隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)化的普及,在監(jiān)控領(lǐng)域中高清化越來越成為人們生活中不可或缺的一部分,而且趨勢非常明顯。2009年,高清監(jiān)控將是大家討論的熱點之一,并且將成為廠商間拉開競爭差距的一個重要因素。受價格和整體解決方案的影響,2009年的高清監(jiān)控將主要在金融、交通、醫(yī)療等高端行業(yè)率先獲得部分應(yīng)用。
在視頻會議領(lǐng)域,自2006年LifeSize推出業(yè)內(nèi)第一款720P產(chǎn)品,到后來科達推出業(yè)內(nèi)第一款1080P產(chǎn)品,高清早已獲得應(yīng)用,并已成為目前的主力市場。而在視頻監(jiān)控領(lǐng)域,受各種因素的影響,高清才剛剛起步,而網(wǎng)絡(luò)化的到來正在推動這一進程。
根據(jù)美國電影電視工程師協(xié)會(SMPTE)、國際電聯(lián)(ITU)和我國國家廣電的相關(guān)定義,真正的高清視頻格式目前主要有三種:720P(1280*720分辨率,16:9寬屏顯示,逐行掃描/60Hz);1080i(1920*1080分辨率,16:9寬屏顯示,隔行掃描/60Hz);1080P(1920*1080分辨率,16:9寬屏顯示,逐行掃描/60Hz)。其中,1080P是最高等級的高清視頻清晰度標(biāo)準(zhǔn)。
為什么只有網(wǎng)絡(luò)化才能推動高清化呢?要實現(xiàn)真正的高清監(jiān)控,必需從視頻源的采集、視頻信號的壓縮編碼、視頻瀏覽、錄像文件的回放等方面全面支持高清。采集后未經(jīng)壓縮的高清視頻信號有模擬和數(shù)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(shù)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100米左右,但對同軸電纜的要求很高,線纜的價格也非常昂貴。可見,無論是模擬方式還是數(shù)字方式傳輸,高清視頻信號的傳輸成本將明顯高于標(biāo)清視頻信號。另外,當(dāng)前高清視頻傳感器以CMOS為主,CMOS傳感器直接輸出數(shù)字化的視頻信號。在攝像機中通過DSP或ASIC對此數(shù)字高清視頻信號直接進行壓縮編碼,然后以網(wǎng)絡(luò)化方式傳輸,要比攝像機直接輸出高清信號來得經(jīng)濟。可以說,前端網(wǎng)絡(luò)化是高清化應(yīng)用的基礎(chǔ),從目前市場上用于監(jiān)控的高清攝像機基本上都是網(wǎng)絡(luò)攝像機的現(xiàn)狀來看也可以印證這一點。
由于高清正在起步,難免會有概念誤導(dǎo),因此需要在此澄清一下:1)將D1宣傳成高清的誤導(dǎo),事實上真正的高清目前只有720P、1080i、1080P三種分辨率;2)將DVR以多路D1畫面合成高清視頻輸出的功能宣傳成高清的誤導(dǎo),事實上真正的高清是從前端開始的,每一路圖像都達到高清分辨率,只有這樣才能保證視頻采集、編碼、傳輸、瀏覽、錄像、回放等全面高清;3)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機以靜態(tài)像素來宣傳而不是以動態(tài)分辨率來宣傳的誤導(dǎo),如500萬像素攝像機,實際上其動態(tài)分辨率只有100萬像素;4)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,因此擁有高清整體解決方案才是真正的高清提供商,而不僅僅是提供單純的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機。
[NextPage]高清監(jiān)控
高清網(wǎng)絡(luò)攝像機提供視頻監(jiān)控的信源,它已將視頻進行高清編碼和IP封裝,通過IP網(wǎng)絡(luò)來承載高清圖像,可實現(xiàn)高清監(jiān)視、錄像等監(jiān)控功能。
在發(fā)送端,網(wǎng)絡(luò)攝像機集成了圖像采集、視頻壓縮編碼、通信控制和傳輸接口,視頻數(shù)據(jù)通過IP網(wǎng)絡(luò)輸出。在圖像采集部分,CCD和CMOS兩種傳感器分別針對不同的需求而設(shè)計,CMOS在高像素方面有著一定的優(yōu)勢,而CCD對監(jiān)控場景的適應(yīng)性更佳。在視頻壓縮編碼部分,不同的壓縮算法和算法實現(xiàn)方案決定了高清圖像的質(zhì)量和編碼效率。在通信控制部分,網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性、安全性、碼流的封裝格式和傳輸功能,取決于監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計。
在傳輸接口部分,不同的網(wǎng)絡(luò)接入方式,如無線、有線等,均可很好地支持;另外,有的網(wǎng)絡(luò)攝像機還集成了監(jiān)控所需其它接口,如報警、控制、對講等接口。
在接收端,通過解碼,輸出至高清顯示設(shè)備,如LCD,通過記錄設(shè)備,對高清圖像進行錄像。
由于高清圖像的碼流較大,一般在3Mbps以上,所以圖像的記錄是實現(xiàn)高清錄像的重要環(huán)節(jié)。要記錄高清網(wǎng)絡(luò)攝像機圖像,我們可以采用以下幾種方式:
PC-NVR
嵌入式NVR
混合型DVR
無論采用哪種方式,都應(yīng)具備以下要求,如:
保證錄像保存周期,需要足夠的存儲空間;
保證多路并發(fā)記錄的有效性,即記錄過程中不應(yīng)該有瓶頸;
方便、快捷的檢索與回放效率;
具備循環(huán)覆蓋方式,多次覆蓋后應(yīng)保證記錄和檢索的效率;
可靠性、性價比應(yīng)符合監(jiān)控業(yè)務(wù)要求。
PC-NVR利用PC-DVR開發(fā)技術(shù),通過高清網(wǎng)絡(luò)攝像機提供的SDK可進行二次開發(fā),存儲技術(shù)可采用DAS、NAS、IPSAN等。
嵌入式NVR和混合性DVR,均來源于嵌入式DVR技術(shù)。嵌入式NVR和混合型DVR集網(wǎng)絡(luò)存儲、檢索回放、視頻切換等監(jiān)控功能于一體。如果混合DVR或NVR要支持高清監(jiān)控,那么至少具備以下條件:
支持高清網(wǎng)絡(luò)攝像機的接入;
具備高清解碼和解碼輸出接口(如VGA);
具備足夠的存儲空間或擴展存儲接口。
目前時常上的幾款高清網(wǎng)絡(luò)攝像機,分別采用CCD、CMOS傳感器,分別支持1280x720、1600x1200高清編碼,可實現(xiàn)高達5倍D1效果顯示,碼率在2M-8Mbps之間可調(diào)。在后端上,國內(nèi)首推的DS-9000系列混合型DVR最多可接入8路高清網(wǎng)絡(luò)攝像機,錄像與解碼分辨率支持1280x720,顯示分辨率支持1280x1024。。支持8個SATA盤位,內(nèi)置的存儲容量可配置,如配備8個1TB的硬盤、配置3Mbps碼率,那么每個通道的平均保存周期約為780小時。
展望
“讓我們看得更清楚”是高清監(jiān)控的目標(biāo)。不同的行業(yè)、不同的場合對圖像清晰度的要求不同,如在車水馬龍的鬧市區(qū)如何看清一個人的面部特征、看清楚車輛的牌照是很重要的;在高樓大廈的大廳內(nèi),擁擠喧鬧的出入口、停車庫的出入口、高速公路、體育場館等場合,高清監(jiān)控則能大大提升系統(tǒng)的應(yīng)用價值。