安防監控網作者：大華 張學謙
一、全面認識高清
1.1 高清不僅僅是高清IP，還有數位高清、類比高清
高清IP從感光器件上又可分為CMOS類型和CCD類型。目前雖然CCD佔據了主流市場，但CMOS與CCD之爭一直就沒有停歇過。近年來隨著新型CMOS技術的不斷應用，CMOS在監控場景中成像畫質的不斷提升，使得CMOS感測器得以進一步蠶食CCD的市場。
數位高清又可分為HD-SDI非壓縮數位高清與SFP數位高清。HD-SDI介面，即時數位視訊，可與其他業務系統即時聯動。HD-SDI是一個廣播級的高清數字輸入與輸出埠。該介面採用同軸電纜，以BNC介面作為線纜標準，有效距離為百米，是數位非壓縮高清信號中等距離傳輸的較佳選擇。SFP數位高清採用光纖介面，光傳輸方式，適用長距離傳輸。
類比高清是指類比700線解決方案。前端攝影機採用基於“Effio”信號處理器的方案，提供高解析畫質、高信噪比及高色彩還原能力。實現攝類比機監控圖像達到700條TV lines水準的解析度 ，並且在寬動態、 2D及3D降噪、低功耗等方面都有顯著提升。在後端配合960H的DVR方案，系統成熟組網容易，產業鏈較為成熟，方案隨動性佳。(下圖為混合高清解決方案組成示意圖)
1.2 ISP能力是關鍵
攝影機的ISP能力是關鍵，ISP處理能力和處理品質直接關係到攝影機的3D數位降噪、寬動態、區域白平衡等諸多功能，參見下圖。
高清攝影機的畫素是關鍵，那麼攝影機的ISP能力更是關鍵，是攝影機全天候應用的關鍵。所以，我們認為，如果只是單純的提高圖元，而沒有配套的ISP處理能力的提升，那麼圖像品質是無法得到保證的。
1.3 配套件不全
1.4 高清的核心問題
從系統角度，高清要解決的三大核心是：頻寬問題、顯示問題、儲存問題。從系統底層的業務單元最先完成高清應用是最現實的切入方式。高清在小系統中應用是最現實的，能充分發揮本地各種高清介面(HDMI、DVI、VGA)的能力。上層管理應用高清，需要合理規劃骨幹絡，要充分考慮系統活化率。根據活化率規劃限定上傳路數以保證高清圖像品質。
二、行業客戶們對高清IP的需求
隨著經濟的發展和社會的進步，人們對安全保障的要求不斷提高，公共安全問題也就越來越受到社會各界的關注。公安機關為了維護社會治安、確保人民生命財產安全與社會穩定，加強對重點區域、重點場所的視覺化監控管理，建設高清視頻監控系統已成為非常必要的手段。人們對安全防範的重視同時促進了視頻監控系統在安防領域中的重要地位。對於視頻監控產品的要求也在不斷提高，功能要求更加完善、穩定，視頻圖像要求更加清晰、準確。因此，高清網路攝影機的技術發展便成為視頻監控系統的重點關注之一。
攝影機的發展經歷了從類比--數位的發展，同時從低清--標清--高清的不同的發展時期，使得視頻清晰度也相應得到了很大程度的提高。類比攝影機的水平準解析度從380線發展到540線以上，數位攝影機從25萬畫素發展到百萬畫素以上。
目前，視頻監控領域中還沒有高清的標準，“高清”一詞借用了廣電行業，即高清數位電視(HDTV)，目前業界預設為數位攝影機解析度達到1280×720p和1920x1080i即為高清攝影機。
高清網路攝影機直接輸出數位圖像，使圖像的內容分析、特徵分析、取證、識別和搜索等圖像分析技術的廣泛實際應用成為可能。在應用上，高清網路攝影機的覆蓋面遠遠大於傳統的類比攝影機，使監控者既能觀察全景、掌控全域，同時又能清晰觀察局部細節。
三、高清IP解決方案介紹
3.1 高清接入分類
高清業務接入單元從應用場景規模上為兩類：即小型接入單元和中型接入單元，下面對這兩類做分別的介紹。
1)小型接入單元
採用高清混合型DVR作為小型高清業務單元的接入，相容類比和IP高清，具備強大的本地應用功能，非常適合層級化管理的系統，其主要具備以下特點：
- 混合接入各種高清IP、類比700線高清、標清視頻;
- 實現所接入各種資料資訊的融合 ;
- HDMI完成高清本地顯示和基本監控業務，隨動性好，延時小;
- 後端根據網路狀況上傳視頻，保障系統活化率;
- 適用於即時監測預警要求高的場所;
系統組成參見下圖：
2)中型接入單元
採用大華SVR作為中型高清業務接入單元的核心，性能強大，支援高清海量視頻資料的儲存和調用，具備強大的管理應用功能，適合部署在系統的重要節點，其主要具備以下特點：
- 強調資訊儲存管理能力，長時間大型存放區;
- 強調資訊後期應用能力，資料分析、資料提取;
- 強調資訊綜合檢索能力，多條件、多畫面統一檢索;
- AIO(all in one):集儲存、矩陣交換、上牆、管理一體;
- 適用于重管理高要求的應用場合;
系統組成參見下圖：
3.2 控制管理系統的結構
上面我們介紹了高清的接入，在完成接入之後，需要對所有的接入單元進行有效的控制管理。那麼一套基於合理架構並適應業務需求的控制管理系統就顯示得尤為重要。而管控系統的架構往往決定了系統的效能。管理控制系統的架構可分為兩類：
1)星狀的控制管理系統(參見下圖)
- 適合多業務應用的大系統;
- 需要進行軟體部署;
- 不同設備接入平臺需要接入開發;
2)網狀的控制管理系統(參見下圖)
- 適合專業視頻應用的系統;
- 無需要進行軟體部署;
- 設備均為網路節點設備;
- 設備自組網;
四、高清IP存在的問題及未來發展
對於目前大部分的視頻監控應用業務，如果考慮到監控顯示終端的尺寸(一般在20寸的LCD監視器至46寸以上的大螢幕)及人肉眼的視野聚焦範圍260-350萬畫素來看，使用130萬-300萬畫素的攝影機投射到顯示終端上進行監控，已足夠滿足人眼監控的需要。高清在視頻監控的應用，對於未來3-5年內就畫素而言，130萬-300萬畫素足夠應對大部分的監控場景並且更適合規模應用。當然，對於其他的一些特殊應用場合，仍然需要500萬以上的高清攝影機，比如交通領域等。
對於安防視頻監控領域應用的高清網路攝影機對比傳統類比攝影機，高清網路攝影機在一些場合的應用和性能指標上，比如寬動態、低照度、即時性、隨動性等仍然未能全面超越類比攝影機。高清網路攝影機未來的發展，不僅僅是在提高畫素上，更關鍵的還在於提高圖像的品質上。
眾所周知，高清除了帶來高清晰的圖像外，還帶來了龐大的資料流程。我們認為，在高清資料流程面前，任何的寬頻都是窄帶。對於高清解決方案提供方而言，整體解決方案在未來需要面對的是，如何更好地處理龐大的高清碼流資料的傳輸、儲存、顯示這三個重要環節。
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