【安防知識網】在視頻監(jiān)控產業(yè)，圖像清晰度無疑是最重要的關鍵性能，是主宰整個產業(yè)技術發(fā)展方向的重要因素。衡量圖像清晰度的標準是分辨率，分辨率值越大，圖像就越清晰。在視頻監(jiān)控行業(yè)，現在的監(jiān)控圖像分辨率最高已可達1080p，也就是我們通常說的高清。依據美國電影電視工程師協會（SMPTE）等權威機構制定的HDTV標準，高清視頻格式主要有三種：720p（1280*720分辨率）；1080i（1920*1080分辨率）；1080p（1920*1080分辨率）。這一原本用于廣電行業(yè)的高清標準同樣在視頻監(jiān)控領域得到了沿用，據此可知，高清監(jiān)控，至少是監(jiān)控圖像的分辨率至少達到了720p以上，而此前的D1、CIF只能屬于標清監(jiān)控。

    由于圖像清晰度性能對視頻監(jiān)控產業(yè)有著非同一般的重要性，因此，高清監(jiān)控技術一經面世就被市場廣泛接受并開始實際試用。

    高清監(jiān)控應用的必須前提是網絡化

    我們知道，傳統(tǒng)的標清監(jiān)控分為模擬、數字和網絡三種類型，但無論哪種類型都必須采用監(jiān)控攝像機前端+管理控制后端的系統(tǒng)框架，這之中，監(jiān)控攝像機則根據后端設備的性質選用模擬攝像機或網絡攝像機，也就是說，在標清監(jiān)控系統(tǒng)中，前端設備與傳輸手段是既可使用模擬的也可使用網絡的。

    但高清監(jiān)控卻不然。

    首先，我們知道，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。無論是模擬方式還是數字方式傳輸，未經壓縮的高清視頻信號傳輸成本都明顯高于以前的模擬標清視頻信號。而采用視頻壓縮編碼并通過IP網絡進行傳輸時，高清視頻與標清視頻在傳輸成本上的差異很小。

    因此，可見高清監(jiān)控首先必須基于視頻壓縮處理并通過IP網絡進行傳輸，只有這樣才能有效控制高清視頻的傳輸成本，從而讓高清監(jiān)控真正具有實用意義。

    其次，當前高清視頻傳感器以CMOS為主，CMOS傳感器直接輸出數字化的視頻信號，在攝像機中通過DSP或ASIC對此數字高清視頻信號直接進行壓縮編碼，然后以網絡化方式傳輸，要比攝像機直接輸出高清信號來得經濟，且處理效率更高，所以直接用全網絡化的高清IP攝像機進行前端處理的效率和成本比用高清視頻編碼器+高清模擬攝像機要更有優(yōu)勢。

近兩年，高清可以說是監(jiān)控行業(yè)的熱門話題，業(yè)界各大主流廠商也紛紛推出了自己的高清產品，尤其是高清攝像機，更是款型豐富，琳瑯滿目。然而，對高清監(jiān)控而言，僅僅是一個高清攝像機或其它某一個單個的高清設備就可以成就應用的嗎？要搞清這個問題我們可以先來看看傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)框架：無論是模擬監(jiān)控還是數字監(jiān)控抑或網絡監(jiān)控，它們都是由位于前端環(huán)節(jié)的監(jiān)控攝像機、NVR/DVR/管理平臺的中心管理設備、顯示解碼設備，以及存儲設備、傳輸線纜等構成最基本的系統(tǒng)框架，缺一不可。因此，高清監(jiān)控系統(tǒng)也必須如此，而高清攝像機或其它任何單個的高清設備顯然是不可能實現真正的實際應用的，高清監(jiān)控要具備實際的應用意義，就必須和傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)那樣，提供涵蓋前端、傳輸、管理中心以及后端環(huán)節(jié)的完整的解決方案。

    如何打造完善的高清監(jiān)控解決方案

    2009年12月，蘇州科達科技有限公司（KEDACOM）發(fā)布了包括高清網絡攝像機、高清NVR、高清電視墻解碼器在內的系列化高清監(jiān)控新品，可提供從前端高清圖像采集與顯示、中心高清圖像瀏覽與存儲、后端高清解碼與顯示在內一套完整的端到端高清監(jiān)控解決方案，成為了業(yè)界首家完整的高清監(jiān)控解決方案提供商，以該公司的高清監(jiān)控產品及解決方案為參照，可以較清晰地了解一套高清監(jiān)控解決方案是如何構建起來的。

    一、高清NVR與高清監(jiān)控管理平臺

    在一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，中心管理設備是最核心的，它的功能與作用同傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的DVR、大型管理平臺，以及PC+管理軟件相似。高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的中心管理設備主要有兩種：高清NVR、高清監(jiān)控管理平臺。前者單臺接入容量為數十路，主要用于中小型高清監(jiān)控系統(tǒng)；后者單臺接入容量則可達數千乃至上萬路，管理功能也更豐富，一般用于大型系統(tǒng)。與此同時，目前已推出的主流高清NVR與高清監(jiān)控管理平臺還可互相兼容，兩者配合則可構建一套大規(guī)模多級級聯的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

    高清NVR，即高清網絡錄像機，配合高清網絡攝像機、高清電視墻解碼器，可構建一套全網絡化部署的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。目前的高清NVR單臺接入容量可從16路、32路、48路到64路不等，它可以實現最高64路高清圖像的同時存儲、同時預覽以及同時向網絡轉發(fā)。

    此外，高清NVR還具有高清雙屏顯示功能，即用主屏同時顯示全部監(jiān)控點圖像，而對其中某個重點監(jiān)控點圖像則可直接切換至輔屏顯示，從而幫助用戶在掌握監(jiān)控全局的同時又能關注重要細節(jié)。并且，一體化的高清NVR還擁有卓越的存儲性能：采用了ANR、RAID等多項先進的存儲技術，并在內置大容量存儲的同時還支持IPSAN、eSATA存儲擴展，從而讓高清存儲得到了有效保障。

高清NVR產品圖

高清監(jiān)控管理平臺在監(jiān)控系統(tǒng)中擔當的職責是負責實現前端接入與認證、碼流對外分發(fā)、業(yè)務功能控制、系統(tǒng)管理等功能，它部署于媒體換層。高清監(jiān)控管理平臺具有靈活的擴展能力，單級平臺一般都可接入近萬路左右IP前端，具有充分的組建大型網絡監(jiān)控系統(tǒng)的能力。在與高清NVR構建的多級級聯系統(tǒng)中，監(jiān)控管理平臺可具體實現包括大容量監(jiān)控點的管理、嚴格的分級級聯機制、細致的管理權限分配、多點分布的電視墻管理、專業(yè)電子地圖集成等豐富而健全的管理性能。高清NVR+高清監(jiān)控管理平臺的配合可以使大型高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)呈現管理上集中，業(yè)務上分散的合理結構，較之全集中的部署有更高的安全性，而較之全分布的系統(tǒng)又有更強的整合調度能力。

高清監(jiān)控管理平臺產品圖

    二、高清網絡攝像機

    如前文所述，出于經濟成本的考慮，在高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中直接采用一體化的高清IP攝像機比用高清視頻編碼器+高清模擬攝像機性價比要高的多，因此，相信在未來，高清網絡攝像機將是高清監(jiān)控前端設備的不二之選。

    目前，支持接入高清NVR或高清管理平臺的高清網絡攝像機主要有高清槍機、高清半球機以及高清高速球機等多種款型。這些高清網絡攝像機產品均嚴格遵循HDTV高清標準，即視頻分辨率至少在720p以上。此外，它們還均采用H.264編碼技術，與MJPEG（MotionJPEG）技術相比，H.264不僅可節(jié)約80％以上的碼率，而且對網絡傳輸具有更好的支持功能，也就是說H.264可以在更低的帶寬下獲取更平穩(wěn)的優(yōu)質高清圖像。另外，主流的高清網絡攝像機還分別根據不同用戶的需求分別采用了CCD和CMOS的圖像傳感器，例如，針對中低端市場的普通監(jiān)控場合使用成本低的CMOS高清網絡攝像機，而針對高端市場中要求較高的監(jiān)控場合則可提供CCD高清網絡攝像機，從而使用戶的不同需求都能得到充分滿足。

高清槍機產品圖

高清半球產品圖

高清高速球產品圖 [nextpage]

三、高清電視墻解碼器

    前文提到，所謂高清監(jiān)控，必須是能夠為用戶提供具有實際應用意義的解決方案，這套解決方案必須完整地涵蓋前端、中心、后端各個環(huán)節(jié)以及傳輸、顯示、存儲等各項核心功能。然而目前，市場上可見的高清監(jiān)控產品卻只有高清攝像機或高清管理平臺，而后端——解端顯示這一環(huán)節(jié)卻幾乎完全空白。但事實上，一套監(jiān)控系統(tǒng)如果少了電視墻解碼顯示，其應用價值和意義究竟還能有幾何呢？

    科達公司近日推出的系列高清監(jiān)控新品正包含這樣一款解碼產品，它也是業(yè)內首款嵌入式高清電視墻解碼器。

    嵌入式高清電視墻解碼器一般都會采用模塊化的設計結構，采用標準的19英寸機箱，可以同時插入多塊高清解碼卡。目前已有的高清電視墻解碼器產品可提供7路720p或1080i/1080p全高清視頻的同時解碼輸出。由于采用模塊化方式構建，所以用戶可以根據需求進行靈活配置，而在大型應用中，還可采用多機堆疊的方式實現更多路數的高清電視墻解決方案。

    高清電視墻解碼器的問世可謂意義非凡，因為正是有了它的配合，一套高清視頻監(jiān)控解決方案才得以完整，而高清監(jiān)控也才有了被廣泛推廣的可行性。

高清電視墻解碼器產品圖

    通過以上了解了高清監(jiān)控系統(tǒng)必須包涵的環(huán)節(jié)和設備就不難搞清楚一套高清監(jiān)控解決方案是如何構建起來的了：由網絡化的高清前端、高清管理平臺以及高清解碼器通過IP網絡互聯即可建設一套完整的高清監(jiān)控系統(tǒng)，它可以實現包括高清圖像的瀏覽、存儲、解碼顯示，高清碼流的轉發(fā)，以及高清前端設備的統(tǒng)一管理和調用等完善的視頻監(jiān)控管理功能。并且，它可以隨時進行無縫擴容，更可以通過IP網絡聯網至上級高清監(jiān)控管理平臺，如此，一套完整的高清監(jiān)控解決方案就呈現在我們眼前了。

高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)組網示意圖 [nextpage]

     高清監(jiān)控的典型應用

    全網絡化部署的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)將能對不同場合、不同規(guī)模的監(jiān)控系統(tǒng)部署都具有很強的適用性。比如，針對較小規(guī)模的普通監(jiān)控場合，采用相應監(jiān)控點數量的高清網絡攝像機+高清NVR+高清顯示設備即可布建一套功能完善的小型高清監(jiān)控系統(tǒng)。

    而針對大型監(jiān)控系統(tǒng)，則采用高清網絡攝像機+高清NVR+高清監(jiān)控管理平臺+高清電視墻解碼器+高清顯示設備來構建，這樣一套全網絡化的高清監(jiān)控系統(tǒng)不僅布建簡便，管理功能也更為完善。目前，以平安城市、金融、交通等為主的高端行業(yè)級監(jiān)控市場正是這一類大型高清監(jiān)控系統(tǒng)的主要用戶，同時由于高清監(jiān)控在成本上畢竟高于標清，因此，這些高端行業(yè)也是當前高清監(jiān)控的主要用戶。

    一、應用于平安城市

    平安城市主要包括重要道路路口監(jiān)控和以網吧、KTV、商場等復雜場所為主的社會面監(jiān)控這兩類。由于平安城市系統(tǒng)的特殊性質，它們對監(jiān)控點的圖像清晰度要求正越來越高，因此，平安城市也開始越來越多地選擇高清監(jiān)控產品進行系統(tǒng)部署，各級系統(tǒng)之間再通過網絡互聯，從而能夠更有效地提高城市治安工作的效率。

    在平安城市系統(tǒng)的構建中，首先在公安主管部門部署高清監(jiān)控管理平臺作為總控中心，再利用高清NVR和高清網絡攝像機構建匯聚層的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，負責視頻接入、本地錄像、本地瀏覽等功能，作為系統(tǒng)的末端接入層，實現對各類場所的監(jiān)控，各場所所屬的主管單位可通過高清NVR獨立管理所轄的全部監(jiān)控點，同時這些高清NVR管理的監(jiān)控資源又可聯網至公安主管部門的總控中心，總控中心擁有對所有資源進行管理與調配的最高權限。另外，一些特殊場所布設的高清網絡攝像機也可直接聯網至位于總控中心，由總控中心直接進行管理。如下圖所示：

平安城市高清系統(tǒng)組網示意圖

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    二、應用于銀行監(jiān)控

    銀行監(jiān)控目前正面臨大聯網的行業(yè)需求，銀行監(jiān)控大聯網的應用方案目前也已趨于一致：采用網絡化架構，以監(jiān)控管理平臺為核心實現多級互聯，同時提供報警、門禁等其他安防子系統(tǒng)的接入整合，最終達到既可統(tǒng)一管理又可分級自治的綜合安防的目的。

    與此同時，銀行同樣有著特殊的行業(yè)背景，對圖像清晰度有著較高的要求，因此，銀行也是高清監(jiān)控的主要用戶之一。

    通過高清NVR系統(tǒng)與高清監(jiān)控管理平臺配合，采用三級級聯架構即可為銀行布建一套既能統(tǒng)一管理又能分級自治的銀行綜合安防管理系統(tǒng)：總行或省級分行布建高清監(jiān)控管理平臺作為總控中心、下級分行或支行布建高清監(jiān)控管理平臺或高清NVR作為二級平臺、營業(yè)網點和ATM布設高清NVR作為三級平臺，三級系統(tǒng)之間通過IP網絡實現聯網。

銀行高清監(jiān)控系統(tǒng)組網示意圖

    結語：網絡環(huán)境的不斷完善助力高清監(jiān)控的成熟

    最后，對于全網絡化高清監(jiān)控的普及應用，不少人還因擔憂當前網絡環(huán)境是否成熟而對其心存疑問。但事實上，當前真正完善的高清監(jiān)控系統(tǒng)已經在網絡適應性方面做足了功夫，例如，采用雙碼流技術以盡可能降低帶寬壓力，即對日常的實時瀏覽圖像提供低分辨率碼流，而存儲圖像則提供高分辯率碼流。在銀行監(jiān)控系統(tǒng)中，雙碼流技術的應用就有著極重要的作用，因為當前大多數銀行網點到分行的帶寬非常有限，根本無法同時傳輸多路高清分辨率的視頻圖像，雙碼流技術可以讓高清分辨率的視頻流在營業(yè)網點進行本地存儲，而低分辨率的視頻流則供分行或支行遠程瀏覽使用，這樣，既可實現錄像存儲的高清晰度，又可保證遠程瀏覽的流暢，從而大大提高了高清監(jiān)控的實用性。

    此外，客觀方面，當前的網絡環(huán)境在穩(wěn)定性、延時、安全性等可能影響高清應用的關鍵方面其實已經有了良好的基礎，并還在不斷改善中。雖然高清在視頻監(jiān)控領域還未真正普及，但視頻會議行業(yè)卻早在2006年已經推出了首款高清產品，并且經過近兩年的磨合，高清更是已經成為該行業(yè)的應用主流，而相比之下，視頻會議對網絡環(huán)境的要求之嚴格其實要遠甚于監(jiān)控。因此，有理由相信，對高清視頻監(jiān)控來說，網絡這一最主要的環(huán)境因素已經不再是障礙了。