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浅谈高清摄像机的应用
更新时间:2012-08-31 13:28  查看:3911次
浅谈高清摄像机的应用

 目前,在平安城市、金融联网监控等项目中通常采用自建光纤网络或局域网络实现1000M带宽网络。这种千兆带宽资源,在前端安装100路1080P全实时高清网络摄像机(即使按每路占用资源4Mbps计算),占用总带宽资源不到50%;如果是采用720P传输,带宽还可以减少一半。这样,完全可以有效支持高清网络摄像机的实际应用。

 虽说国内高清网络摄像机的市场正处于一个起步阶段,但它肯定是未来的趋势。目前,高清网络摄像机主要应用对清晰度有特殊需求的行业,随着高清网络摄像机和传输设备的完善、成本的降低,高清网络摄像机及高清整体解决方案在安防监控上的应用会越来越多。同时,带智能分析功能的高清网络摄像机将会成为新亮点。

 高清的应用基础是网络化的视频监控。全球调研数据显示,近几年来网络监控市场在高速成长,而传统的模拟监控产品的市场份额则保持平稳。

 有业界人士表示,当前网络化监控业务在中国整体安防市场所占份额有限,这不仅与中国监控市场发展尚不成熟有关,更在于网络监控与传统的模拟产品相比没有“杀手锏级”的技术优势。

 因此,只有大力发展高清的技术并解决局限其发展的问题,才能使网络化的高清视频监控赢得市场。其实在IP摄像机成熟的技术储备和网络基础设施日臻完备的环境中,提高清晰度在技术上和应用上都不存在大的障碍,体现了人们对高清晰图像的追求。

 从市场角度看,城市治安监控、交通、机场、金融等行业的用户,他们对高清视频图像有着迫切的需求,而针对建设投资的成本用户是有心理准备的,用户担心的不是资金问题,而是厂商提供的高清系统能否达到用户的期望要求。

 一、网络新技术的发展为百万像素高清传输提供带宽保证:

 平安城市、金融联网监控等项目都采用自建光纤网络或局域网络实现1000M带宽网络。这种千兆带宽资源,在前端安装上述200路720P百万像素全实时高清摄像机(按每路录像占用3Mbps计算),占用总带宽资源60%~80%(实际项目中不可能出现200路720P同时解码上墙,涉及解码上墙的造价,多用 CIF格式按点数的50%~100%解码上墙或1/5~1/3点数解码上墙),所以千兆网是完全可以有效支持的。而在网络高清项目应用时,多在关键区域监控点安装百万像素高清摄像机,其它监控点采用基于标准H.264压缩算法的FullD1标清网络摄像机或传统的模拟+编码器模式接入。如银行金库、重要交通路口卡口或大门、事故或案件多发地段可以配置百万像素高清摄像机,这样关键通道、重点场所的现场事态都有高清图像可调取。

 采用百万像素高清加标清的混合组网方式,既可节约设备成本,也可有效节省网络带宽资源,系统的实用性和经济性两者可以完美结合,充分满足了用户的性价比需求。(注:实质一条千兆光纤稳定运行带宽也就大概400M,过高如500M,600M就会容易导致网络故障,上述200路720P到后端核心交换机实际带宽可达到 650M-800M,此处说的千兆网能承载实际是通过2-10条千兆到一台核心交换机而承载。而实际项目也不可能出现200路720P就只有一条千兆光纤的情况,技术、工程师也不可能这样设计传输。若上述200路换成1080P,录像带宽按5M甚至是高标准6M每路计算时,整个传输网络带宽设计就几乎需要翻一番,而成本也几乎是翻一翻,这也就是现在为何市场上1080P叫得响,但实际项目中只有政府投资的治安监控类特别是道路违章抓拍这一带有盈利性质的项目才用得广的最大原因。

 至于公网传输,百万像素高清网络摄像机都支持双码流技术,如支持1080P+720P+D1+CIF全实时双码流,从而在本地可以采用 720P\1080P高清应用,远程时则以D1+CIF方式供远程用户调用。也就是说,虽然目前的ADSL广域网技术对百万像素高清网络摄像机尚不能大规模支持,但通过双码流等技术可以满足本地与远程用户的不同需求。

 二、海量存储技术的发展让存储不再是百万像素高清的应用瓶颈:

 按前所述,基于标准H.264压缩技术的高清网络摄像机,一路720P高清全实时图像的码流是3Mbps,录像一小时需要的存储空间大约是1.35G左右(若是1080P,视频录像通常按5Mbps计算,一小时需要2.25G);通常,用户往往会问:一支百万像素摄像机就需要这么大的存储空间,有多支百万像素怎了得?而实质上一支百万像素的高清摄像机可以替代多个普通摄像机。而高分辨率的图像质量,视频的存储将变得更有价值(治安型的监控系统,最终起到作用的90%都是靠高清晰的回放录像)。

 对于高清网络摄像机的高清图像记录就需要网络存储系统(包括存储服务器和存储设备)。存储服务器和存储设备最主要的连接方式有DAS直连方式、NAS网络硬盘方式、SAN(FCSAN和IPSAN)存储区域网络,其中IPSAN方式采用IP架构的以太网络传输,具备良好的扩展性、共享性和较低的分摊应用成本,是目前大中型集中监控存储主要采用的技术之一。另一方面,IT上使用的主流数据硬盘容量已经TB级以上,2TB的数据硬盘价格已经平民化(按每小时数据量1.35G计算,1TB(实际可用约920G)的数据硬盘大约可存储720P的视频图像680小时或者680路摄像机录像1个小时的数据)。

 三、液晶显示器成为高清视频监控新宠:

 监控行业的高清没有自己的标准,因此目前主要高清网络摄像机厂商均参照广电HDTV技术标准。国际上公认的关于高清的标准有两条:视频垂直分辨率720p 或1080i;视频宽纵比为16:9。在过去的几年,受消费电子市场的推动,再加上CRT电视向液晶和等离子电视屏幕转变,HDTV取得了巨大的成功。目前市场上主流的液晶显示器尺寸是21.5″、24″,分辨率可达1920×1080,可以点对点兼容16:9格式的720P和1080P全高清视频显示。而液晶电视的主流尺寸是42″,也是1080P高清的标准显示尺寸。这些液晶显示器和液晶电视具有YPbPr、HDMI等高清接口,符合高清网络摄像机视频显示的要求。对于用户比较关注的液晶显示响应时间,一些主流厂商的面板更可以达到5ms,甚至更高的2ms,完全足以应付25fps~30fps的图像刷新需求。

 可喜的是,安防高清液晶监视器也紧随其后,获得了飞速的发展。一些基于DID技术的LCD液晶显示屏具备超轻薄、低功耗、高对比度、无闪烁、低成本等优点,推动了它在安防监控领域的应用,尤其目前一些大型项目的指挥中心电视墙等普遍采用。由此可见,高清视频监控在显示方面已经不存在瓶颈。

 四、标准的H.264压缩技术提升视频管理中心平台兼容能力:

 目前在国内监控市场上的多数监控平台系统都是基于传统的DVR和 NVS(或DVS)基础架构。很多人认为这些平台要兼容百万像素级的图像管理需要花费巨大的开销。其实不然,高清与否只是对数据量和图像解码能力提出了更高的要求,影响更多的是前端编解码设备、网络带宽和存储设备。从某种意义上说,平台对高清的支持能力与平台的架构有关,系统架构越好的产品,在新产品接入上花的代价也就越小。此外某些IP摄像机厂商也可配套提供高清视频监控管理平台。

 现阶段主流压缩技术是标准H.264压缩算法,采用此种算法不但画质较好,码流较低,更为重要的是,标准H.264格式的录像文件可使用标准解码器解码播放(如:暴风影音、VLC、MPC、KMPlayer等),设备通用性和兼容性有很大提高。从某种意义上可以说,标准的H.264可解决困扰整个安防界的录像数据文件兼容性问题。

 对于用户普遍关心的高清视频图像解码能力问题,目前普通双核PC机基本可以解码4路720P(30fps,3Mbps码流)或1路 1080P(30fps,6Mbps码流)。而现在已经有主流IP摄像机厂商配套提供的1080P、720P、FullD1全兼容硬件解码器,从而实现管理中心平台控制的高清视频解码输出。此外主流IP摄像机厂商最新技术已经可以利用显卡硬件解码核心在一台PC机上完成多路高清实时视频的解码显示。

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