高清监控技术突破 运用优势与问题分析

发表日期：2012-12-22

文章链接:【慧聪安防网】 http://info.secu.hc360.com/2012/11/271623669846.shtml

近年来，随着人们对安防视频监控需求的不断提高，安防监控产业得到了快速发展。视频监控的应用已经从最初的某些相关行业发展成为大众市场的需求，从本地监控跨越到了区域间、省间的远程监控，从刚开始的模拟视频监控发展到现在具有多重明显优势的IP视频监控。目前，随着高清技术创新与发展，人们对图像清晰度的现实需要，市场上的高清监控也迅速发展起来。深圳世国科技刘经理表示：“防爆高清监控作为高清监控中的重要分支，也逐步成为防爆监控行业的发展趋势，特别对那些相当重要的危险场所的智能监控，高清监控更是它们的所迫切需要的”。

中国的安防行业随着“平安城市”的推广，迎来了它的一个高速发展，这是一个机遇，也是一个挑战，我们要发展，更要有健康有质量的发展。国内整个安防市场相对比较混乱，没有一个统一标准，客户很难分辨正规的安防产品和厂家，伪劣和假冒的产品层出不穷，这是一个行业很危险的信号，所以急需要相关部门来实行有效的措施和管理。现行，在监控中，流行着高清监控，高清网络摄像机，从而，有很多商家就抓住这个时机，以次充好，以标清充高清，这给很多用户带来的很多的损失，也给整个安防行业发展带来了不利的影响。在这里，小编就高清相关技术的发展，优势以及存在的问题来粗略分析一下：

一、高清监控发展中相关技术的攻克

1、分辨率的提高

目前模拟摄像机从清晰度角度来说已经接近极限，在短时间内很难会有较大突破，但高清网络摄像机各方面却仍在快速提升阶段，不论是全实时的720P、1080P分辨率摄像机，从传统的标清D1分辨率(即720×576像素)到1080P分辨率(1920×1080像素)，画面信息量提升了约5倍，清晰度线数也翻了一倍以上。

2、编码效率的提高

众所周知，目前H.264支持三种主要的编码方式，分别是Highprofile、Mainprofile、Baselineprofile，编码效率依次降低。在相同画质下，通过Highprofile方式编码出来的视频所占带宽只是Baselineprofile的50%。带宽的降低将会带来一系列安防系统建设成本的降低，如存储时4M的码率存储一天需要43.2G的空间，而2M的码率存储却只需要21.6G的空间，存储成本降低了一半。

3、传输协议的标准化

国内的安防品牌众多，高清网络摄像机所采用的协议也不统一，各厂家的网络监控设备难以在同一个监控系统共存。随着高清网络摄像机的普及，标准的网络传输协议已经被越来越多的厂家多认同，不论是ONVIF还是PSIA都有越来越多的追随者。

标准的网络传输协议的普及，使各厂家监控系统自由大联网逐渐成为可能。未来几年内，采用标准化的网络传输协议，将成为高清网络摄像机走向市场的通行证。

4、高性能图像传感器

感光器件在防爆摄像机的成像质量上起到举足轻重的地位，目前市场上的传感器主要有CMOS和CCD两种。两种传感器相比，CMOS拥有优异的宽动态性能，可达到100db以上，而常见的CCD的动态范围基本在60db左右；随着CMOS的技术发展，现在专业的百万级监控专用CMOS传感器也以具有较高的灵敏度，在画质的亮度和低光效果上可以满足绝大部分的应用场合，正常光线下，CMOS的效果与CCD基本已无差别，甚至已经超越中低端CCD画质，但因为CCD具有独立的DSP，CMOS在短期内还无法达到高端CCD的效果。

而在高清监控情况下，由于CMOS比CCD具有更快的响应速度，更适合高清监控大数据量的特点，同时CMOS具有无与伦比的价格优势，因此越来越多的高清监控厂家都将CMOS作为高清摄像机传感器的首选。可以预言，未来的高清摄像机市场将是CMOS摄像机的市场。

二、高清监控的优势

对于视频监控而言，图像清晰度无疑是最关键的技术指标。图像越清晰，细节越明显，辨识效果才能更佳。其监控优势主要有以下几个方面：

1、提供高分辨率图像，获得更多的视频信息，实现智能分析

高清网络摄像机分辨率的提高首先使基于视频的智能分析变得越来越易实现，高清带来的丰富的信息量大大减少了因为传统模拟摄像机图像不清晰所带来的误告警，同时也为高阶的智能分析垫定了最基本数据基础。目前常见的智能分析功能有视频遮蔽检测、移动侦测、遗留物品检测、车辆逆行、人员非法入侵、人口统计等，这些智能分析功能已经广泛应用于多个领域，智能分析功能的广泛应用增加了对网络高清摄像机的需求，为网络高清摄像机的普及带来了更多的自信。

2、视频覆盖面更广

在监控范围覆盖区域相同的条件下，一台百万像素网络摄像机可以替代原有的2或3台标清摄像机，甚至更多。对于广视角大范围监控密集型场所，如机场、交通、卡口、银行、周界等，只需部署少量的百万像素网络摄像机就可以达到以前的效果。

3、支持更高的帧率，图像流畅度高

720p和1080i/1080p都可以支持60帧/秒，其图像流畅度比标清要高一倍。支持大屏显示，16:9宽屏显示，可以大大增强用户的观看体验。

4、高清晰画质为智能监控提供有利条件

防爆高清监控可以提供更多内容，更多细节的高清晰的画面，从而为智能监控的应用创造条件，为危险场所提供更多清晰的信息，提高了安全保障。

三、防爆高清监控应用中的问题

高清网络摄像机使图像清晰度有了质的飞跃，但是也给防爆高清监控系统带来了一系列现实的问题。防爆高清监控要解决的四大核心问题是：存储问题、显示问题、带宽问题、高清客户端问题。

1、存储问题

图像分辨率的提升，必然会消耗更大的存储空间。以1920×1080@30帧视频为例，利用H264的编码算法，为保证清晰度，码流需保持在6Mbps以上，约为标清视频的4-8倍。在标清视频条件下，一台16路DVR内置8快2T硬盘即可满足长时间视频存储需求，而在防爆高清监控中，这一时间将被大大缩短，即会带来存储成本的增加。

2、显示问题

相对于标清视频，高清视频的信息量大为丰富，相应的对解码显示性能要求也大大提高，如目前主流的PC机可以轻松实现8路D1标清视频的解码显示，但若前端是1080P高清视频，只能勉强解码显示1路。对于大型视频监控平台，若全部使用高清视频，服务器解码压力会很大。

3、带宽问题

由于目前网络带宽有限，高清视频带来的高码率成为其最大的推广瓶颈。如何用尽可能低的码率传输尽可能高质量的视频是防爆高清监控需要解决的首要问题。同时由于网络的异构性，不同的网络具有不同的信道特性，不同的用户享受到的网络带宽也不相同，甚至同一用户的带宽也可能是随时变化的。随着监控领域的发展，各种用户终端都有连接监控视频的需要，如局域网监控网络带宽较为理想，用户希望浏览高质量的视频;而手机监控领域由于带宽有限，用户更看重的是低码率下的视频流畅性。如何适应这些不同的带宽环境也是防爆高清监控设备需要解决的问题。

4、高清客户端问题

客户端是远程图像集中监控和维护管理的应用端，是基于PC的监控业务软件，主要实现用户登录、图像浏览、录像回放、辅助设备控制、码流控制等业务功能。高清视频的处理需要监控客户端的支持。

深圳世国科技章经理表示：“高清监控已经成为安防监控的首选，也成为影响厂商技术发展的一个重要因素，就近期世国防爆摄像机销售数据来看，防爆高清网络摄像机的需求量是最大，也是最受客户欢迎的”。高清网络摄像机市场还处在一个快速发展的时期，受价格和整体解决方案的影响，高清监控的民用还是受到了一定得影响。不过，随着网络传输设备和高清配套产品的不断完善以及具有优异性能的红外、低照度、宽动态高清摄像机的不断推出，百万高清摄像机的价格逐渐降低，智能功能的高清网络摄像机也将成为主流监控首选设备。它将实现视频监控由被动防御向主动防御的变革，让监控人员从繁琐的操作、海量的信息中解脱出来，并帮助他们更高效、更精确的管理监控目标。所以智能高清摄像机以及配套的智能监控平台一定将会是未来的主流产品。