高清監(jiān)控

　清晰原理

　　對于視頻監(jiān)控而言，圖像清晰度無疑是最關鍵的特性。圖像越清晰，細節(jié)越明顯，觀看體驗越好，智能等應用業(yè)務的準確度也越高。所以圖像清晰度是視頻監(jiān)控永恒的追求。

　　衡量圖像清晰度的標準是分辨率，單位是像素。這個值越大，圖像越清晰。所謂高清、標清，差異也就體現(xiàn)在這里。兩者之間的分界線就是百萬像素或720p，達到百萬像素或720p的就是高清?；谶@樣的標準，目前視頻監(jiān)控市場占主流的CIF和D1都屬于標清。

　　無論是從分辨率、顯示效果還是流暢度來看，高清都比標清更有優(yōu)勢。從分辨率來看，720p的分辨率是CIF分辨率的9倍、1080i/1080p的分辨率是CIF分辨率的20倍，在同樣的顯示環(huán)境下，高清會清晰得多。從顯示效果來看，高清既支持大屏顯示，又支持16:9寬屏顯示，可以大大增強用戶的觀看體驗。從流暢度來看，高清支持更高的幀率，比如720p和1080i/1080p都可以支持60幀/秒或60場/秒，其圖像流暢度比標清要高一倍。所以，高清監(jiān)控必然將取代標清監(jiān)控。

　　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(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(wǎng)絡傳輸?shù)脑?，其傳輸成本與標清監(jiān)控網(wǎng)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(shù)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(nèi)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(shù)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(wǎng)絡化是高清監(jiān)控系統(tǒng)應用的基礎。

　　為NVR帶來的機遇

　　在視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)，近兩年興起的熱門中，除了以NVR為代表的網(wǎng)絡化之外另一個應當就是高清了。事實上，對于視頻監(jiān)控而言，圖像清晰度也的確是最關鍵的特性。因為圖像越清晰，細節(jié)越明顯，觀看體驗越好，智能等應用業(yè)務的準確率也會越高，可見，引進高清性能將為視頻監(jiān)控業(yè)務的實際應用帶來一系列全方面、飛躍性的提升，而高清之于視頻監(jiān)控的重要性就不言而喻了。

　　由于高清監(jiān)控還未完全普及，目前市場對高清的概念還比較模糊甚至有誤，因此在闡述高清與NVR的關聯(lián)前，我們需要先來了解一下高清監(jiān)控的幾個核心概念：

　　1）高清監(jiān)控的前端必然是高清IP攝像機

　　傳統(tǒng)的標清監(jiān)控可以分為模擬、數(shù)字和網(wǎng)絡三種類型，這些監(jiān)控系統(tǒng)的前端可以分別采用模擬攝像機、網(wǎng)絡攝像機、視頻編碼器+模擬攝像機等多種類型，但在高清監(jiān)控中，前端必須是高清IP攝像機。

　　首先，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，無論是模擬方式還是數(shù)字方式傳輸，未經(jīng)壓縮的高清視頻信號傳輸成本都將會遠遠高于以前的模擬標清視頻信號，因此，可見高清視頻信號的傳輸是無法繼續(xù)采用過去在標清系統(tǒng)的傳輸方式的，而只能將視頻進行壓縮編碼并通過IP網(wǎng)絡進行傳輸，并且采用這種傳輸手段和標清系統(tǒng)的傳輸在成本上差異極小。

　　其次，由于CMOS高清視頻傳感器的高性價比特性，直接用高清網(wǎng)絡攝像機進行前端處理的效率和成本比用高清視頻編碼器+高清攝像機要更有優(yōu)勢。

　　2）HDTV高清標準體系是主流

　　在監(jiān)控設備的視頻分辨率達到百萬像素或720p后即可稱之為高清，而事實上，百萬像素和720p兩者仍有很大區(qū)別。

　　720p源自美國電影電視工程師協(xié)會（SMPTE）制定的HDTV標準。根據(jù)該標準，真正符合高清視頻的格式主要有三種：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)的高清視頻標準目前也已被視頻監(jiān)控行業(yè)作為公認的技術標準而普通沿用。

　　而百萬像素卻并不是一個公認的標準，它其實具體是指網(wǎng)絡攝像機的圖像傳感器元素數(shù)量。當一款高清IP攝像機具備百萬像素以上性能時，其實還并不能知道這個攝像機的幀率是多少、視頻寬高比如何、隔行還是逐行、色彩保真度怎么樣等等，而這些信息卻同樣是衡量一個高清IP攝像機性能的主要指標。因此，作為行業(yè)標準，顯然HDTV標準更有實用性。

　　3）H.264將成視頻編碼技術的主導

　　高清IP攝像機視頻編碼標準主要有MJPEG和H.264兩種。MJPEG（MotionJPEG）是在JPEG基礎發(fā)展起來的動態(tài)圖像壓縮技術，它雖擁有一定的優(yōu)勢，但缺陷也非常明顯，包括丟幀現(xiàn)象嚴重、實時性差；壓縮效率低，傳輸帶寬和存儲空間占用大等。

　　而H.264是ITU-T和ISO共同成立的JVT聯(lián)合視頻工作組制定的新一代視頻編碼標準，它不僅比MJPEG節(jié)約了80%以上的碼率，而且對網(wǎng)絡傳輸具有更好的支持功能，從而可以在更低的帶寬下實現(xiàn)720p、1080i/p的廣播級高清視頻分辨率。

　　前文已提到，NVR雖然擁有諸多創(chuàng)新優(yōu)勢，但真正普及還需要一項具有核心競爭力的特性來拉動，而基于上述高清技術所帶來的高分辨率、高流暢度以及大屏與寬屏顯示等能夠大幅提升監(jiān)控系統(tǒng)的易用性以及用戶的圖像瀏覽體驗等性能，恰巧符合了NVR核心競爭能力的要求。與此同時，由于高清監(jiān)控實現(xiàn)的基本前提必須是網(wǎng)絡化，因而高清與NVR的結合也是水到渠成、理所當然。

　　最后再加上NVR本身擁有的優(yōu)秀品質(zhì)：包括我們已經(jīng)熟知并認可的包括接入管理、錄像存儲以及解碼顯示等在內(nèi)的一體化功能，相信在高清監(jiān)控時代，NVR將能面臨前所未有的發(fā)展良機。

　　PDVR

　　經(jīng)歷了2011高清視頻監(jiān)控的暴發(fā)年之后，進入2012年，傳說中的世界末日并未到來，但是在國內(nèi)及全球的安防市場上，數(shù)字高清監(jiān)控再次成為行業(yè)熱點。無論是安防市場，還是終端用戶，高清的大趨勢已經(jīng)成為共識。除了前端高清攝像機的大量涌現(xiàn)之外，處在后端的PDVR高清存儲也當仁不讓，異軍突起。

　　縱觀目前的安防監(jiān)控存儲產(chǎn)品，主要有DVR、NVR、及PDVR三大類。在這里，通過模擬監(jiān)控的DVR與數(shù)字高清監(jiān)控的PDVR之間的對比，我們可以清晰地看到誰將是今后高清存儲的主流。

　　DVR

　　DVR是Digital Video Recorder（硬盤錄像機），即數(shù)字視頻錄像機，相對于傳統(tǒng)的模擬視頻錄像機，采用硬盤錄像，故常常被稱為硬盤錄像機，也被稱為DVR。DVR形成于模擬時代與高清時代的夾縫，是一款模數(shù)混合的產(chǎn)品，其主要針對模擬監(jiān)控的前端。

　　盡管DVR具有技術積累時間長、成本低廉等優(yōu)勢，仍難以掩飾它作為模擬時代產(chǎn)品的諸多缺點。首先，DVR前端只能接隔行掃描的模擬攝像機，受模擬攝像機畫質(zhì)影響，DVR畫質(zhì)上不去，最高不超越D1。其次，攝像機與DVR之間的傳輸方式為模擬信號，容易遭受干擾。

　　PDVR

　　伴隨高清時代應用而生的PDVR（Pour Digital Video Recorder）純數(shù)字視頻錄像機，只接收百萬像素數(shù)字高清攝像機數(shù)字壓縮視頻信號，而不接收傳統(tǒng)的模擬攝像機電視制式信號。它將數(shù)字攝像機的通過網(wǎng)線傳輸過來的壓縮視頻信號直接存儲到機內(nèi)硬盤，另外還解壓縮數(shù)字視頻，預覽與回放高清畫面。

　　PDVR具有以下諸多優(yōu)點：

　　1、每個通道接百萬高清數(shù)字攝像機，畫質(zhì)清晰。

　　2、以一個網(wǎng)線代替了音頻線，視頻線，電源線，控制線。施工簡單，成本最低廉。

　　3、即插即用，無需要交換機，無需要配置IP地址。

　　4、數(shù)字化無干擾網(wǎng)絡傳輸。

　　5、廣域網(wǎng)與監(jiān)控內(nèi)網(wǎng)分離，視頻網(wǎng)絡傳輸穩(wěn)定可靠不受外界影響。

　　6、擴展方便，布線靈活。

　　7、百萬高清視頻在前端壓縮，而后端PDVR無需再視頻壓縮。

　　由于PDVR只接收數(shù)字高清攝像機的視頻信號，而不再接收模擬的信號，且在兼顧高清的同時，還具備了網(wǎng)絡化的優(yōu)勢，符合視頻監(jiān)控今后高清化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化的發(fā)展趨勢，此外，相對于DVR和NVR來說，PDVR更加注重數(shù)字與高清。因此在未來的高清監(jiān)控發(fā)展中，PDVR更加適合數(shù)字高清監(jiān)控的要求。業(yè)內(nèi)有專家表示，一旦真正進入網(wǎng)絡高清時代，PDVR將會成為主導高清存儲市場的主流產(chǎn)品。

　　道路交通安全

　　剛剛過去的幾個月里，頻發(fā)的交通事故，讓全安問題再次成為社會關注的炙熱話題。8月26日凌晨，包茂高速陜西省延安市安塞縣境內(nèi)發(fā)生一起特大交通事故，一輛載有39人的雙層臥鋪客車與一輛運送甲醇的重型罐車發(fā)生追尾碰撞，甲醇大量泄漏并迅速流往客車引發(fā)劇烈火災，故造成36人死亡，3人受傷。慘痛的車禍在另一方面也折射出我國目前道路交通安全管理存在的不足。

　　智能高清將在交通領域大有作為

　　近年來，隨著我國車輛數(shù)量的急劇增加，給道路交通管理工作提出了新的挑戰(zhàn)與要求。而根據(jù)一項數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前，在的高清監(jiān)控應用中，交通監(jiān)控項目僅占15%，這與我國398萬公里的通車公路里程、2.25億輛的機動車保有量、2.3億的機動車駕駛?cè)藬?shù)極不匹配。因此，高清監(jiān)控在交通監(jiān)控領域，還存在很大的應用與市場空白。

　　在實現(xiàn)高清的基礎之上，植入智能技術，并結合物聯(lián)網(wǎng)的建設，應用于道路交通監(jiān)控領域。比如，道路實時狀況、車流量統(tǒng)計、違章車牌抓取、路面遺留物、交通事故報警等，通過高清智能監(jiān)控，對道路進行數(shù)字化、科學化、系統(tǒng)化的管理。

　　今后，在各地平安城市、慧聰城市、及智能交通建設的推動下，智能高清在道路安防監(jiān)控應用的將不斷擴大，為我國城鄉(xiāng)地區(qū)的道路交通管理加把“安全鎖”，在極大程度上降低交通事故發(fā)生率，讓人們的出行多一份暢通與安全。

　　八年技術積淀成就智能交通核心專家

　　近年來，波粒通過自主研發(fā)、科技創(chuàng)新，相繼推出了多款智能交通監(jiān)控產(chǎn)品，并且廣泛應用于國內(nèi)外的智能交通、城市交通、高速公路、道路監(jiān)控領域，應用廣泛，穩(wěn)定性高，贏得了廣大用戶的一致贊譽。

　　波粒在智能交通監(jiān)控領域的突出成就得到了行業(yè)的廣泛認可與肯定。2012深圳國際智能交通展期間，前來波粒展區(qū)參觀的領導專家、與會嘉賓、專業(yè)觀眾、新聞媒體絡繹不絕，深圳衛(wèi)視還在開幕當晚的《深視新聞》中波粒展區(qū)進行了報道。波粒以其在智能交通領域的突出成就及卓越產(chǎn)品，贏得到了參展各方的一致肯定與好評，成為展會期間備受關注的焦點。

　　展會期間，ITS金獅獎重磅揭曉，波粒BL-6720Q-PL數(shù)字百萬高清低照度寬動態(tài)交通監(jiān)控攝像機榮耀摘得智能交通展ITS金獅獎桂冠。

　　BL-6720Q-PL數(shù)字百萬高清低照度寬動態(tài)交通監(jiān)控攝像機是波粒純自主研發(fā)、專業(yè)用運于交通監(jiān)控領域的攝像機，采用130萬CMOS傳感器，其突出的寬動態(tài)功能可均衡圖像明暗對比，超強低照度性讓夜間車牌抓拍、道路監(jiān)控也能實現(xiàn)畫質(zhì)清晰。該款監(jiān)控攝像機在眾多參選產(chǎn)品中，以其領先國內(nèi)的技術性能，脫穎而出，摘得殊榮。

　　作為中國高清視頻監(jiān)控的領導品牌，波?？萍家劳懈咔逡曨l監(jiān)控領域的八年技術積淀，及強大的研發(fā)后盾，成就國內(nèi)交通系統(tǒng)的核心專家。未來，波粒還將致力于科技研發(fā)，依托百萬高清技術積淀，領跑國內(nèi)智能交通行業(yè)。

　　高清監(jiān)控在我國發(fā)展趨勢：

　　2010年底，索尼中國公司在北京舉辦了一次與安防媒體的溝通會。會上索尼中國介紹了公司的一些新產(chǎn)品和2010年索尼安防產(chǎn)品的市場情況，并征求與會媒體對高清監(jiān)控攝像機在中國市場今后發(fā)展的看法：你們預測一下，高清攝像機何時能在中國普及？會上發(fā)言的絕大多數(shù)媒體代表都認為，2-3年后高清攝像機就能在中國普及。對此，我提出了不同的看法。

　　我認為，雖然中國監(jiān)控用戶對于高清產(chǎn)品有強烈需求，高清監(jiān)控的技術也比較成熟，也有成套的產(chǎn)品推出，但是考慮到國內(nèi)用戶對產(chǎn)品購置和運行費用的承受能力，高清監(jiān)控設備使用環(huán)境還不成熟，相關標準配套還不完善，高清監(jiān)控設備與已建成監(jiān)控系統(tǒng)的整合還有一個較長過程。即使以市場份額30%作為普及的指標來考量，也需求5年左右的時間高清攝像機才能在中國普及。此后我征求過幾位業(yè)內(nèi)專家對此的看法，他們認為，我的看法還是很積極的，高清普及也許還要更長的時間。

　發(fā)展核心問題

　　高清監(jiān)控發(fā)展三大核心問題

　　高清百萬像素網(wǎng)絡攝像機是安防行業(yè)推出的應用于監(jiān)控領域的專業(yè)視頻監(jiān)控攝像機。在如今這個高清時代，網(wǎng)絡攝像機的高清技術決定了它的發(fā)展方向。高清網(wǎng)絡攝像機使圖像清晰度有了質(zhì)的飛躍，但也給高清監(jiān)控系統(tǒng)帶來了一系列現(xiàn)實的問題。

　　1、帶寬問題

　　由于目前網(wǎng)絡帶寬有限，高清視頻帶來的高碼率成為其最大的推廣瓶頸。如何用盡可能低的碼率傳輸盡可能高質(zhì)量的視頻是高清監(jiān)控需要解決的首要問題。同時由于網(wǎng)絡的異構性，不同的網(wǎng)絡具有不同的信道特性，不同的用戶享受到的網(wǎng)絡帶寬也不相同，甚至同一用戶的帶寬也可能是隨時變化的。隨著監(jiān)控領域的發(fā)展，各種用戶終端都有連接監(jiān)控視頻的需要，如局域網(wǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡帶寬較為理想，用戶希望瀏覽高質(zhì)量的視頻;而手機監(jiān)控領域由于帶寬有限，用戶更看重的是低碼率下的視頻流暢性。如何適應這些不同的帶寬環(huán)境也是高清監(jiān)控設備需要解決的問題。

　　2、顯示問題

　　相對于標清視頻，高清視頻的信息量大為豐富，相應的對解碼顯示性能要求也大大提高，如目前主流的PC機可以輕松實現(xiàn)8路D1標清視頻的解碼顯示，但若前端是1080P高清視頻，只能勉強解碼顯示1路。對于大型視頻監(jiān)控平臺，若全部使用高清視頻，服務器解碼壓力會很大。

　　3、存儲問題

　　圖像分辨率的提升，必然會消耗更大的存儲空間。以1920×1080@30幀視頻為例，利用H264的編碼算法，為保證清晰度，碼流需保持在6Mbps以上，約為標清視頻的4-8倍。在標清視頻條件下，一臺16路DVR內(nèi)置8快2T硬盤即可滿足長時間視頻存儲需求，而在高清監(jiān)控中，這一時間將被大大縮短，即會帶來存儲成本的增加。