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高清监控已然成未来安防的发展趋势

2018/9/15 11:31:46      点击:
高清摄像机发展趋势


一:高清
虽然说现在已经实现高清,但是从显示效果来看现有的高清无论是从分辨率、显示效果还是流畅度来看,都存在很多不足。从分辨率来看,720p的分辨率是CIF分辨率的9倍、1080i/1080p的分辨率是CIF分辨率的20倍,在同样的显示环境下,高清会清晰得多。从显示效果来看,高清既支持大屏显示,又支持16:9宽屏显示,可以大大增强用户的观看体验。从流畅度来看,高清支持更高的帧率,比如720p和1080i/1080p都可以支持60帧/秒或60场/秒,其图像流畅度比标清要高一倍。


二:标准化:ONVIF、PSIA
随着监控系统从模拟走向数字,从封闭式迈向网络化,基于开放的标准以达到设备、系统之间的互联互通之需求日益迫切。在网络时代,投身于开放标准的建设,为用户提供同时具备灵活性和可扩展性的安防系统,已经成为安防厂商角逐本土市场,实现全球化的不二选择。作为高清监控的重要产品,高清网络摄像机的标准化之路还很长。


三:红外
高清摄像机相对于普通摄像机感光芯片,相同尺寸上像素点成倍数增加,故造成感光点尺寸相应倍数的减少,所以相同曝光情况下,高清摄像机相对于普通像素摄像机低照度会差很多。这就意味着高清摄像机夜晚红外补光需要的强度要比普通像素红外摄像机高的多。例如一个130万像素1/3”尺寸的高清CCD,相对于43万像素(480线数)1/3”尺寸的普通CCD,单位面积上高清CCD的像素点是普通CCD的3倍,高清CCD像素点感光性能则为普通CCD感光度的1/3,这就是高清摄像机夜晚效果差的根本原因。现在的做法是延长曝光时间,来弥补低照度性能不好的缺陷,但这样就造成图像易出现拖影现象。如果高清夜晚图像效果要好的话,只能增强外界灯光来弥补这方面的不足。


在高清补光方面,高清摄像机红外补光对不同距离的监控有不同的方案配置。近距离选用角度广的LED灯板来补光,可实现广角监控且成本较低,中远距离由于需要的补光灯强度比较大,角度小,使用普通的LED很难达到所需的效果。故在中远距离选用具有方向性强,能量集中的激光红外灯来进行补光。


四:易用性
与传统模拟摄像机不同,高清网络摄像机涉及到IT的范畴,因此,网络摄像机与模拟摄像机在使用上有较大的区别,特别是对于操作者及使用人员都有较高的要求。对于国内大部分工程商、集成商及用户来说,他们对传统的CCTV系统非常熟悉,对网络摄像机尚在使用的初期阶段,所以网络摄像机在开发及设计上,要考虑到这些人的特性,在安装的便捷性和使用的易用性上要有充分的体现,例如支持PoE供电、本地视频输出,以及方便本地调试、支持无线功能等。


最初,“高清”概念与标准是广播电视业提出的。上世纪60年代,日本国家广播公司NHK开始研究高清,90年代初期,NHK和索尼完成了研究并开始试播模拟制式的高清电视。但由于多种原因,欧洲并不接受日本的研究成果,80年代中期,飞利浦等公司也联合完成一个高清研究计划。然而在1990年,美国一举推出数字高清电视HDTV,后来居上超越日本和欧洲,也是从那时起,大家承认了数字式电视是未来高清的发展方向。目前市场上的高清数字电视可以分为两大阵营,分别是欧洲的数字电视广播联盟DVB和美国的先进电视系统联盟ATSC。



我国的高清数字电视的研制始于1998年,其中经历了几个阶段。1999年10月1日,以高清转播国庆庆典取得了巨大成功。2006年,我国公布了地面数字电视传播标准DMB-TH。《国家“十一五”时期文化发展规划纲要》中明确指出:2008年开播数字高清电视,标志现代科技成果之一的数字高清电视必将得到前所未有的发展。

视频监控系统的发展经历了从模拟到数字的不同时期,其视频清晰度也相应地得到了不断的提高。并且随着CCD的不断发展,模拟视频监控和数字视频监控的清晰度又在纵向提高,模拟摄像机的水平分辨率从380线发展到540线,数字摄像机像素从25万发展到1600万。在模拟时代,一般认为摄像机的水平分辨率只要高于480线,即可称为高清晰摄像机;在网络摄像机(IPCamera)方兴未艾时,则一般认为720P以上即可称为高清摄像机。而因CCD、DSP等技术的进步,目前网络数字摄像机在高清视频监控领域正扮演着越来越重要的角色。


高清对于视频监控并不是件容易的事情。它涉及到监控系统的颇多环节,从前端摄像机到传输,再到记录存贮和显示设备,为了到达“高清”指标都需要做出相应调整,只要一个环节满足不了要求,就达不到“高清”要求。


在安防行业内,我们对高清摄像机的概念则分为两种,一种为模拟高清摄像机,一种为数字高清摄像机。模拟摄像机受其本身性能的限制,其分辨率达到D1或4CIF的产品(4CIF分辨率:PAL制704×576,NTSC制704×480;D1分辨率:PAL制720×576,NTSC制720×480)我们便可以称之为高清。比如我们常说的高清百万网络摄像机,就是指能按大于12FPS连续采集最大分辨率大于720P(1280*720),甚至超过FullHD(1080P,分辨率1920*1080)到更高的2048×1536画面的网络摄像机。满足上文高清定义中提及的高清指标扫描线数垂直和水平方向都达到720P数字信号要求,可被理解为高清产品中百万像素级别。


高清百万像素网络摄像机是近年监控领域推出的专业视频监控,目前高清网络摄像机的市场规模之大,大家都有目共睹。高清的才是时代发展的趋势,在如今这个高清时代,网络摄像机的高清技术决定了它的发展方向,几乎行业上的许多应用领域已经对1080p高清网络摄像机产生了需求并有着很高的要求,如需要看清人面部特征的银行、高速公路拍车牌、大型机场以及高端的住宅区等。各大厂家也想利用此次机会占领高端市场来满足用户的需求。

高清监控发展三大核心问题
高清百万像素网络摄像机是安防行业推出的应用于监控领域的专业视频监控摄像机。在如今这个高清时代,网络摄像机的高清技术决定了它的发展方向。高清网络摄像机使图像清晰度有了质的飞跃,但也给高清监控系统带来了一系列现实的问题。


1、带宽问题

由于目前网络带宽有限,高清视频带来的高码率成为其最大的推广瓶颈。如何用尽可能低的码率传输尽可能高质量的视频是高清监控需要解决的首要问题。同时由于网络的异构性,不同的网络具有不同的信道特性,不同的用户享受到的网络带宽也不相同,甚至同一用户的带宽也可能是随时变化的。随着监控领域的发展,各种用户终端都有连接监控视频的需要,如局域网监控网络带宽较为理想,用户希望浏览高质量的视频;而手机监控领域由于带宽有限,用户更看重的是低码率下的视频流畅性。如何适应这些不同的带宽环境也是高清监控设备需要解决的问题。


2、显示问题
相对于标清视频,高清视频的信息量大为丰富,相应的对解码显示性能要求也大大提高,如目前主流的PC机可以轻松实现8路D1标清视频的解码显示,但若前端是1080P高清视频,只能勉强解码显示1路。对于大型视频监控平台,若全部使用高清视频,服务器解码压力会很大。


3、存储问题
图像分辨率的提升,必然会消耗更大的存储空间。以1920×1080@30帧视频为例,利用H264的编码算法,为保证清晰度,码流需保持在6Mbps以上,约为标清视频的4-8倍。在标清视频条件下,一台16路DVR内置8快2T硬盘即可满足长时间视频存储需求,而在高清监控中,这一时间将被大大缩短,即会带来存储成本的增加。


总结

随着不断提高的监控技术的发展,高清作为监控技术发展的主要方向之一,结合网络技术带来新的变革,在不断满足市场竞争需求的同时,趋向于一种理性的思考,高清监控正是以一种高姿态、高要求进入我们的世界。在不断发展的监控技术领域,高清监控也将是一颗璀璨的明星,它的光芒在重新审视着我们周围的世界。