主頁（http://www.130131.com）：高清視頻監(jiān)控技術全方位分析 【中國集群通信網】目前國內安防行業(yè)沒有對高清監(jiān)控的標準作出定義，許多廠家都在宣傳自己的產品“高清”。盡管目前市場上早已出現(xiàn)眾多高清監(jiān)控產品，但由于受到成本、技術等眾多因素的限制，高清在視頻監(jiān)控行業(yè)一直未得到有效地應用。目前，高清對于視頻監(jiān)控行業(yè)來說，更多的則是停留在“概念”層面上是，真正應用的實際中的非常少，更不能談普及了。這并不是我們想看到的結果，也不利于整個行業(yè)的發(fā)展。 高清需求突顯 安防監(jiān)控畫面與電影畫面的要求有著很大的差別。比如，在內容方面，電影講究好看，色彩豐富，場景壯觀;而監(jiān)控則要求畫面真實，關注的對象細致可察，好看不好看并不重要。16:9的畫面比例是國內外高清標準相同的指標，符合黃金分割，也符合人眼觀賞的舒適感。但是，安防監(jiān)控要的是對場景、目標的關注，對行為細節(jié)的體現(xiàn)，16:9是否真的符合監(jiān)控場景需求還值得商榷，如此等等。 隨著視頻監(jiān)控的普及應用，如今已成維護社會治安協(xié)助公安機關偵破各種違法案件的有效工具。但是，很多時候視頻監(jiān)控效果并不令人滿意。如之前在網上鬧得沸沸揚揚的“涉黑官員烏小青自殺事件”，而視頻監(jiān)控卻沒有逮到這一畫面，這對于整個視頻監(jiān)控行業(yè)來說是非常尷尬的。大家應該都有類似的印象，之前無論報紙還是電視上所播出的犯罪現(xiàn)場的監(jiān)控錄像或截圖，永遠都像UFO照片一樣模模糊糊讓人看不清。更重要的是無法讓公安機關在最短的時間內破案，需要耗費大量的人力物力來還原圖像。 當然，現(xiàn)在隨著一批批高清產品的問世，這種現(xiàn)象有所減少，但還是對視頻監(jiān)控高清化提出了更高求。如武廣高鐵的開通，沿線需要安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)全天候監(jiān)控，對于時速高達350公里的高速列車，鐵路沿線周邊安全尤為重要，顯然普通攝像頭難以滿足要求，必須使用高清晰鏡頭才能保證監(jiān)控效果。據鐵道部副總工程師、客運專線(高速鐵路)副總設計師張曙光介紹，按照我國近期高速鐵路規(guī)劃，到2012年，我國將建成客運專線42條，總里程1.3萬公里，其中時速250公里的線路有5000公里，時速350公里的線路有8000公里。這對于發(fā)展高清監(jiān)控來說是一個良好機遇。 隨著視頻監(jiān)控技術的高速發(fā)展，用戶對于視頻監(jiān)控產品的要求也在不斷提高，功能要求更加完善、穩(wěn)定，性能要求更加清晰、準確。與此同時，在商場、銀行等監(jiān)控場所如何看清一個人的面部特征?如何看清楚高速行駛車輛的牌照?擁擠喧鬧的火車站、體育場館、廣場等場合，如何能夠迅速準確的找到目標……?所有這些問題都需要高清視頻監(jiān)控產品來解決。 高清應用基礎 要實現(xiàn)真正的高清監(jiān)控，必須從視頻源的采集、視頻信號的編碼壓縮、視頻信號的傳輸、視頻的瀏覽、錄像文件的回放等環(huán)節(jié)全面支持高清。對客戶而言，高清只有在包含了前端、平臺、存儲、瀏覽、顯示等各個環(huán)節(jié)時才有意義。 采集后未經壓縮的高清視頻信號有模擬和數字兩種傳輸方式，模擬傳輸一般采用YPbPr分量傳輸，一路高清視頻信號需要三根同軸線纜同時傳輸。數字傳輸一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI傳輸，其中DVI或HDMI的傳輸距離只有幾米，不適合用于監(jiān)控傳輸，而HD-SDI雖可以傳輸百米左右，但對同軸電纜的要求很高，線纜的價格也非常昂貴。但是，如果在前端就對高清視頻進行高效壓縮處理，然后通過IP網絡傳輸的話，其傳輸成本與標清監(jiān)控網絡化傳輸成本相當。 目前DVR的視頻信號處理，分為視頻采集和視頻編碼兩個部分。在視頻信號采集部分，目前大多數的DVR都是模擬視頻輸入，均采用BNC接口的CVBS(即復合視頻信號)信號輸入。復合視頻信號的最大分辨率是D1，DVR內部對于復合視頻信號是按照D1分辨率采集、量化的。目前DVR均無YPbPr的模擬分量接口，或DVI、HDMI、HD-SDI等數字視頻接口。在編碼部分，DVR對每路采集的視頻信號可以編碼成CIF、2CIF、DCIF、D1等分辨率，但編碼最大分辨率只能為D1，不具備編720p或1080i、1080p的編碼能力。因此，目前的DVR無法實現(xiàn)高清監(jiān)控。 可見，要實現(xiàn)高清監(jiān)控，得從整個監(jiān)控系統(tǒng)考慮高清，而網絡化是高清監(jiān)控系統(tǒng)應用的基礎。 高清前端采集技術 高清的視頻效果的保證首先來源于高清信息的采集，如果沒有前端高清視頻采集，無法談及后端的高清效果。無論是槍機、一體機還是網絡攝像機、模擬攝像機，采集的原理都是一致的，只是技術和器件上的區(qū)別。對于高清監(jiān)控系統(tǒng)，前端采集設備一般使用網絡攝像機。我們知道，攝像機的清晰度主要取決于感光芯片的性能，主要有CCD和CMOS兩種，在高清監(jiān)控領域，也都有所應用。 CCD 英文全名 Charge Coupled Device，感光耦合元件。CCD為數位相機中可記錄光線變化的半導體，它是一種半導體成像器件，因而具有靈敏度高、抗強光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動等優(yōu)點。CCD對監(jiān)控場景的適應性更佳，在低照度下效果表現(xiàn)更好。CCD由以前1/4英寸到現(xiàn)在1/3英寸、1/2英寸甚至2/3英寸等，代表了其技術的不斷發(fā)展，再經過圖像處理芯片的配合，能夠達到分辨率720P甚至1080i的輸出。 CMOS英文全名 Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互補性氧化金屬半導體，CMOS和CCD一樣同為在數碼相機 中可記錄光線變化的半導體，而隨著CMOS在制造工藝和影像處理技術上的不斷突破，業(yè)內對CMOS的前景預測也越來越樂觀。高清數字影像的普及更是CMOS技術發(fā)展的一個難得機遇。而且，與CCD相比，CMOS的制造原理更加簡單，體積更小，功耗可以大大的降低，種種跡像表明：圖像傳感器的領域正面臨著一個重大轉折，盡管從目前的狀況看，CMOS與CCD圖像傳感器的應用市場仍然有一個分界，但這個界限似乎越來越模糊。有專家預言，隨著300萬像素的CMOS圖像傳感器的上市，圖像傳感器即將進入“CMOS時代”。CMOS在高像素方面有著一定的優(yōu)勢。 另外，鏡頭要能夠保證進光量和角度，同時還要有一個適宜調焦和光圈來配合感光元器件的成像，因為高清的視頻通常依賴于一個調焦的操作。對于焦距和光圈不滿足實際需求來說，高清攝像機也惘然。在一體機中通常配合較高的變倍來更好的體現(xiàn)高清的效果。當然，評價一個高清攝像機，除了清晰度外，還有其他許多影響圖像質量的因素，如超寬動態(tài)、自動白平衡、自動測光補償等等。 高清編碼標準 除了采集外，高清圖像編碼也是重要環(huán)節(jié)，高清視頻編碼最常用的編碼格式是MPEG2-TS、MPEG4、H.264和VC-1這四種算法。
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