IP高清監(jiān)控攝像機(jī)技術(shù)特點(diǎn)及解決方案

1、IP高清監(jiān)控攝像機(jī)技術(shù)特點(diǎn)及解決方案前言現(xiàn)在"高清"和"IP"已經(jīng)成為安防監(jiān)控領(lǐng)域最炙手可熱的兩大熱點(diǎn)，隨著IP高清產(chǎn)品的快速爆棚，所有廠家都在不計代價的投入，高清所帶來的超高畫質(zhì)，超寬場景給人以極大的視覺震撼。IP高清攝像機(jī)已經(jīng)成為監(jiān)控領(lǐng)域增長，最吸引眼球的產(chǎn)品。在監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化大潮的推動和市場需求的驅(qū)動下，IP高清攝像機(jī)獲得了重大突破，并進(jìn)入到重大安保項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用中，視頻監(jiān)控已經(jīng)進(jìn)入IP高清時代，高清成為安防監(jiān)控新時代主題。IP高清攝像機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)IP高清攝像機(jī)從本意上講超越了傳統(tǒng)常用的模擬攝像機(jī)?，F(xiàn)在市面上的高清監(jiān)控攝像機(jī)已經(jīng)形成以百萬像素為

2、基礎(chǔ)，200萬像素，300萬像素為先導(dǎo)的多元化產(chǎn)品格局。一臺IP高清網(wǎng)攝像機(jī)主要由視頻采集、視頻編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葞撞糠纸M成。一臺IP高清攝像機(jī)可以被看作一臺高清攝像機(jī)和一臺電腦的結(jié)合體。它通過CMOS/CCD感光器進(jìn)行逐行掃描，將光信號直接能夠捕獲影像并通過SoC單芯片處理，直接通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，從而使用戶能夠通過標(biāo)準(zhǔn)的基于IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架在本地或者遠(yuǎn)程地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)觀看、存儲和管理高清視頻數(shù)據(jù)。IP高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)最主要的技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)就在于其高像素帶來的高清晰圖像，而且通過網(wǎng)絡(luò)傳輸可以很方便的實(shí)現(xiàn)多區(qū)域聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程控制，這對于安防監(jiān)控來說具有非常重要的意義：1）覆蓋范圍更大 如上文提到，IP高清攝

3、像機(jī)的一大優(yōu)勢就是，覆蓋面更廣，相同監(jiān)視區(qū)域可以替代原有的多個固定點(diǎn)攝像機(jī)或全方位攝像機(jī)。這對于密集型場所，如機(jī)場安檢通道、車站、地鐵、商場出入口、停車場、工廠、銀行柜員等，原來一般需要設(shè)計多個密集的低分辨率攝像機(jī)，來保護(hù)死角，而現(xiàn)在，部署IP高清攝像機(jī)是個不錯選擇。2）圖像質(zhì)量更好 正所謂"細(xì)節(jié)決定成敗"，IP高清攝像機(jī)采用先進(jìn)的感光器使圖像細(xì)節(jié)更加清晰，尤其對于移動物體來說，逐行掃描方式可以給我們提供更好的圖像質(zhì)量，有效解決了隔行掃描帶來的梳狀模糊現(xiàn)象。可靠的圖像質(zhì)量+細(xì)節(jié)=可靠快速的調(diào)查和分析，讓視頻存儲海量的硬盤數(shù)據(jù)中全部是有價值的圖像資料，這對于車牌、人臉識別等應(yīng)

4、用具有重要意義。相反，如果圖像質(zhì)量差，缺少細(xì)節(jié)信息，無疑會給日后的調(diào)查分析工作帶來巨大的困難。3）多區(qū)域聯(lián)網(wǎng)更方便 隨著IP高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的普及，與之相配套的后端產(chǎn)品高清嵌入式NVR產(chǎn)品也變得愈加豐富，其在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)尤其是IP高清攝像機(jī)的普及中扮演著非常重要的角色，其主要功能是對網(wǎng)絡(luò)視頻流進(jìn)行錄像、存儲，并提供實(shí)時顯示和代理轉(zhuǎn)發(fā)等功能，一般多采用嵌入式架構(gòu)，硬解碼支持多路網(wǎng)絡(luò)標(biāo)清或者高清攝像機(jī)接入。IP高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可通過IP網(wǎng)絡(luò)使其互聯(lián)互通性帶來極大的提高，實(shí)現(xiàn)了多個平臺的互聯(lián)互通，可以整合整個社會資源，聯(lián)動各個指揮中心和信息中心，實(shí)現(xiàn)了信息互通、資源共享、技術(shù)兼容，有利于整個社會資源的共享

5、，對于各類事件的處理可以有效、快速的響應(yīng)，"即插即用"的使用模式提供了靈活的擴(kuò)展功能。IP高清攝像機(jī)產(chǎn)品的解決方案高清不僅僅是視頻的高清采集，即安裝了IP高清攝像機(jī)，而是貫穿視頻采集、編碼、傳輸、存儲、控制、解碼輸出，到中心管理軟件的全過程各個節(jié)點(diǎn)，從這個意義上講，高清監(jiān)控不是靠某個產(chǎn)品或某幾個產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)的，它一定是一場持久戰(zhàn)，需要的是整體解決方案。為滿足高清監(jiān)控的迫切需求，國內(nèi)少數(shù)的數(shù)字監(jiān)控廠商，基于深厚的專業(yè)研發(fā)積累，已經(jīng)推出了完整的高清監(jiān)控解決方案，涵蓋了從前到后IP高清產(chǎn)品體系：1）前端采集 高清的視頻效果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

6、談及后端的高清效果。從目前情況來看不論是130萬像素還是200萬像素都還是CCD占絕大多數(shù)，而且基本都應(yīng)用在中高端市場；而CMOS的價格便宜基本都應(yīng)用于低端市場；但是隨著CMOS在制造工藝和影像處理技術(shù)上的不斷突破，業(yè)內(nèi)對CMOS的前景預(yù)測也越來越樂觀。2）編碼及傳輸 除前端采集外，高清編碼及傳輸也是在監(jiān)控系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，高清視頻常見編碼格式有H.264、M-JPEG、MPEG4等格式。在這幾種編碼格式中，H.264是目前最有前途的一種編碼格式，相對于MPEG2、 MPEG4而言，其壓縮效率是三種編碼中最高的，IP高清攝像機(jī)通過H.264壓縮算法可以實(shí)現(xiàn)2Mbps碼流傳輸720P高清

7、視頻。在傳輸過程中，高清意味著需要更高帶寬，以1080P計算， H.264編碼的一個1080P高清畫面所用帶寬約為8M，與D1畫質(zhì)的MPEG2相當(dāng)。由此可以看出，對于"高清"，網(wǎng)絡(luò)傳輸并沒有特別的要求。目前的互聯(lián)網(wǎng)對大路數(shù)的高清傳輸還有一定的瓶頸，在一些平安城市或多級聯(lián)網(wǎng)的項(xiàng)目中，大都采用專網(wǎng)或者光纖。相比模擬傳輸，IP網(wǎng)絡(luò)傳輸高清視頻具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。3）高清存儲 IP高清存儲常見的類型一般采用兩種方式：分布式存儲和集中存儲；通常采用NVR做分布式存儲，而大系統(tǒng)的集中存儲則使用IPSAN來實(shí)現(xiàn)。隨著IP高清的普及，IPSAN在存儲中扮演著越來越重要的角色， IPSAN通

8、過采用IP構(gòu)架的以太網(wǎng)傳輸，具備良好的擴(kuò)展性、共享性和較低的分?jǐn)倯?yīng)用成本，是目前多路高清監(jiān)控存儲主要采用的技術(shù)之一，而存儲介質(zhì)儲多半是采用我們常見的硬盤，容量一般是TB級別，隨著2TB硬盤甚至更高容量的產(chǎn)品走入我們視線，大型高清監(jiān)控系統(tǒng)PB級海量存儲解決方案也得到普遍應(yīng)用。目前高清存儲面臨的一個問題就是在大路數(shù)多級聯(lián)網(wǎng)的高清項(xiàng)目中，如果降低存儲的成本，一方面這需要壓縮算法的改進(jìn)，一方面需要硬盤及IPSAN的成本下降。4）高清顯示 高清的解碼顯示通常由高清解碼器或者高清網(wǎng)絡(luò)矩陣來完成，通過高清解碼器或者高清網(wǎng)絡(luò)矩陣配合網(wǎng)絡(luò)鍵盤使用可以實(shí)現(xiàn)畫面切換，高清上墻，輪詢切換等。以高清輸出接口來說，目前主

9、流有的VGA和HDMI等接口，VGA的最為普遍，而且應(yīng)用范圍也最廣，造價也最便宜；HDMI接口代表著高清顯示接口的趨勢，它的主要特點(diǎn)是色彩還原度高，畫質(zhì)無損耗。5）平臺控制 目前在平臺尤其以大規(guī)模高清監(jiān)控平臺遇到問題最為典型，例如：視頻設(shè)備數(shù)量龐大；前端設(shè)備的品牌很雜需實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理；實(shí)施過程中網(wǎng)絡(luò)環(huán)境多種多樣；在多級聯(lián)網(wǎng)的情況下，還經(jīng)常涉及到多級聯(lián)網(wǎng)的問題，對接困難等。針對這種情況，高清平臺部署采用"分而治之"的策略將高清監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成化整為零，將大系統(tǒng)建設(shè)問題按管理分級、業(yè)務(wù)分層、設(shè)備分類進(jìn)行逐級分解為小系統(tǒng)建設(shè)問題，以邏輯上的虛擬條帶為構(gòu)建基礎(chǔ)單元解決系統(tǒng)中大量設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)

10、一管理，實(shí)現(xiàn)靈活的系統(tǒng)擴(kuò)充，也便于系統(tǒng)建設(shè)分步實(shí)施。IP高清攝像機(jī)產(chǎn)品的創(chuàng)新及應(yīng)用隨著IP高清攝像機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域和市場需求的不斷擴(kuò)張，用戶對畫面品質(zhì)及功能的不斷提升，IP高清攝像機(jī)會逐漸從一個單純的安防監(jiān)控，演變到集多種功能更多、多種操作、多種管理等多種需求與一體的一個設(shè)備，具體來說，IP高清攝像機(jī)在如下幾個方面會有創(chuàng)新及應(yīng)用：1）IP高清攝像機(jī)與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合 隨著物聯(lián)網(wǎng)的射頻技術(shù)（RFID）的成功應(yīng)用，在未來可以實(shí)現(xiàn)與高清視頻的無縫結(jié)合從而帶來很好的實(shí)際應(yīng)用?？梢酝ㄟ^IP高清攝像機(jī)的COM接口接收從射頻傳輸過來的數(shù)據(jù)，做到圖像和射頻的結(jié)合。舉例來說，此項(xiàng)技術(shù)可以代替固定打卡、非法人員識別從而有助于

11、改進(jìn)實(shí)際中很多較為繁瑣的工作，體現(xiàn)高智能、高技術(shù)的價值。2）IP高清攝像機(jī)與報警設(shè)備聯(lián)動 報警(ALARMI/O)接口，這種報警信號接入可以處理開關(guān)量電平，當(dāng)IP高清攝像機(jī)接收到此數(shù)據(jù)后，可以對其進(jìn)行編碼處理，而后送入TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，通過應(yīng)用軟件對該報警信號進(jìn)行各種聯(lián)動響應(yīng)設(shè)置，如發(fā)出聲、光報警與進(jìn)行報警錄像等。3）IP高清攝像機(jī)與移動設(shè)備結(jié)合 隨著3G技術(shù)的普及，以及每臺IP高清攝像機(jī)都擁有自己獨(dú)立的IP地址，可以通過3G網(wǎng)絡(luò)能夠直接與移動設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)時傳輸高清圖像，實(shí)現(xiàn)無線高清視頻的傳輸。也可以我們可以在IP高清攝像機(jī)中配置內(nèi)置的Email、FTP等客戶端，當(dāng)在能接入互聯(lián)網(wǎng)時，I

12、P高清攝像機(jī)設(shè)備還可以通過Email、FTP等方式把報警觸發(fā)時抓拍的圖片或錄像發(fā)送到移動設(shè)備。也可以通過COM口與能連接的SIM卡的設(shè)備連接，利用短信、彩信方式下發(fā)給指定的手機(jī)終端。這樣，做到實(shí)時且智能的監(jiān)控，而僅利用很小的帶寬和成本。4）智能方面切入IP高清攝像機(jī) 因?yàn)镮P高清攝像機(jī)前端即是帶有操作系統(tǒng)的，所有在前端上就可以附帶很多智能的算法。智能算法可以直接處理從芯片輸出的原始圖像信息，基于原始圖像，做一些恰當(dāng)?shù)摹⑦m合特征場合的應(yīng)用。比如，可嵌入出入口人數(shù)統(tǒng)計功能。該功能可通過對攝像機(jī)所監(jiān)控的畫面進(jìn)行分析，自動統(tǒng)計計算穿越重要出入口或指定區(qū)域的人或物體的數(shù)量。而且在低碳時代，為智能算法與節(jié)能環(huán)保思想的結(jié)合則開辟了另一巨大的市場。在黨政機(jī)關(guān)、學(xué)校、企業(yè)和大型家居環(huán)境，還可采用智能視頻分析技術(shù)消除巨大的電能浪費(fèi)與安全隱患，如自動關(guān)閉不必要的燈或打開有人辦公工作的燈或視需要調(diào)整燈光的強(qiáng)度等。綜述在監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化大潮的推動和市場需求的驅(qū)動下，IP高清獲得了實(shí)實(shí)在在的突破。IP高清攝