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網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)z像機(jī)朝高清化智能化方向發(fā)展

作者: 時(shí)間:2012-08-03 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

標(biāo)簽:監(jiān)控?cái)z像 化智能

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/165118.htm

隨著市場(chǎng)需求和安防科技的共同,當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出了百花齊放的局面,各種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用于安防領(lǐng)域的各個(gè)角落,其中、智能攝像機(jī)都已成為視頻監(jiān)控行業(yè)應(yīng)用的主流產(chǎn)品。那么網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)狀況如何?涉及到網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的一些分析原理是怎樣的?化大潮下,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的趨勢(shì)優(yōu)勢(shì)怎樣的?

一、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

視頻監(jiān)控的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化已成為一種發(fā)展趨勢(shì),作為視頻監(jiān)控前端產(chǎn)品的攝像機(jī)無(wú)疑在這場(chǎng)變革中扮演著重要角色。近年來(lái),攝像機(jī)市場(chǎng)由模擬攝像機(jī)為主轉(zhuǎn)向以網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)為主,據(jù)資料顯示,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)近年來(lái)以每年不低于50%的速度增長(zhǎng),網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)市場(chǎng)迎來(lái)了飛速發(fā)展的時(shí)機(jī)。

從第一顆專(zhuān)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)H.264的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)芯片解決方案開(kāi)始到720P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)解決方案,再到最新的第三代監(jiān)控解決方案,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)技術(shù)得到了重大突破和快速應(yīng)用。作為網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的核心技術(shù)——視頻編碼技術(shù)一直受制于網(wǎng)絡(luò)條件和編解碼技術(shù)的限制,如今也逐漸成熟,并呈現(xiàn)出針對(duì)性強(qiáng)、編碼方式多、性能優(yōu)越、適應(yīng)性高等特點(diǎn)。本文主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的視頻編碼技術(shù)進(jìn)行介紹分析。

二、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)原理架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是真正全數(shù)字化的產(chǎn)品,視頻信號(hào)從圖像傳感器(如CCD、CMOS等)采集并數(shù)字化后,后繼的處理全部采用數(shù)字信號(hào),保證了圖像的清晰度,并采用網(wǎng)絡(luò)打包和傳輸這些多媒體數(shù)據(jù)(視頻、音頻.文本信息等)。

1.視頻采集

視頻采集部分的核心器件——一圖像傳感器,主要有CCD和CMOS兩種,傳感器性能的高低直接決定了攝像機(jī)的級(jí)別。CMOS圖像傳感器具有低帶寬,固有的防光暈特性,同時(shí)能保持體積小、重量輕、功耗低、集成度高、價(jià)位低等優(yōu)點(diǎn)。CCD圖像傳感器由于靈敏度高、噪聲低,應(yīng)用較廣。隨著CCD與CMOS傳感器技術(shù)的進(jìn)步,兩者的差異將逐漸減小,在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)二者將長(zhǎng)期共存。目前,各式CCD和CMOS競(jìng)相推出,各廠家都有自己的接口標(biāo)準(zhǔn),即使表面上物理接口一樣,內(nèi)部數(shù)據(jù)仍有不同,所以需要與傳感器原廠對(duì)接。在這方面需要芯片廠商與傳感器廠商進(jìn)行協(xié)調(diào)合作才會(huì)有比較好的效果。這也是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)編解碼芯片必須要做的功課,如Hi3515和Hi3520就把SONY的720PCCD這種原來(lái)需要CPLD轉(zhuǎn)接的接口直接定義到了芯片里面,由干該CPLD的實(shí)現(xiàn)需要SONY原廠提供幫助,這樣就直接幫助一些客戶解決了原來(lái)不可獲取的問(wèn)題

2.編碼算法

隨著視頻編碼與處理算法研究的進(jìn)展,針對(duì)不同應(yīng)用需求,相繼發(fā)布過(guò)多個(gè)圖像和視頻編碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)。例如,MPEG為多媒體存儲(chǔ)媒體和數(shù)字電視應(yīng)用制定的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4;面向低碼率的實(shí)時(shí)視頻通信;ITU-T應(yīng)用制定了H.261、H.263、H.263、H.264;面對(duì)當(dāng)前及未來(lái)興起的安防應(yīng)用領(lǐng)域,我國(guó)AVS(AudioVideocodingStandard)工作組自主制定的先進(jìn)數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)AVS-S。可以說(shuō)視頻監(jiān)控編碼標(biāo)準(zhǔn)的選擇有很多種,但目前網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)主要采用的標(biāo)準(zhǔn)有MJPEG、MPEG4、H.264等。M-JPEG即運(yùn)動(dòng)靜止圖像壓縮技術(shù),但M-JPEG只對(duì)幀內(nèi)空間冗余進(jìn)行壓縮,不對(duì)幀間的時(shí)間冗余進(jìn)行壓縮,因此壓縮效率不高。MPEG-4的著眼點(diǎn)在于解決低帶寬上音視頻的傳輸問(wèn)題,使它成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品生產(chǎn)廠商開(kāi)發(fā)的重要趨勢(shì)之一H.264是目前主流的解決方案,具有高壓縮比、高圖像質(zhì)量、良好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性,其應(yīng)用范圍較廣,能適應(yīng)不同場(chǎng)合,但算法復(fù)雜度較高,需要強(qiáng)勁的硬件支持。

3.編碼與網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)前出于帶寬和成本的考慮,用戶要求在目前所能承受的成本下使用較高的碼流來(lái)實(shí)現(xiàn);這就對(duì)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的編碼效率提出了較高的要求。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù),在網(wǎng)絡(luò)傳輸上實(shí)現(xiàn)方式有所不間,但過(guò)大的數(shù)據(jù)包則會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)堵塞,因此對(duì)編碼器的內(nèi)部控制非常嚴(yán)格,要求不能影響圖像質(zhì)量。隨著網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)實(shí)際應(yīng)用需求不斷發(fā)展和變化,其對(duì)芯片編碼要求越來(lái)越苛刻,在更高壓縮比的前提下實(shí)現(xiàn)更貼近現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景。如海思提供的壓縮解決方案就可以實(shí)現(xiàn)720P@2Mbps的壓縮率,比一般產(chǎn)品動(dòng)輒要3-4Mbps才提升了了至少50%壓縮比,2Mbps的碼率還有另外一個(gè)含義,就是用戶可以不增加網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)成本的情況下升級(jí)到720P的體驗(yàn)。未來(lái)隨著3G網(wǎng)絡(luò)的快速應(yīng)用,支持各種網(wǎng)絡(luò)的編碼方式也成為重要發(fā)展。

三、應(yīng)用情況

穩(wěn)定性和安全性是視頻監(jiān)控系統(tǒng)非常重要的兩個(gè)特點(diǎn),因此用戶在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)特別注重監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。以往的監(jiān)控系統(tǒng)常常采用模擬攝像機(jī)硬盤(pán)錄像機(jī)的監(jiān)控模式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和管理等,這種模式通常應(yīng)用于近距離部署。如果一旦發(fā)生自然災(zāi)害或其他災(zāi)害事件,監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)將會(huì)很有可能被損壞。

而網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的出現(xiàn)徹底改變了以往的監(jiān)控模式,這種模式以網(wǎng)絡(luò)為紐帶,將數(shù)據(jù)的編碼與存儲(chǔ)分開(kāi),采用專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和管理,且具有極高的穩(wěn)定性和安全性。例如;蘇州世博安保各“護(hù)城河”檢查站采用了大量的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),這些網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)被安裝在蘇州到上海所有重要檢查站,且監(jiān)控中心設(shè)在上海和蘇州,其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可以實(shí)現(xiàn)放在北京、上海和蘇州等幾個(gè)地方,防止數(shù)據(jù)的丟失和損壞,大大方便了監(jiān)控系統(tǒng)的查看、指揮和調(diào)度。目前,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)被廣泛的應(yīng)用在交通、金融.電力、港口及重要場(chǎng)所。

四、發(fā)展趨勢(shì)

隨著安防行業(yè)的細(xì)分和視頻監(jiān)控向網(wǎng)絡(luò)化、、集成化的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的發(fā)展也逐漸趨于細(xì)分,高清和智能成為網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)主要發(fā)展。

1.高清化

高清一直是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)追求的目標(biāo)之一,目前大多網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)都能達(dá)到百萬(wàn)像素級(jí)別,但不是所有的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中都能達(dá)到高清應(yīng)用,這就要求網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)除了本身具備高清性能外,還要支持和匹配接入相關(guān)設(shè)備,以達(dá)到高清應(yīng)用。眾所周知,在標(biāo)清時(shí)代,芯片的級(jí)聯(lián)都是要通過(guò)PCI來(lái)實(shí)現(xiàn)的,一個(gè)PCI能傳2~3個(gè)DI的未壓縮碼流,但是在高清時(shí)代就不行了,高清解碼數(shù)據(jù)通過(guò)PCI是傳不到顯示芯片上的,所以很多方案就會(huì)對(duì)高清圖像進(jìn)行縮放再輸出,這樣最后的效果就不能體現(xiàn)到真正高清效果。如海思推出的高清級(jí)聯(lián)通道解決方式就可以實(shí)現(xiàn)零時(shí)延的多片傳輸效果,能與芯片集成的高清VGA輸出匹配,再加上DHCP技術(shù),就可以輕松實(shí)現(xiàn)高清。


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