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探索高清监控解决方案

放大字体  缩小字体 发布日期:2009-10-28  浏览次数:1841
 

 

让我们看得更清楚 
                ——探索高清监控解决方案 

                        作者:海康威视  王丹 弓怡龙 
    
    2008年对于安防行业来讲,是高速发展的一年,城市的现代化建设和经济的快速发展, 
构建和谐社会的要求,对城市各行业系统的安防监控工作提出了许多新的要求和课题。同时,平安城市项目、奥运会的召开,都为安防行业的发展提供了广阔的平台,促进了行业内技术的发展。而安防行业中目前占有非常重要地位的视频监控产品,在安防市场高速发展的同时,也暴露出许多问题。 
随着视频监控技术的高速发展,客户对于视频监控产品的要求也在不断提高,功能要求更加完善、稳定,性能要求更加清晰、准确。与此同时,在商场、储蓄所等监控场所如何看清一个人的面部特征?如何看清楚高速行驶车辆的牌照?拥挤喧闹的火车站、体育场馆、广场等场合,如何能够迅速准确的找到目标……?这些都是视频监控产品亟待解决的问题。 
    纵观当前的视频监控产品市场,可以说是一个群雄并起的时代,出现了许多研发实力雄厚、市场占有率高的企业。但是这些企业的产品发展到一定阶段,如今都进入到了一个瓶颈时期。一个很重要的表现是市场上视频监控产品同质化现象严重,缺乏让人“眼睛一亮”的产品。移动侦测、双码流、网络存储、16路全D1产品,这些在一两年前还是非常先进的技术,而现在几乎在所有的产品上都能够实现了。产品同质化带来的一个问题是,在许多项目上,产品的竞争已经演化为简单的价格竞争,严重挤压了厂家、工程商的利润空间。 
   视频监控产品在经历了数字、网络的两个重要的发展阶段之后,视频监控产品的发展方向在哪里? 

高清需求突显 
    “让我们看得更清楚” ,这已经是许多用户在使用数字视频监控产品时提出的一个非常迫切的需求。美国权威IT市场调研公司MultiMedia Intelligence的总裁马克•柯尔斯坦提到了推动视频监控设备市场发展的四大技术因素: 百万像素摄像机、高性能编解码器、强大的分析技术、以及便于从闭路电视(CCTV)迁移到IP/联网视频监控的所有底层技术。从他的话里我们可以看到,这四大技术因素中的百万像素摄像机、高性能编解码器以及IP网络技术,都与高清产品相关,代表了高清产品中采集、编解码、网络传输方面的发展方向。 
海康威视作为国内视频监控产品的主要供应商,很早就感觉到了“高清”这一发展趋势。在过去的两年中,海康威视全D1高清晰度编解码产品在整个编解码产品体系中所占份额在迅速扩大。在海康威视参与的许多大型项目,如上海六国峰会、德国世界杯以及2008年度全球瞩目的北京奥运会,许多重要场所的监控都无一例外地使用了海康威视最高端的全D1的硬盘录像机和视频服务器产品。而金融、教育、平安城市等重点项目对视频监控产品的清晰度也提出了更高的要求。 

何谓高清? 
何谓高清?近几年越多来越多的厂商开始推出“高清”化的产品。而监控行业内部也有一些不成文的对于高清的理解。比如现在很多场合我们讲的高清产品,其实就是分辨率可以达到D1或4CIF的产品。那么,视频监控行业“高清”的概念究竟是什么?什么才是真正的“高清”? 
我们先看一下数字电视技术对高清的定义。 
数字电视主要分标准清晰度电视和高清晰度电视。标准清晰度电视(SDTV)指的是图像质量相当于目前常规的模拟彩色电视系统的数字电视系统,如PAL,清晰度约为500电视线,码率约为5Mbps;高清晰度电视(HDTV)指的是水平清晰度和垂直清晰度大约为目前模拟彩色电视系统的两倍,宽高比为16:9的数字电视系统,清晰度约为800电视线以上,码率约为20Mbps。 
国际电联在ITU-R BT.1201建议书中提出了超高清晰度图像(HRI)的若干标准,其基本要素是图像的最小分辨率为1920x1080,HRI分四个等级,包括HRI0、HRI1、HRI2及HRI3,分辨率分别为1920x1080、3840x2160、5760x3240、7580x4320。 
根据以上定义,对应到视频监控上,采用模拟摄像机的模数混合监控最高可达标准清晰度,若通过数字化处理,最高分辨率可达4CIF或D1的分辨率,约40万像素,清晰度在300至500线之间;采用高清网络摄像机的IP监控,如果要达到800电视线的清晰度,那么网络摄像机的分辨率至少要达到1280x720的标准,约90万像素,是模数混合监控的两倍多;若采用200万像素的网络摄像机,就达到了超高清图像的要求,宽高比为16:9的网络摄像机,对应分辨率为1920x1080,宽高比为4:3的网络摄像机,对应分辨率为1600x1200。 

探索高清监控 
    模拟产品与数字化的高清产品相比,存在着许多设计上的缺陷,使得它在目前的技术架构上很难在分辨率、帧率等方面有大的提高。拿清晰度来说,现有的CCTV模拟监控系统,摄像机采集垂直分辨率,PAL制式下625扫描线,去消隐后575线,现有的超高清产品所达到的530、540线基本已到模拟系统的极限。与数字系统的800线左右的分辨率相比,相差还是比较大的。 
海康威视在高清领域很早就投入大量的人力、物力进行了新产品的研发和生产工作。在去年刚刚结束的2008年度北京安防展上,海康威视推出了全系列的高清视频监控产品和系统解决方案。在产品方面,海康威视推出了业内分辨率最高的高清IP摄像机DS-852MF和DS-862MF,以及基于高清产品的嵌入式NVR和PC式NVR硬盘录像机。在方案方面,基于海康威视新推出的IP摄像机和后端NVR产品,海康威视能够为客户提供全IP的高清数字化网络监控解决方案。从视频采集、网络传输、集中存储到显示控制均为基于IP网络的数字化产品,并提供相应的监控平台软件。下图是一个比较典型的高清网络视频监控系统网络拓扑图。 
  
    前端采用高清IP摄像机采集现场视音频信号,通过本地网络传输至本地NVR进行本地存储。NVR提供本地显示、控制功能,可以显示IP摄像机实时图像,控制IP摄像机云台镜头,接收报警信息,对IP摄像机进行参数配置。 
海康威视DS-862MF-E、DS-852MF-E系列高清网络摄像机,分别采用SONY高清逐行扫描CCD、1/3吋高清CMOS传感器,分别支持最高1280x960、1600x1200高清编码。其中,DS-862MF-E可达到最高分辨率720P的25帧实时编码传输,而码率可控制在与D1相当的3Mbps左右。由于DS-862MF-E采用CCD传感器,与CMOS产品相比,在低照度下效果表现更好。能够支持ICR滤光片切换的日夜转化功能,配合辅助红外灯,可以实现全天候的高清监控。DS-852MF-E产品,是一款200万像素产品。分辨率可达到目前高清的最高标准1080P。而且能够支持电子云台功能,可以实现140°全景画面监控。与传统的模拟云台解码器相比,有超快速PAN/TILE/ZOOM、支持区域放大、无机械磨损、无噪音等优势。 
在中心监控端,海康威视提供了嵌入式NVR-DS-9000系列硬盘录像机和PC式NVR两种后端显示、控制和录像设备。与传统数字监控系统相比,前端采集设备由模拟摄像机转变为IP高清摄像机,信号源由模拟视频信号转变为基于IP网络的数字视频流,传统的DVR产品已经不适合在高清方案中使用。海康威视最新推出的嵌入式混合型硬盘录像机DS-9000系列产品,除具备传统嵌入式DVR的模拟监控功能外,还能够接入海康威视全系列的IP摄像机产品(包括高清IP摄像机)。可以在9000系列硬盘录像机上实现对IP摄像机的远程预览、录像、参数配置、云台镜头控制等功能。9000能够支持高清IP摄像机显示分辨率最高可以到1280x720的高清720P标准分辨率。为了配合高清摄像机的大容量,长时间记录的功能,9000设备还对网络接口进行了升级,采用了10/100/1000M自适应的网络接口,可内置8个本地硬盘进行存储,单盘容量也突破了2TB的限制,为以后大容量硬盘的出现提供了更高的平台。同时9000设备也能支持海康后端网络磁盘阵列产品,可以实现实时在线的网络扩展存储功能,是一款配合高清摄像机使用的后端集中监控产品。  
  
    在视频监控产品经历了模拟时代、数字时代、网络时代的发展后,现在已经逐步走入了高清时代。“让我们看得更清楚”已经不再是概念,而高清产品的出现也能大大提升系统的应用价值,为视频监控带来更广阔的发展空间。 

注:术语缩写 
4CIF分辨率:PAL制704×576,NTSC制704×480; 
D1分辨率:PAL制720×576,NTSC制720×480;

 
 
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