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1080P低标准20%超高清视频在线安防系统软件现状

来源:宋先生 发布时间:2017-12-1 20:11:49
 当前的世界并不太平,相对于国际冲突的危险,国内群体性事件与治安犯罪形势并不乐观。特别是在城市公共场所的安防问题不时发生,这需要提高安防监控设备性能,以达到有效预防、预警、遏制突发性安全暴力事件的发生。因此高清视频监控技术在安防市场中受到客户的欢迎。
  高清视频监控技术相对于普通清晰度的视频监控有怎么样的区别?如何分辨高清,以及了解不同高清视频监控技术之间的区别?本文就在于帮助高清视频监控技术的使用者了解该技术的应用现状。
  【高清:1080P是最低标准】
  在了解高清视频监控技术之前,首先需要厘清的就是高清概念。在今天无论是安防行业的视频监控领域还是电视、电影等多媒体应用领域之中,“高清”是商家的重点推介性能,也是消费者衡量产品性能的重要指标。也正因为高清是一个热点词汇,是吸引消费者眼球的重要关键词,高清常常沦为促销的“概念”,而与原初基本的定义出发生了脱节。
  高清电视刚出现的时候,日、欧、美三方有三套高清技术方案相互竞争,其中日、欧都采用模拟高清,而美国通用公司的全数字高清方案——DigiCipher综合性能上超过前两者,而成为高清的主流标准技术。因此在今天使用的绝大多数高清技术方案都是数字技术。对高清进行定义最初源于广播电视行业,被称为“HDTV”。在上个世纪90年代由美国电影电视工程师协会(SMPTE)确定的高清晰度电视标准格式,包括1080i、720P和1080P三种标准格式。因此在1080i、720P和1080P这三种标准格式中,720p曾被多家美国电视台定义为高清电视(HDTV)。不过这只是在国际电信联盟无线电通信组(ITU-R)没有为高清定义之前的情况。
  根据国际电信联盟无线电通信组(ITU-R)给出的定义:“高清晰度电视应是一个透明系统,一个正常视力的观众在距该系统显示屏高度的三倍距离上所看到的图像质量应具有观看原始景物或表演时所得到的印象”。为达到这种观看效果,通过大量的实验比对,人们得出趋于一致的结论:HDTV电视屏幕上显示图像的原始像素数应不低于。这也是ITU-R规定的高清晰度电视的基本要求,即图像分辨率应达到1920×1080像素。须注意,用像素数表示的清晰度与用电视线表示的清晰度在显示效果上有近似正比的关系,但他们在概念上是不同的。
  国家广播电影电视总局的行业标准GY/T155-2000在“高清晰度电视节目制作及交换用视频参数值”中是这样规定的:高清晰度数字电视每秒25帧隔行扫描或24帧逐行扫描,每帧1125行,每帧有效扫描行数1080,每行有效样点数1920,即1920×1080(1080i)。至于1080i与1080P的区别,这涉及到逐行扫描与隔行扫面的区别,因为显示技术的提升,隔行扫描信号因为倍线技术的出现已经可以转变为逐行扫描信号,这两者在清晰度上已经没有太大的区别了,当然在理论上逐行扫描的1080P仍然优于1080i。
  随着技术的进步,广电、安防监控领域又出现了500万、800万(也称为4K)像素的设备,所以200万像素的1080P可以被认为是高清的最低标准。
  【720P不是高清,可算准高清】
  由于没有相应的行业标准,目前视频监控行业沿用的依旧是广播电视行业的高清定义,即国际电联(ITU-R)定义的高清晰度概念。但是因为美国SMPTE所定义的720P“高清”概念的干扰,达到,甚至接近720P清晰度的摄像机或视频监控设备都被一些人称为高清。这一方面是因为SMPTE有一定权威性,过去对高清定义的认知包含了72OP,因此1080P又被称为全高清(FHD:FullHD)。
  然而从严格的技术定义来说,720P的清晰度并不能达到高清,当然其清晰度相对于标准清晰度(SD)要高,因此称其为“准高清”较为准确。
  在目前国内的高清视频监控领域,主要包括模拟视频系统、数字视频系统,网络视频系统三种,但它们应用的范围差别很大,我们分别举例说明。
  一、HDCVI高清模拟监控视频系统
  国内主流模拟视频监控系统的图像采集分辨率分别是CIF:352x288、4CIF:704x576、其中4CIF的分辨率与数字视频显示格式的D1:720x480的图像分辨率接近。
  在模拟视频系统中值得一提的是索尼自2009年推出的960H视频监控系统,该方案图像采集分辨率能达到960X576,相比4CIF增加了15万像素,提高了清晰度。这个清晰度恰恰是1080P的1/4,也就是只达到高清最低标准的四分之一。
  清晰度达到高清的是大华股份自主研发的模拟高清技术HDCVI方案,采用模拟调制技术传输逐行(Progress)扫描的图像信号,其中1920H(1920x1080)分辨率的属于高清视频信号。据测试报告,HDCVI传输距离可达300~500米。
 
 
IP监控系统渐成主流%20视频监控将何去何从
“高清”成为视频监控行业追逐的焦点,高清液晶显示器、高清手机等移动终端设备也可用于监控等等……即便是在网络监控市场中,高清监控摄像机也逐渐取代了“标清”的位置,成为受大众青睐的佼佼者。那么是不是百万像素以上的“高清监控”就会很快一统天下呢?如若不是,高清网络监控又存在哪些优势与壁垒呢?今天就让我们这些做弱电工程的一起探讨下吧。
  一、看网络监控市场如何发展?
  随着视频监控市场的不断发展,网络视频监控的最主要市场集中在平安城市、交通等几个主要行业。网络监控摄像机也由“标清”为主逐步过渡到“高清”为主,网络标清的比例逐步降低。在一些经济较为发达的区域对高清网络监控摄像机的需求很大,网络监控也成为许多项目中的首要选择。在一些网络监控的布控区域,平均每两个左右的监控点就会有一个高清网络监控摄像机;一些人员出入频繁的区域,也必须安装网络监控摄像机,高清网络监控摄像机在安防市场的磨砺中不断显露优势,成为一些行业应用的首选之一。据了解:在安防监控市场整体放缓的情况下,2012年网络摄像机市场规模与2011年网络摄像机市场规模相比有22%的增长幅度,预计网络摄像机市场规模大约为26.96亿元人民币,占整体摄像机市场规模的23.81%,其中高清网络摄像机为网络摄像机市场的60%左右。那么,高清网络监控摄像机为何如此受欢迎呢?
  在智能交通监控领域,为了解决车牌抓拍的清晰度问题,较早引进了高清监控技术。例如上海市投入建设的200万像素“电子警察”系统除了对人脸的识别,还能够准确识别车辆的号牌、颜色、车速、车型、车长等具体特征。而在建的500万像素电子警察系统主要运用于抓拍违法闯红灯车辆,它可以对通过监测点的每辆车进行记录,抓拍一幅高清晰图片并和时间、地点一并保存,为车辆比对和数据分析提供可靠依据。同时,徐州市公安局规定,从2010年起,凡申请办理停车场的,必须安装高清晰电视监控设备;同时对原有停车场,也要立即组织安装高清晰电视监控设备。可以说,智能交通领域,非高清不可!”
  二、高清网络监控的优势
  1、分辨率高清晰化
  分辨率的高低是判定图像清晰度最首要的一个条件,高清网络摄像机的分辨率最低是720P,它的像素数大约是CIF的9倍,而1080i/1080P的像素数大约是CIF的20倍。高清网络摄像机的发展也可以说是一日千里,千万及千万以上像素的产品也开始在监控行业中初露端倪。为了保证成像品质ISP图像处理器发挥着重要的作用,ISP图像处理器不但能够提高摄像机图像质量,还能够降低同档次产品的成本,而且能够大大增强视频的稳定性,优化影像的性能。这对于提升高清网络摄像机的成像品质具有极其重要作用。而高清模拟摄像机由于视频带宽太宽很难突破传输视频信号的瓶颈。
  2、成本低
  IP视频监控系统的结构简单,布线成本低,尤其多种信号均可在同一网络上传输,新增监控点或客户端都非常方便,当然在基础设施建设中也可以节约额外的成本。IP系统的开放性也使用户可在任何地方,使用多种方式查看监控视频资料,这为用户带来的便利是传统模拟监控系统无法比拟的。基于开放的标准,网络视频产品运行在IP网络,可以使用标准的PC服务器硬件而不是专有的设备,特别是对于大型存储解决方案可以降低系统存储成本。据调查显示,2011年较2010年网络摄像机普遍降价约10%,其中高清监控摄像机降幅达25%左右。
  3、存储效率高
  2012年安防行业从模拟摄像机到数字摄像机,从数字摄像机到网络摄像机,如此迅速的发展与用户需求逐步提升是密不可分的。现如今,网络已经进入到千家万户,视频监控依靠网络传输也成为了主流产品。高清监控系统在为使用者呈现完美效果的同时,也对存储、传输等周边设备提出了更高的要求。高清监控数据存储介质的容量以几何倍数增长,因此需要更大的磁盘存储空间作为依托。高清存储大致可以分为集中式存储和分布式存储,高清监控系统传输、存储的均为压缩过的信号,效率较高。
  三、高清网络监控技术的壁垒
  1、H.264编解码技术
  高清在视频监控中普及的关键在于视频编解码的质量、压缩率以及网络适应性。其中,对编解码最核心的需求是:在尽可能降低码率的同时,使获得尽可能好的图像质量。目前网络监控系统的主流编解码技术是H.264,H.264采用一个运动矢量预测值,对运动矢量差编码使用的是哥伦布指数编码,该编码方式的特点是数值越小使用的比特数越少。因此,随着运动矢量幅值的大幅增加,H.264中用来对运动矢量进行预测以及编码的方法压缩率将逐渐降低,那么随着视频监控从标清向高清的全面迈进,H.264略显力不从心。
  但是眼下的主流技术H.264在日常的网络监控工作中会有很多局限性,已经无法满足人们在高清网络监控系统中的需求,H.265的出现带来了新的希望。经测试,在与H.264相同质量的情况下,H.265得到平均为6.1%的压缩增益,复杂图像的压缩增益甚至能提高到20%。H.265算法标准的视频压缩效率将比H.264提高大约一半,即在保证相同视频图像质量的前提下,视频流的码率减少50%,可以实现1~2Mbps的传输速度传送720P。采用H.265技术的视频压缩比H.264提升30~50%,根据测算可能带来的投资节省高达20%,甚是可观。不过,H.265的推广也要有一个日渐逐渐的过程。
  2、高清监控网络传输
  在高清网络监控系统中,IP网络上传输的是大量视音频信号,这些信号有个特点就是都属于流质媒体,流质媒体借助IP网络传输是最近才大量出现的应用方式,起初,IP网络设计可以说不是为监控视频的流质媒体量身定做的传输媒介,视频流在这样的网络里传输,服务质量将很难得到保证。又由于高清视频监控需要传输的视频流数据量较大,网络传输能否真正做到所有数据包顺利到达接收终端?在传输的过程中能否不丢帧呢?这取决于视频监控业务在基于IP网络的各种业务中的话语权,如果视频监控业务逐步变成IP应用中的重要业务,那么相信在技术研发上一定会加大力度,解决高清网络监控系统存在的这一技术壁垒。由于高清视频监控需要传输的视频流数据量较大,如果网络传输费用太高,也会影响其推广的进程。
  结束语:
高清网络监控摄像机在各行业的应用上得到广泛好评。伴随着安防市场发展的大潮,高清网络监控系统的技术也不断取得进展,H.265编解码技术已经的跳入人们的“视线”,给了人们更高的期待!在优势与壁垒之间,高清监控系统将会逐步完善,让我们在弱电项目大市场的考验中不断前行。
 

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