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(lái)越成為人們生活中不可或缺的一部分,而且趨勢(shì)非常明顯。2009年,高清監(jiān)控將是大家討論的熱點(diǎn)之一,并且將成為廠商間拉開競(jìng)爭(zhēng)差距的一個(gè)重要因素。受價(jià)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(huì)議領(lǐng)域,自2006年LifeSize推出業(yè)內(nèi)第一款720P產(chǎn)品,到后來(lái)科達(dá)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(chǎng)。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(lái)正在推動(dòng)這一進(jìn)程。
根據(jù)美國(guó)電影電視工程師協(xié)會(huì)(SMPTE)、國(guó)際電聯(lián)(ITU)和我國(guó)國(guó)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(jí)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(dòng)高清化呢?要實(shí)現(xiàn)真正的高清監(jiān)控,必需從視頻源的采集、視頻信號(hào)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(hào)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(hào)需要三根同軸線纜同時(shí)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(duì)同軸電纜的要求很高,線纜的價(jià)格也非常昂貴??梢?,無(wú)論是模擬方式還是數(shù)字方式傳輸,高清視頻信號(hào)的傳輸成本將明顯高于標(biāo)清視頻信號(hào)。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(hào)。在攝像機(jī)中通過DSP或ASIC對(duì)此數(shù)字高清視頻信號(hào)直接進(jìn)行壓縮編碼,然后以網(wǎng)絡(luò)化方式傳輸,要比攝像機(jī)直接輸出高清信號(hào)來(lái)得經(jīng)濟(jì)??梢哉f(shuō),前端網(wǎng)絡(luò)化是高清化應(yīng)用的基礎(chǔ),從目前市場(chǎng)上用于監(jiān)控的高清攝像機(jī)基本上都是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的現(xiàn)狀來(lái)看也可以印證這一點(diǎn)。
由于高清正在起步,難免會(huì)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(shí)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(shí)上真正的高清是從前端開始的,每一路圖像都達(dá)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(jī)以靜態(tài)像素來(lái)宣傳而不是以動(dòng)態(tài)分辨率來(lái)宣傳的誤導(dǎo),如500萬(wàn)像素?cái)z像機(jī),實(shí)際上其動(dòng)態(tài)分辨率只有100萬(wàn)像素;4)對(duì)客戶而言,高清只有在包含了前端、平臺(tái)、存儲(chǔ)、瀏覽、顯示等各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)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(jī)。
高清監(jiān)控
高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提供視頻監(jiān)控的信源,它已將視頻進(jìn)行高清編碼和IP封裝,通過IP網(wǎng)絡(luò)來(lái)承載高清圖像,可實(shí)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(jī)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(duì)不同的需求而設(shè)計(jì),CMOS在高像素方面有著一定的優(yōu)勢(shì),而CCD對(duì)監(jiān)控場(chǎng)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(shí)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(jì)。
在傳輸接口部分,不同的網(wǎng)絡(luò)接入方式,如無(wú)線、有線等,均可很好地支持;另外,有的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)還集成了監(jiān)控所需其它接口,如報(bào)警、控制、對(duì)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(duì)高清圖像進(jìn)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(shí)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(jī)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(wú)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(chǔ)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(jià)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(jī)提供的SDK可進(jìn)行二次開發(fā),存儲(chǔ)技術(shù)可采用DAS、NAS、IPSAN等。
嵌入式NVR和混合性DVR,均來(lái)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(chǔ)、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(jī)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(chǔ)空間或擴(kuò)展存儲(chǔ)接口。
目前時(shí)常上的幾款高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),分別采用CCD、CMOS傳感器,分別支持1280x720、1600x1200高清編碼,可實(shí)現(xiàn)高達(dá)5倍D1效果顯示,碼率在2M-8Mbps之間可調(diào)。在后端上,國(guó)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(jī),錄像與解碼分辨率支持1280x720,顯示分辨率支持1280x1024。。支持8個(gè)SATA盤位,內(nèi)置的存儲(chǔ)容量可配置,如配備8個(gè)1TB的硬盤、配置3Mbps碼率,那么每個(gè)通道的平均保存周期約為780小時(shí)。
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(chǎng)合對(duì)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(gè)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(kù)的出入口、高速公路、體育場(chǎng)館等場(chǎng)合,高清監(jiān)控則能大大提升系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。