主页（http://www.pttcn.net）：视频监控系统如何实现高清？ 【中国集群通信网】对客户而言，高清只有在包含了前端摄像机、管理平台、存储系统、浏览、显示等各个环节时才有意义，因此拥有高清整体解决方案才是真正的高清提供商，而不仅仅是提供单纯的高清网络摄像机。因此，实现高清，需要系统各个环节齐心协力。 高清摄像机 高清网络摄像机已成为一种必然趋势。按照图像分辨率划分，市面上的高清网络摄像机已经发展到了300万、400万、500万像素。许多厂家都争先恐后地推出自己的高清网络摄像机，如松下的WV-NP502CH第五代超级动态300万像素网络摄像机、索尼在2009年推出720P高清快球和半球之后又将于2010年推出10余款“IPELA”系列1080P/720P新型高清网络摄像机、三星安防的SNC-M300 300万像素、MOBITIX的300万像素高清网络摄像机等。 图像清晰度与摄像机的感光元件密切相关，目前最为广泛使用的感光元件是CCD，但CCD响应速度较低，不适用于高清监控摄像机采用的高分辨率逐行扫描方式，因此高清监控摄像机普遍采用CMOS作为感光元件。而采用CMOS敏感元件的高清监控摄像机在低照度、灵敏度、噪点、抗干扰等方面存在不足，从采访中也了解到，目前致力于CMOS研究的厂商已经研发出720P与1080P专用的CMOS器件，其宽动态、强光抑制、灵敏度等性能都得到很大程度改善。 充分利用智能视频分析手段是高清摄像机实现被动监控转变为主动监控，真正做到24小时全天候监控，实现快速响应的重要途径。索尼中国专业系统集团工程师谢美健认为：“前端智能，即前端的高清智能网络摄像机实时地进行检测和智能处理，即基于压缩前的高品质图像进行实时处理，因而效率更高，实时性更好，准确性更高。同时，前端智能处理对之后的传输、存储、显示不会产生影响。” 由于把智能视频分析功能放到前端摄像机，因此对摄像机本身的处理能力要求相当高，目前只有少数厂商的高端产品可以实现前端智能功能，如松下、索尼、MOBOTIX均可实现。以松下WV-NP502CH第五代超级动态300万像素网络摄像机为例，其人脸检测功能可以检测到图像中最多8个人脸信息，将这些信息处理后传到后端服务器，并配合人脸识别软件工作，可以缓解后端服务器的处理压力，进而提高整个智能系统的效率和稳定性。而MOBOTIX摄像机内置的智能视频功能，可以在20种事件之间定义逻辑上的“是或非”的关系。这样，一台摄像机自身就可以灵活决定什么时间录像，什么时间不录像，如何按照逻辑定义去触发相关联的其它事件等。 传输 监控系统传输技术主要有视频基带传输、光纤传输、网络传输、微波传输、双绞线平衡传输和宽频共缆传输等六种传输方式。每种技术都有其自身特点及应用层面。面对高清应用的超大数据量，以及实时性的要求，固然，因光纤传输衰减小、频带宽、不受电磁波干扰、保密性好等优点，使得采用光纤专线传输是解决长距离视频监控高速传输系统的最佳解决方式，但随着网络技术的飞速发展，及视频监控系统的特殊要求和经济性考虑，网络传输也已成为长距离音视频传输的不二选择。 高清晰与带宽之间是一对互斥关系，高清意味着需要更高带宽。在视频压缩算法一定的情况下，一般说，H.264编码D1(720×576)画质的码流为2M左右，那么以1080P计算，码流约是D1的5倍。因此，H.264编码的一个1080P高清画面所用带宽约为10M，与D1画质的MPEG2相当。由此可以看出，对于“高清”，网络传输并没有特别的要求。不过有一点必须指出，目前的互联网是不能够承载高清画质的，必须是专网甚至光纤。相比模拟传输，网络传输高清视频具有得天独厚的优势。 由于高清视频在广域网上传输存在限制，加强带宽建设是解决传输高清和网络带宽问题的必然途径。由于高清占用了更高的网络带宽，在组建高清系统特别是大路数高清系统时对于网络带宽的使用则要精心设计。例如，100M以太网，实际上同时只能承载5~6路高清图像(考虑到以太网的碰撞侦听特性)。如果同一视频源有多个用户访问，占用的带宽会更大。因此对于系统设计、组播、转发等技术的使用就显得尤为重要。 随着网络技术迅猛发展，目前各种宽带网络层出不穷，除了企业自建的光纤专网达到千兆带宽，局域网也逐渐朝1000M、10000M方向发展。同时，各大运营商也在大力发展EPON、GPON光网，使得带宽达到Gbit以上。这些都将高清在网络中得到淋漓尽致的发挥。 图像压缩格式直接决定了对传输网络、录像存储、后端处理的要求，也在很大程度上影响着图像品质。通过改进视频压缩算法来提高传输效率已成为一种需要。H.264是目前获得最高压缩比的压缩算法，高清视频监控目前主要使用到H.264 Baseline Profile层面。此外，高清网络摄像机还采用JPEG、MPEG-4图像压缩方式，但二者对连续图像压缩占用带宽较大。为适应各种不同的应用需求和网络环境，市面上主流厂家的高端网络摄像机都会同时具备二、三种编码能力，如将采用H.264视频压缩格式、高码流的实时图像传至本地存储服务器进行录像，同时将较低码流的H.264视频压缩格式的D1图像传向远端给客户进行实时的监看，另外还可以在报警时传输百万像素的JPEG图像，便于事后进行放大确认，寻找可疑对象等。 存储 支持高清视频的效果大多是以服务端大数据流为代价，因此需要有足够的存储空间用于录像存储。选择什么样的存储系统和方案将直接影响视频读写速度。苏州科达科技有限公司NVR产品线总经理周圣强表示：“高清监控存储一般有两种方法，一种是小集中大汇聚，即前端分散式本地存储，如IP SAN构架方式;另一种是在大型项目里，高清视频通过管理平台+存储服务器实现存储，其存储服务器通常是存储阵列。” 目前，安防系统中常用的存储方式有DAS直连、NAS网络硬盘和IP SAN等构架，其中IP SAN方式采用IP构架的以太网传输，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。艾普视达范清华表示：“这些存储方式都是IT行业非常成熟的技术，存储介质也多半是采用IT上通用的数据硬盘，容量一般是TB级以上(按每路每小时数据量1G计算，1TB的数据硬盘大约可存储720P的视频图像1000小时或者1000路摄像机同时录像1个小时的数据)，现在2TB的数据硬盘也逐渐走入人们的视线。”随着具体高清监控项目规模的不断扩大，大型高清监控系统PB级海量存储解决方案将得到普遍应用。
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