细品高清监控应用与未来之路

责任编辑:企业网

2010-08-06 17:57:30

来源:企业网D1Net

原创

高清监控正是以一种高姿态、高要求进入我们的视界

高清视频监控是近年来得以迅速发展,主要也是为了解决人们在正常监控过程中“细节”看不清的问题。“高清”即“高分辨率”。

高清显示与应用

对于高清视频,其显示的效果也同样受到显示设备的影响,对于高清视频的浏览,不能通过一般的显示器或液晶屏,所使用的显示设备也必须能够支持视频输出的分辨率标准。目前市场上分辨率最高的显示器达到1080P,液晶大屏显示也支持高清标准,所以在后端,一般不经过解码处理,而直接进行显示。一方面是为了存储和浏览的结合一致。另一方面对于高清视频本身而言,不便再做解码处理,通过解码处理将使得画质下降,反而体现不出高清效果,从观看角度来讲,解码的必要性也不是很大。因为通过大屏或高清显示器完全满足了正常浏览的需求,也方便了集中管理。

所以在系统构架中,对于高清后端显示设备,首先能够保证其不影响监控效果,其配套的服务器接口类型、显卡性能、分辨率的扩展等等因素,均是在考虑范围之内。再者,也无需要一味的追求最高配置,只需要支持传输的视频分辨率格式即可,如果本身视频达不到1080P,配给1080P的显示器也是资源上的浪费。

对于高清视频监控,目前市场呈上升的趋势,在很多项目中应用了百万、两百万像素的摄像机的并非凤毛麟角,敢于采用高清摄像机作为监控的条件之一也并非心血来潮。而是客观市场需求和高清技术日益成熟的表现。

一个单位的高清监控,对于出入人员能够清楚识别其相貌和身份、对于出入车辆能够清楚识别车牌号、对于工作人员能够清楚判别其工作内容和违规细节。该项目属于单位内部使用,所以采用内部局域网网络作为监控网络。百兆带宽对于20个高清摄像机也已足够。

前端采用百万像素的网络摄像机、高清球机、高清编码器,通过局域网构架网络监控系统,后端采用集中管理模式,由主服务器、录像服务器、报警服务器、转发服务器等组成。前端网络摄像机执行高清抓拍的功能,球机执行随机动作查看和及时反应跟踪,同时联动录像存储于存储服务器中。

对于高清监控而言,图像清晰度是最核心的指标之一,对于高端高清摄像机比如五百万像素摄像机,通常在处理编码过程中,因为其数据量大,而有时导致帧率达不到正常的监控需求,在使用过程中更多使用在高清抓拍的场合,以及在场面中细节的抓拍,甚至有些专门用于高清抓拍的摄像机,配合长焦镜头,施展其长远高清抓拍的能力。

另外一些应用,比如在全景摄像机中,一些超千万像 素的摄像机配合广角镜头,放置在系统中,用于进行全景监控。在一个显示器画面,把同一个视频流的局部分为多个细节画面同时监控,全景和多个局部。既监控了大面积全景,又不漏掉细节,大大提高了监控效率和质量。

这种模式是为解决安防监控中漏洞问题。传统的监控分辨率低,为了满足局部细节清晰度,而不断增加成本、增加摄像机数量,包括摄像机、配套设备及辅材费用的增加;布线、安装及后期维护费用的增加,或者采用云台/变焦(PTZ)摄像机来放大、跟踪目标。全局和细节顾此失彼,容易漏录视频信息。全景高清摄像机正是能够提供全景和细节的相互配合一种新模式。

高清的传输与存储

高清视频的传输,即通过特定介质将高清的视频信号传输给用户。这里的传输具有两个层次上的划分,一是通过编码处理后的数字信号,这里一般通过网线进行传输,涉及到局域网、城域网、互联网等网络构架。一般情况下,高清视频的传输信息量大、占用带宽多,采用网线进行连接,对应的带宽为百兆或千兆。传输介质带宽满足后,同时还要考虑到系统各个接口、交换设备、桥接设备等,不能因为带宽限制而导致高清视频的传输异常。一般高清视频的码流 在2M-8M之间可设,所以更多应用的是局域网当中,通过超五类或六类网线进行传输。

高清视频的存储也更多指的是数字信号而言的,目前通过DVR、NVR 或依靠于服务器衔接磁盘阵列、抑或直接构架NAS或IPSAN服务器等多种方式。采用DVR(现在也有很多NVR或混合DVR的说法)是最早实行的一种方式,其将录像、回放、控制、浏览、网传等功能集一身,当然对于高清视频的存储,DVR必须具有网络信号输入的功能模块。但是目前这一功能模块受到厂家之间配合的局限,视频源与DVR厂家必须做到兼容才能正常使用。对于磁盘阵列,即通过高清视频传输至客户后端服务器,服务器本身的控制软件将控制视频流直接存储在与服务器连接的磁盘阵列中,所有的控制、浏览、录像、回放、报警等操作都通过软件进行集中处理。对于NAS和IPSAN方式,首先网络摄像机本身应该具有与NAS服务器连接的协议和模块,直接将视频流端口指向NAS服务器并进行存储操作,在回放查询上,NAS服务器本身也是一个文件共享服务器。将录像文件在网络系统上进行共享。所有网络系统中客户均可以通过网络远程下载高清视频信息。

当然,上述所说的高清网络摄像机仅是其中一种方式。除此之外,高清一体机或球机也能够提供高清视频源信号,高清的一体机通过VGA/色差等接口来传输,其分辨率能够达到1080i,并且具备PTZ功能,让人们更好的看到细节。如果监控距离不是 很远,可以直接用色差线、VGA线进 行传输,用在室内、视频会议等场合 也足显其优势。下面简单介绍几种具有高清传输能力的接口。

视频高清的未来

为什么只有网络化才能推动高清化呢?要实现真正的高清监控,必需从视频源的采集、视频信号的压缩编码、视频浏览、录像文件的回放等方面全面支持高清。采集后未经压缩的高清视频信号有模拟和数字两种传输方式,模拟传输一般采用YPbPr分量传输,一路高清视频信号需要三根同轴线缆同时传输。数字传输一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI传输,其中DVI或HDMI的传输距离只有几米,不适合用于监控传输,而HD-SDI虽可以传输100米左右,但对同轴电缆的要求很高,线缆的价格也非常昂贵。可见,无论是模拟方式还是数字方式传输,高清视频信号的传输成本将明显高于标清视频信号。另外,当前高清视频传感器以CMOS为主,CMOS传感器直接输出数字化的视频信号。在摄像机中通过DSP或ASIC对此数字高清视频信号直接进行压缩编码,然后以网络化方式传输,要比摄像机直接输出高清信号来得经济。可以说,前端网络化是高清化应用的基础,从目前市场上用于监控的高清摄像机基本上都是网络摄像机的现状来看也可以印证这一点。

由于高清正在起步,难免会有概念误导,因此需要在此澄清一下:1)将D1宣传成高清的误导,事实上真正的高清目前只有720P、1080i、1080P三种分辨率;2)将DVR以多路D1画面合成高清视频输出的功能宣传成高清的误导,事实上真正的高清是从前端开始的,每一路图像都达到高清分辨率,只有这样才能保证视频采集、编码、传输、浏览、录像、回放等全面高清;3)高清网络摄像机以静态像素来宣传而不是以动态分辨率来宣传的误导,如500万像素摄像机,实际上其动态分辨率只有100万像素;4)对客户而言,高清只有在包含了前端、平台、存储、浏览、显示等各个环节时才有意义,因此拥有高清整体解决方案才是真正的高清提供商,而不仅仅是提供单纯的高清网络摄像机。

编者按:

随着不断提高的监控技术的发展,高清作为监控技术发展的主要方向之一,结合网络技术带来新的变革,在不断满足市场竞争需求的同时,趋向于一种理性的思考。高清监控正是以一种高姿态、高要求进入我们的视界。在不断发展的监控技术领域,高清监控也将是一颗璀璨的明星,它的光芒在重新审视着我们周围的世界。

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