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視頻監控百萬高清網絡攝像機及應用
來源:世國科技 | 作者:prof2492d | 發布時間: 2018-09-20 | 336 次瀏覽 | 分享到:
在目前中國的安防市場中,視頻監控依然占據了絕對重要的位置,并且份額還在進一步逐年增大。這樣一個規模龐大的監控市場,這幾年也在經歷著一系列的變化,首先,視頻監控的分辨率逐步由標清向高清邁進,整個行業正在進...
在目前中國的安防市場中,視頻監控依然占據了絕對重要的位置,并且份額還在進一步逐年增大。這樣一個規模龐大的監控市場,這幾年也在經歷著一系列的變化,首先,視頻監控的分辨率逐步由標清向高清邁進,整個行業正在進行著一場分辨率提升的大變革;其次網絡化的進程加速,自科達2008年4月推出首款NVR以來,整個行業正在進行一系列的由DVR向NVR轉變的變革,在目前網絡已經高度普及的情況下,視頻監控的網絡化已經不僅僅再是趨勢,而是已經實實在在的到來。

    技術基礎

    監控系統的網絡化、高清化的核心是網絡攝像機的高清化。百萬高清網絡攝像機的出現主要歸功于以下幾個技術力量:

    1、分辨率的提升

    目前模擬攝像機從清晰度角度來說已經接近極限,在短時間內很難會有較大突破,但高清網絡攝像機各方面卻仍在快速提升階段,不論是全實時的720P、1080P分辨率攝像機,還是應用在特殊場合的QXGA、WQXGA分辨率攝像機,都已經漸漸占據安防市場的多個地盤。從傳統的標清D1分辨率(即720×576像素)到1080P分辨率(1920×1080像素),畫面信息量提升了約5倍,清晰度線數也翻了一倍以上。

    網絡攝像機分辨率的提高首先使基于視頻的智能分析變得越來越易實現,高清帶來的豐富的信息量大大減少了因為傳統模擬攝像機圖像不清晰所帶來的誤告警,同時也為高階的智能分析墊定了最基本數據基礎。目前常見的智能分析功能有視頻遮蔽檢測、移動偵測、遺留物品檢測、車輛逆行、人員非法入侵、人口統計等,這些智能分析功能已經廣泛應用于多個領域,智能分析功能的廣泛應用增加了對網絡高清攝像機的需求,為網絡高清攝像機的普及帶來了更多的自信。

    2、編碼效率的提高

    眾所周知,目前H.264支持三種主要的編碼方式,分別是Highprofile、Mainprofile、Baselineprofile,編碼效率依次降低。在相同畫質下,通過Highprofile方式編碼出來的視頻所占帶寬只是Baselineprofile的50%。帶寬的降低將會帶來一系列安防系統建設成本的降低,如存儲時4M的碼率存儲一天需要43.2G的空間,而2M的碼率存儲卻只需要21.6G的空間,存儲成本降低了一半;再比如網絡系統建設時,2M帶寬的網絡建設會比4M帶寬的網絡建設對交換機、網線、路由器等一系列網絡工程設備的要求低很多,無形中就為用戶節省了很多成本。

    許多現有的網絡,因為種種歷史原因,對帶寬的限制較高,使用戶對需要高帶寬的一些高清監控望而卻步,采用高效的編碼技術,降低對帶寬的要求,使得用戶對高清監控的接受度越來越高。

    3、傳輸協議的標準化

    國內的安防品牌眾多,高清網絡攝像機所采用的協議也不統一,各廠家的網絡監控設備難以在同一個監控系統共存。隨著高清網絡攝像機的普及,標準的網絡傳輸協議已經被越來越多的廠家多認同,不論是ONVIF還是PSIA都有越來越多的追隨者。

標準的網絡傳輸協議的普及,使各廠家監控系統自由大聯網逐漸成為可能。未來幾年內,采用標準化的網絡傳輸協議,將成為高清網絡攝像機走向市場的通行證。

    4、高性能圖像傳感器

    感光器件在攝像機的成像質量上起到舉足輕重的地位,目前市場上的傳感器主要有CMOS和CCD兩種。兩種傳感器相比,CMOS擁有優異的寬動態性能,可達到100db以上,而常見的CCD的動態范圍基本在60db左右;專業的監控專用CMOS傳感器也以具有較高的靈敏度,在畫質的亮度和低光效果上可以滿足絕大部分的應用場合,正常光線下,CMOS的效果與CCD基本已無差別,甚至已經超越中低端CCD畫質,但因為CCD具有獨立的DSP,CMOS在短期內還無法達到高端CCD的效果。

    在高清監控情況下,由于CMOS比CCD具有更快的響應速度,更適合高清監控大數據量的特點,同時CMOS具有無與倫比的價格優勢,因此越來越多的高清監控廠家都將CMOS作為高清攝像機傳感器的首選??梢栽ぱ?,未來的高清攝像機市場將是CMOS攝像機的市場。

    高清監控網絡

    監控系統的高清化,僅有網絡攝像機的高清化是不夠的,隨著百萬高清網絡攝像機的普及,必然也會帶動監控平臺、錄像存儲、客戶端瀏覽、電視墻解碼的一些列高清化。只有從前端到后端的完整的高清監控系統,才能實現真正的高清監控。

    1、高清中心管理平臺

    百萬高清網絡攝像機在帶來豐富的視頻信息量的同時,也帶來了較多的數據量,對其管理平臺的數據吞吐能力和視頻處理性能也提出了更高的要求。

    中心管理平臺是整個網絡視頻監控系統的核心,邏輯上需要實現用戶接入認證、系統設備管理、業務功能控制以及媒體分發轉發等功能。NVR作為一個小型的、高度集成化的管理平臺,可在企業、行業的中小型監控系統中實現百萬高清網絡攝像機的管理和控制。

    2、高清錄像存儲

    錄像存儲用于實現網絡視頻監控信號的數字化存儲、檢索、回放以及管理功能?;誆煌墓芾砥教?,錄像存儲的實現方式也會有所不同,在運營級系統中,通常采用“服務器+錄像存儲軟件+IPSAN存儲設備”的方式,在行業級系統中,通常采用中心管理平臺外接USB或IPSAN存儲設備的方式,而在NVR中,直接通過NVR內置硬盤實現存儲。

    百萬高清網絡攝像機的碼率通常在1M~8M之間,2M的碼率存儲一天一夜需要21.6G的空間,比模擬的1M碼率存儲要多用1倍的空間,這就需要監控平臺有能力掛接和管理容量較大的磁陣,同時磁陣的容量也需要相應的提高。

    3、高清電視墻解碼

    電視墻解碼器位于客戶監控中心,主要負責在客戶端的控制與管理下,實現網絡視頻監控信號的集中解碼輸出,輸出后的模擬視頻信號可直接送至監視器、電視機等圖像顯示設備。采用具有高清解碼能力的解碼器,解出百萬像素級的高清視頻,才能將百萬網絡攝像機采集的視頻最終送到用戶的眼中。

    4、高清客戶端

    客戶端是遠程圖像集中監控和維護管理的應用端,是基于PC的監控業務軟件,主要實現用戶登錄、圖像瀏覽、錄像回放、輔助設備控制、碼流控制等業務功能。高清視頻的處理需要監控客戶端的支持。

    發展趨勢

    至2009年起,高清監控已經逐漸成為大家討論的熱門話題,并且也成為廠商間拉開競爭差距的一個重要因素。目前高清網絡攝像機市場還處在一個快速發展的時期,受價格和整體解決方案的影響,高清監控主要在金融、交通、醫療等高端行業率先獲得應用。隨著網絡傳輸設備和高清配套產品的不斷完善以及具有優異性能的紅外、低照度、寬動態高清攝像機的不斷推出,百萬高清攝像機的價格逐漸降低,高清監控也將逐漸在工業企業、建筑小區、教育等行業普及開來。隨著技術的不斷提升,帶智能功能的高清攝像機也將會逐漸受到更多用的青睞。

    智能化已經提出了很多年,且也得到了一定程度的應用,但規?;購芐?,市場并沒有真正做起來。究其原因來自多個方面,包括技術的不成熟、標準不統一、不實用、價格高等,而高清技術的成熟,正在給智能分析技術注入積極的因素。由于智能化對視頻監控而言有著非常深遠的意義,它將實現視頻監控由被動防御向主動防御的變革,讓監控人員從繁瑣的操作、海量的信息中解脫出來,并幫助他們更高效、更精確的管理監控目標。所以智能高清攝像機以及配套的智能監控平臺一定將會是未來的主流產品。