傳統(tǒng)的高清監(jiān)控分為模擬、數(shù)字和網(wǎng)絡三種類型。模擬監(jiān)控的前端是模擬攝像機,后端是矩陣。數(shù)字監(jiān)控的前端也是模擬攝像機,后端是DVR。
高清監(jiān)控清晰原理
對于視頻監(jiān)控而言,圖像清晰度無疑是最關鍵的特性。圖像越清晰,細節(jié)越明顯,觀看體驗越好,智能等應用業(yè)務的準確度也越高。所以圖像清晰度是視頻監(jiān)控永恒的追求。
衡量圖像清晰度的標準是分辨率,單位是像素。這個值越大,圖像越清晰。所謂高清、標清,差異也就體現(xiàn)在這里。兩者之間的分界線就是百萬像素或720p,達到百萬像素或720p的就是高清?;谶@樣的標準,目前視頻監(jiān)控市場占主流的CIF和D1都屬于標清。
無論是從分辨率、顯示效果還是流暢度來看,高清都比標清更有優(yōu)勢。從分辨率來看,720p的分辨率是CIF分辨率的9倍、1080i/1080p的分辨率是CIF分辨率的20倍,在同樣的顯示環(huán)境下,高清會清晰得多。從顯示效果來看,高清既支持大屏顯示,又支持16:9寬屏顯示,可以大大增強用戶的觀看體驗。從流暢度來看,高清支持更高的幀率,比如720p和1080i/1080p都可以支持60幀/秒或60場/秒,其圖像流暢度比標清要高一倍。所以,高清監(jiān)控必然將取代標清監(jiān)控。
要實現(xiàn)真正的高清監(jiān)控,必須從視頻源的采集、視頻信號的編碼壓縮、視頻信號的傳輸、視頻的瀏覽、錄像文件的回放等環(huán)節(jié)全面支持高清。對客戶而言,高清只有在包含了前端、平臺、存儲、瀏覽、顯示等各個環(huán)節(jié)時才有意義。
采集后未經(jīng)壓縮的高清視頻信號有模擬和數(shù)字兩種傳輸方式,模擬傳輸一般采用YPbPr分量傳輸,一路高清視頻信號需要三根同軸線纜同時傳輸。數(shù)字傳輸一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI傳輸,其中DVI或HDMI的傳輸距離只有幾米,不適合用于監(jiān)控傳輸,而HD-SDI雖可以傳輸百米左右,但對同軸電纜的要求很高,線纜的價格也非常昂貴。但是,如果在前端就對高清視頻進行高效壓縮處理,然后通過IP網(wǎng)絡傳輸?shù)脑?,其傳輸成本與標清監(jiān)控網(wǎng)絡化傳輸成本相當。
目前DVR的視頻信號處理,分為視頻采集和視頻編碼兩個部分。在視頻信號采集部分,目前大多數(shù)的DVR都是模擬視頻輸入,均采用BNC接口的CVBS(即復合視頻信號)信號輸入。復合視頻信號的最大分辨率是D1,DVR內(nèi)部對于復合視頻信號是按照D1分辨率采集、量化的。目前DVR均無YPbPr的模擬分量接口,或DVI、HDMI、HD-SDI等數(shù)字視頻接口。在編碼部分,DVR對每路采集的視頻信號可以編碼成CIF、2CIF、DCIF、D1等分辨率,但編碼最大分辨率只能為D1,不具備編720p或1080i、1080p的編碼能力。因此,目前的DVR無法實現(xiàn)高清監(jiān)控。
可見,要實現(xiàn)高清監(jiān)控,得從整個監(jiān)控系統(tǒng)考慮高清,而網(wǎng)絡化是高清監(jiān)控系統(tǒng)應用的基礎。
高清網(wǎng)絡攝像機讓視角更清晰
我們知道,傳統(tǒng)的標清監(jiān)控分為模擬、數(shù)字和網(wǎng)絡三種類型。模擬監(jiān)控的前端是模擬攝像機,后端是矩陣。數(shù)字監(jiān)控的前端也是模擬攝像機,后端是DVR。網(wǎng)絡監(jiān)控的前端有兩種,一種是模擬攝像機+視頻編碼器,一種是網(wǎng)絡攝像機,后端是平臺。也就是說,在標清監(jiān)控時代,前端有模擬攝像機、網(wǎng)絡攝像機、視頻編碼器+模擬攝像機等多種類型。
那為什么到了高清監(jiān)控時代,前端一定是高清網(wǎng)絡攝像機呢?原因主要在兩個方面。
第一,高清監(jiān)控一定是網(wǎng)絡化的,必然是基于視頻壓縮處理并通過IP網(wǎng)絡進行傳輸?shù)?,因為只有這樣才能控制高清視頻的傳輸成本。
采集后未經(jīng)壓縮的高清視頻信號有模擬和數(shù)字兩種傳輸方式。模擬傳輸一般采用YPbPr分量傳輸,一路高清視頻信號需要三根同軸線纜同時傳輸。數(shù)字傳輸一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI傳輸,其中DVI或HDMI的傳輸距離只有幾米,不適合用于監(jiān)控傳輸,而HD-SDI雖可以傳輸100米左右,但對同軸電纜的要求很高,線纜的價格也非常昂貴。無論是模擬方式還是數(shù)字方式傳輸,未經(jīng)壓縮的高清視頻信號傳輸成本都明顯高于以前的模擬標清視頻信號。而采用視頻壓縮編碼并通過IP網(wǎng)絡進行傳輸時,高清視頻與標清視頻在傳輸成本上的差異很小。
第二,直接用高清網(wǎng)絡攝像機進行前端處理的效率和成本比用高清視頻編碼器+高清攝像機要更有優(yōu)勢。
當前高清視頻傳感器以CMOS為主,CMOS傳感器直接輸出數(shù)字化的視頻信號,在攝像機中通過DSP或ASIC對此數(shù)字高清視頻信號直接進行壓縮編碼,然后以網(wǎng)絡化方式傳輸,要比攝像機直接輸出高清信號來得經(jīng)濟,且處理效率更高。
這就是為什么目前市面上我們能夠看到的所有高清監(jiān)控前端都是高清網(wǎng)絡攝像機的原因。
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