主頁（http://www.by236.com）：高清視頻監控技術的現狀及發展趨勢 【中國集群通信網】近年來，高清視頻監控技術逐步進入人們的眼簾，成為未來安防監控領域技術發展的方向之一。“讓我們看得更清楚些”、“還給人們一個清晰的世界”這樣的呼聲和口號也日愈高漲，體現出來的是一種需求和趨勢。在這種趨勢下，“高清”這一名詞，不再像人們以前感覺到的那么遙遠。越多來越多的廠商開始推出“高清”化的產品。透過市場上品類繁多的“高清產品”，我們發現，我們的目光應該不僅僅是停留在“高清”概念上，而應更多地關注“高清”產品的出現給系統的應用價值帶來的提升空間。 1、高清視頻監控系統的發展過程及現狀 最初，“高清”概念與標準是廣播電視業提出的。上世紀60年代，日本國家廣播公司NHK開始研究高清，90年代初期，NHK和索尼完成了研究并開始試播模擬制式的高清電視。但由于多種原因，歐洲并不接受日本的研究成果，80年代中期，飛利浦等公司也聯合完成一個高清研究計劃。然而在1990年，美國一舉推出數字高清電視HDTV，后來居上超越日本和歐洲，也是從那時起，大家承認了數字式電視是未來高清的發展方向。目前市場上的高清數字電視可以分為兩大陣營，分別是歐洲的數字電視廣播聯盟DVB和美國的先進電視系統聯盟ATSC。 我國的高清數字電視的研制始于1998年，其中經歷了幾個階段。1999年10月1日，以高清轉播國慶慶典取得了巨大成功。2006年，我國公布了地面數字電視傳播標準DMB-TH。《國家“十一五”時期文化發展規劃綱要》中明確指出：2008年開播數字高清電視，標志現代科技成果之一的數字高清電視必將得到前所未有的發展。 視頻監控系統的發展經歷了從模擬到數字的不同時期，其視頻清晰度也相應地得到了不斷的提高。并且隨著CCD的不斷發展，模擬視頻監控和數字視頻監控的清晰度又在縱向提高，模擬攝像機的水平分辨率從380線發展到540線，數字攝像機像素從25萬發展到1600萬。在模擬時代，一般認為攝像機的水平分辨率只要高于480線，即可稱為高清晰攝像機;在網絡攝像機(IP Camera)方興未艾時，則一般認為720P以上即可稱為高清攝像機。而因CCD、DSP等技術的進步，目前網絡數字攝像機在高清視頻監控領域正扮演著越來越重要的角色。 高清對于視頻監控并不是件容易的事情。它涉及到監控系統的頗多環節，從前端攝像機到傳輸，再到記錄存貯和顯示設備，為了到達“高清”指標都需要做出相應調整，只要一個環節滿足不了要求，就達不到“高清”要求。 2、監控行業高清標準 高清視頻監控近年來得以迅速發展，主要是為了解決人們在正常監控過程中“細節”看不清的問題。“高清”即“高分辨率”，關于高清的定義，最早來源于數字電視領域，高清電視，又叫“HDTV”，是由美國電影電視工程師協會確定的高清晰度電視標準格式。電視的清晰度，是以水平掃描線數作為計量的，它的集中高清劃分方式如下： (1)1080i格式，是標準數字電視顯示模式。1125條垂直掃描線，1080條可見垂直掃描線，16:9，分辨率為1920×1080，隔行/60Hz，行頻為33.75KHz。 (2)720p格式，是標準數字電視顯示模式。750條垂直掃描線，720條可見垂直掃描線，16:9，分辨率為1280×720，逐行/60Hz，行頻為45KHz。 (3)1080p格式，是標準數字電視顯示模式。1125條垂直掃描線，1080條可見垂直掃描線，16:9，分辨率為1920×1080逐行掃描，專業格式。 高清電視，就是指支持1080i、720p和1080p的電視標準。 目前，在安防行業傳統監控系統最高可達標準清晰度，進行數字編碼后，一般可以達到4CIF或D1的分辨率，約為44萬像素，清晰度在300至500電視線之間;采用高清網絡攝像機的IP監控，如果要達到800電視線的清晰度，那么網絡攝像機的分辨率至少要達到1280x720的標準，約90多萬像素;若采用200萬像素的網絡攝像機，就達到了超高清圖像的要求，寬高比為16:9的網絡攝像機，對應分辨率為1920x1080，寬高比為4：3的網絡攝像機，對應分辨率為1600x1200。安防行業更多的是借用電視領域的高清劃分標準，俗稱為“高清”和“標清”。安防市場中已經出現了分辨率能夠達到1080i和720p的網絡攝像機，這是因為網絡給高清視頻的傳輸提供了一個很高的保障。當然，也有具有高清傳輸接口的模擬攝像機，如具有Y/Pb/Pr和VGA接口的槍機或一體機。 所以，這里借用一下廣電標準：能達到百萬像素的攝像機，配套以1080p分辨率的顯示設備及相應的傳輸通道，就可以形成一套可稱之為高清的監控系統。安防視頻監控行業目前還沒有通用的高清標準。有廠家認為圖像達到D1就是高清，也有廠家認為超過480線就是高清，眾說紛紜。這里我們可以看看DVR國家標準。2006年國家質量監檢總局發布的《視頻安防監控數字錄像設備國家標準 GB 20815-2006》規定，DVR的等級劃分A級(分辨率不小于4CIF)和B級(分辨率小于4CIF)。如果按照以上廠家的評價標準要求來看，DVR中A級產品為高清產品，B級為通用產品，即4CIF(分辨率為704×576)為高清，CIF(分辨率為352×288)為普通清晰度。 隨著科學技術的進步，“高清”技術必然引入視頻監控領域，視頻監控行業的高清標準也會不斷完善。 3、高清前端采集技術 高清的視頻效果的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，無法談及后端的高清效果。無論是槍機、一體機還是網絡攝像機、模擬攝像機，采集的原理都是一致的，只是技術和器件上的區別。對于高清監控系統，前端采集設備一般使用網絡攝像機。我們知道，攝像機的清晰度主要取決于感光芯片的性能，主要有CCD和CMOS兩種，在高清監控領域，也都有所應用。 CCD 英文全名 Charge Coupled Device，感光耦合元件。CCD為數位相機中可記錄光線變化的半導體，它是一種半導體成像器件，因而具有靈敏度高、抗強光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動等優點。CCD對監控場景的適應性更佳，在低照度下效果表現更好。CCD由以前1/4英寸到現在1/3英寸、1/2英寸甚至2/3英寸等，代表了其技術的不斷發展，再經過圖像處理芯片的配合，能夠達到分辨率720P甚至1080i的輸出。 CMOS英文全名 Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互補性氧化金屬半導體，CMOS和CCD一樣同為在數碼相機 中可記錄光線變化的半導體，而隨著CMOS在制造工藝和影像處理技術上的不斷突破，業內對CMOS的前景預測也越來越樂觀。高清數字影像的普及更是CMOS技術發展的一個難得機遇。而且，與CCD相比，CMOS的制造原理更加簡單，體積更小，功耗可以大大的降低，種種跡像表明：圖像傳感器的領域正面臨著一個重大轉折，盡管從目前的狀況看，CMOS與CCD圖像傳感器的應用市場仍然有一個分界，但這個界限似乎越來越模糊。有專家預言，隨著300萬像素的CMOS圖像傳感器的上市，圖像傳感器即將進入“CMOS時代”。CMOS在高像素方面有著一定的優勢。
|
