主页（http://www.pttcn.net）：高清视频监控技术全方位分析 【中国集群通信网】目前国内安防行业没有对高清监控的标准作出定义，许多厂家都在宣传自己的产品“高清”。尽管目前市场上早已出现众多高清监控产品，但由于受到成本、技术等众多因素的限制，高清在视频监控行业一直未得到有效地应用。目前，高清对于视频监控行业来说，更多的则是停留在“概念”层面上是，真正应用的实际中的非常少，更不能谈普及了。这并不是我们想看到的结果，也不利于整个行业的发展。 高清需求突显 安防监控画面与电影画面的要求有着很大的差别。比如，在内容方面，电影讲究好看，色彩丰富，场景壮观;而监控则要求画面真实，关注的对象细致可察，好看不好看并不重要。16:9的画面比例是国内外高清标准相同的指标，符合黄金分割，也符合人眼观赏的舒适感。但是，安防监控要的是对场景、目标的关注，对行为细节的体现，16:9是否真的符合监控场景需求还值得商榷，如此等等。 随着视频监控的普及应用，如今已成维护社会治安协助公安机关侦破各种违法案件的有效工具。但是，很多时候视频监控效果并不令人满意。如之前在网上闹得沸沸扬扬的“涉黑官员乌小青自杀事件”，而视频监控却没有逮到这一画面，这对于整个视频监控行业来说是非常尴尬的。大家应该都有类似的印象，之前无论报纸还是电视上所播出的犯罪现场的监控录像或截图，永远都像UFO照片一样模模糊糊让人看不清。更重要的是无法让公安机关在最短的时间内破案，需要耗费大量的人力物力来还原图像。 当然，现在随着一批批高清产品的问世，这种现象有所减少，但还是对视频监控高清化提出了更高求。如武广高铁的开通，沿线需要安装视频监控系统全天候监控，对于时速高达350公里的高速列车，铁路沿线周边安全尤为重要，显然普通摄像头难以满足要求，必须使用高清晰镜头才能保证监控效果。据铁道部副总工程师、客运专线(高速铁路)副总设计师张曙光介绍，按照我国近期高速铁路规划，到2012年，我国将建成客运专线42条，总里程1.3万公里，其中时速250公里的线路有5000公里，时速350公里的线路有8000公里。这对于发展高清监控来说是一个良好机遇。 随着视频监控技术的高速发展，用户对于视频监控产品的要求也在不断提高，功能要求更加完善、稳定，性能要求更加清晰、准确。与此同时，在商场、银行等监控场所如何看清一个人的面部特征?如何看清楚高速行驶车辆的牌照?拥挤喧闹的火车站、体育场馆、广场等场合，如何能够迅速准确的找到目标……?所有这些问题都需要高清视频监控产品来解决。 高清应用基础 要实现真正的高清监控，必须从视频源的采集、视频信号的编码压缩、视频信号的传输、视频的浏览、录像文件的回放等环节全面支持高清。对客户而言，高清只有在包含了前端、平台、存储、浏览、显示等各个环节时才有意义。 采集后未经压缩的高清视频信号有模拟和数字两种传输方式，模拟传输一般采用YPbPr分量传输，一路高清视频信号需要三根同轴线缆同时传输。数字传输一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI传输，其中DVI或HDMI的传输距离只有几米，不适合用于监控传输，而HD-SDI虽可以传输百米左右，但对同轴电缆的要求很高，线缆的价格也非常昂贵。但是，如果在前端就对高清视频进行高效压缩处理，然后通过IP网络传输的话，其传输成本与标清监控网络化传输成本相当。 目前DVR的视频信号处理，分为视频采集和视频编码两个部分。在视频信号采集部分，目前大多数的DVR都是模拟视频输入，均采用BNC接口的CVBS(即复合视频信号)信号输入。复合视频信号的最大分辨率是D1，DVR内部对于复合视频信号是按照D1分辨率采集、量化的。目前DVR均无YPbPr的模拟分量接口，或DVI、HDMI、HD-SDI等数字视频接口。在编码部分，DVR对每路采集的视频信号可以编码成CIF、2CIF、DCIF、D1等分辨率，但编码最大分辨率只能为D1，不具备编720p或1080i、1080p的编码能力。因此，目前的DVR无法实现高清监控。 可见，要实现高清监控，得从整个监控系统考虑高清，而网络化是高清监控系统应用的基础。 高清前端采集技术 高清的视频效果的保证首先来源于高清信息的采集，如果没有前端高清视频采集，无法谈及后端的高清效果。无论是枪机、一体机还是网络摄像机、模拟摄像机，采集的原理都是一致的，只是技术和器件上的区别。对于高清监控系统，前端采集设备一般使用网络摄像机。我们知道，摄像机的清晰度主要取决于感光芯片的性能，主要有CCD和CMOS两种，在高清监控领域，也都有所应用。 CCD 英文全名 Charge Coupled Device，感光耦合元件。CCD为数位相机中可记录光线变化的半导体，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。CCD对监控场景的适应性更佳，在低照度下效果表现更好。CCD由以前1/4英寸到现在1/3英寸、1/2英寸甚至2/3英寸等，代表了其技术的不断发展，再经过图像处理芯片的配合，能够达到分辨率720P甚至1080i的输出。 CMOS英文全名 Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补性氧化金属半导体，CMOS和CCD一样同为在数码相机 中可记录光线变化的半导体，而随着CMOS在制造工艺和影像处理技术上的不断突破，业内对CMOS的前景预测也越来越乐观。高清数字影像的普及更是CMOS技术发展的一个难得机遇。而且，与CCD相比，CMOS的制造原理更加简单，体积更小，功耗可以大大的降低，种种迹像表明：图像传感器的领域正面临着一个重大转折，尽管从目前的状况看，CMOS与CCD图像传感器的应用市场仍然有一个分界，但这个界限似乎越来越模糊。有专家预言，随着300万像素的CMOS图像传感器的上市，图像传感器即将进入“CMOS时代”。CMOS在高像素方面有着一定的优势。 另外，镜头要能够保证进光量和角度，同时还要有一个适宜调焦和光圈来配合感光元器件的成像，因为高清的视频通常依赖于一个调焦的操作。对于焦距和光圈不满足实际需求来说，高清摄像机也惘然。在一体机中通常配合较高的变倍来更好的体现高清的效果。当然，评价一个高清摄像机，除了清晰度外，还有其他许多影响图像质量的因素，如超宽动态、自动白平衡、自动测光补偿等等。 高清编码标准 除了采集外，高清图像编码也是重要环节，高清视频编码最常用的编码格式是MPEG2-TS、MPEG4、H.264和VC-1这四种算法。
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