高清晰攝像機主要是體現在畫面的清晰度上，要做到畫面的清晰度，不僅僅是一個水準解析度達到540TVL就行了，必須在超寬動態、自動白平衡、圖像的銳利度調整、超級數位降噪(信噪比)、智慧數位自動測光補償、亮度信號、彩色信號邊緣補正、損壞象素自動調整與恢復、色彩調整、寬動態範圍等指標上有集中體現。只有達到這些綜合性的要求才能算得上是高清晰度攝像機。
高清監控的意義
對於視頻監控而言，圖像清晰度無疑是最關鍵的特性。圖像越清晰，細節越明顯，觀看體驗越好，智慧等應用業務的準確度也越高。所以圖像清晰度是視頻監控永恆的追求。
衡量圖像清晰度的標準是解析度，單位是圖元。這個值越大，圖像越清晰。所謂高清、標清，差異也就體現在這裡。兩者之間的分界線就是百萬圖元或720p，達到百萬圖元或720p的就是高清。基於這樣的標準，目前視頻監控市場占主流的CIF和D1都屬於標清。
無論是從解析度、顯示效果還是流暢度來看，高清都比標清更有優勢。從解析度來看，720p的解析度是CIF解析度的9倍、1080i/1080p的解析度是CIF解析度的20倍，在同樣的顯示環境下，高清會清晰得多。從顯示效果來看，高清既支援大屏顯示，又支援16:9寬屏顯示，可以大大增強使用者的觀看體驗。從流暢度來看，高清支持更高的幀率，比如720p和1080i/1080p都可以支援60幀/秒或60場/秒，其圖像流暢度比標清要高一倍。所以，高清監控必然將取代標清監控。
要實現真正的高清監控，必須從視頻源的採集、視訊訊號的編碼壓縮、視訊訊號的傳輸、視頻的流覽、錄影檔的重播等環節全面支持高清。對客戶而言，高清只有在包含了前端、平臺、存儲、流覽、顯示等各個環節時才有意義。
採集後未經壓縮的高清視訊訊號有類比和數位兩種傳輸方式，類比傳輸一般採用YPbPr分量傳輸，一路高清視訊訊號需要三根同軸線纜同時傳輸。數位傳輸一般採用DVI、HDMI或者HD-SDI傳輸，其中DVI或HDMI的傳輸距離只有幾米，不適合用於監控傳輸，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，然後通過IP網路傳輸的話，其傳輸成本與標清監控網路化傳輸成本相當。
目前DVR的視訊訊號處理，分為視頻採集和視頻編碼兩個部分。在視訊訊號採集部分，目前大多數的DVR都是類比視頻輸入，均採用BNC介面的CVBS(即複合視訊訊號)信號輸入。複合視訊訊號的最大解析度是D1，DVR內部對於複合視訊訊號是按照D1解析度採集、量化的。目前DVR均無YPbPr的類比分量介面，或DVI、HDMI、HD-SDI等數位視訊介面。在編碼部分，DVR對每路採集的視訊訊號可以編碼成CIF、2CIF、DCIF、D1等解析度，但編碼最大解析度只能為D1，不具備編720p或1080i、1080p的編碼能力。因此，目前的DVR無法實現高清監控。
可見，要實現高清監控，得從整個監控系統考慮高清，而網路化是高清監控系統應用的基礎。
高清網路攝像機舉足輕重
我們知道，傳統的標清監控分為類比、數位和網路三種類型。模擬監控的前端是模擬攝像機，後端是矩陣。數位監控的前端也是類比攝像機，後端是DVR。網路監控的前端有兩種，一種是模擬攝像機+視訊轉碼器，一種是網路攝像機，後端是平臺。也就是說，在標清監控時代，前端有模擬攝像機、網路攝像機、視訊轉碼器+模擬攝像機等多種類型。
那為什麼到了高清監控時代，前端一定是高清網路攝像機呢?原因主要在兩個方面。
第一，高清監控一定是網路化的，必然是基於視訊壓縮處理並通過IP網路進行傳輸的，因為只有這樣才能控制高清視頻的傳輸成本。
採集後未經壓縮的高清視訊訊號有類比和數位兩種傳輸方式。模擬傳輸一般採用YPbPr分量傳輸，一路高清視訊訊號需要三根同軸線纜同時傳輸。數位傳輸一般採用DVI、HDMI或者HD-SDI傳輸，其中DVI或HDMI的傳輸距離只有幾米，不適合用於監控傳輸，而HD-SDI雖可以傳輸100米左右，但對同軸電纜的要求很高，線纜的價格也非常昂貴。無論是類比方式還是數位方式傳輸，未經壓縮的高清視訊訊號傳輸成本都明顯高於以前的模擬標清視訊訊號。而採用視訊壓縮編碼並通過IP網路進行傳輸時，高清視頻與標清視頻在傳輸成本上的差異很小。
當前高清視頻感測器以CMOS為主，CMOS感測器直接輸出數位化的視訊訊號，在攝像機中通過DSP或ASIC對此數位高清視訊訊號直接進行壓縮編碼，然後以網路化方式傳輸，要比攝像機直接輸出高清信號來得經濟，且處理效率更高。
這就是為什麼目前市面上我們能夠看到的所有高清監控前端都是高清網路攝像機的原因。
CCD和CMOS誰適合高清網路攝像機?
圖像感測器有CMOS和CCD兩種。兩者之間的差異大家已經討論得非常多了，主要體現在靈敏度、成本、雜訊、功耗等幾個方面：1)在象素尺寸相同的情況下，CMOS感測器的靈敏度要低於CCD感測器;2)CCD感測器的成本比CMOS感測器高;3)相同尺寸的CCD感測器解析度通常優於CMOS感測器;4)與CCD感測器相比，CMOS感測器的雜訊更大;5)CCD感測器除了在電源管理電路設計上的難度更高之外，高驅動電壓更使其功耗遠高於CMOS感測器的水準。
在標清監控時代，無論是模擬攝像機還是標清網路攝像機，使用最廣泛的是CCD。而在高清監控時代，情況將會有所改變。高清監控對成本非常敏感，CMOS感測器儘管圖像品質總體上還不如CCD，但它在成本上的優勢對CCD還是造成了非常大的威脅。當然，兩者博弈的結果最終將由性價比決定，誰既能保證比較好的圖像品質又不貴誰就勝出。
從目前的趨勢來看，CMOS勝出的機會明顯更大。一方面，隨著技術的發展，CMOS的靈敏度正在得到快速改善，據悉目前市場上致力於CMOS研究的廠商已經研發出靈敏度性能與CCD接近的720p與1080p專用CMOS器件。另一方面，儘管相同尺寸的CCD感測器解析度優於CMOS感測器，但如果不考慮尺寸限制，CMOS在量率上的優勢可以有效克服大尺寸感光原件製造的困難，這樣CMOS在更高解析度下將更有優勢。另外，CMOS回應速度比CCD快，因此更適合高清監控的大資料量特點。
因此，儘管CCD與CMOS在不同的應用場景下各有優勢，但隨著CMOS工藝和技術的不斷提升，以及高端CMOS價格的不斷下降，未來高清網路攝像機將更多的選擇CMOS。
MJPEG和H.264誰將主導高清網路攝像機的視頻編碼?
MJPEG(Motion JPEG)是在JPEG基礎發展起來的動態圖像壓縮技術，它只單獨的對某一幀進行壓縮，而基本不考慮視頻流中不同幀之間的變化。通過此壓縮技術可獲取清晰度很高的視頻圖像，而且可靈活設置每路的視頻清晰度和壓縮幀數，並且壓縮後的畫面還可任意剪接。但它的缺陷也非常明顯：一，丟幀現象嚴重、即時性差，在保證每路都必須是高清晰的前提下，很難完成即時壓縮;二，壓縮效率低，傳輸頻寬和存儲空間佔用大。
H.264是ITU-T和ISO共同成立的JVT聯合視頻工作組制定的新一代視頻編碼標準，用來實現視頻的高壓縮比、高圖像品質、良好的網路適應性等目標。H.264不僅比MJPEG節約了80%以上的碼率，而且對網路傳輸具有更好的支援功能。H.264引入了面向IP包的編碼機制，有利於網路中的分組傳輸，支援網路中視頻的流媒體傳輸，支援不同網路資源下的分級編碼傳輸，從而獲得平穩的圖像品質。H.264可以在更低的頻寬下實現720p、1080i/p的廣播級高清視頻解析度。
儘管MJPEG能夠獲得比較好的單幅圖像品質，但由於它在運動性、頻寬佔用以及存儲空間佔用方面均有致命缺陷，高清網路攝像機未來必然以H.264為主。
高清監控面臨的問題
網路頻寬緊張：解析度越大、清晰度超高，意味著在進行資料傳輸的時候碼流也會增大，增加網路頻寬壓力。
存儲空間龐大：資料流程量的翻倍，增大了錄影容量，給網路存儲帶來壓力。
對中心控制、管理軟體和硬體性能的要求成倍增長;
對於記錄視頻圖像的管理和事後分析的工作量也將成倍增長;
投資成本高昂。
因此，在追求高畫質的同時，我們也要為客戶考慮解決以上問題。
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