淺談高清視頻監控

　　自近幾年“高清”的概念在視頻監控行業(yè)火熱以來(lái)，越多來(lái)越多的廠(chǎng)商開(kāi)始推出“高清”化的產(chǎn)品。透過(guò)市場(chǎng)上品類(lèi)繁多的“高清產(chǎn)品”背后，我們發(fā)現，有很多產(chǎn)品對“高清”的指標理解不一，表現效果也是千差萬(wàn)別。那么，視頻監控行業(yè)“高清”的概念究竟是什么？什么才是真正的“高清”？本文中，我們淺作探討。

 

何為高清？
　　何為高清？我們先看一下數字電視技術(shù)對高清的定義。

　　數字電視主要分標準清晰度電視和高清晰度電視。標準清晰度電視（SDTV）指的是圖像質(zhì)量相當于目前常規的模擬彩色電視系統的數字電視系統，如PAL，清晰度約為500電視線(xiàn)，碼率約為5Mbps；高清晰度電視（HDTV）指的是水平清晰度和垂直清晰度大約為目前模擬彩色電視系統的兩倍，寬高比為16：9的數字電視系統，清晰度約為800電視線(xiàn)以上，碼率約為20Mbps。

　　國際電聯(lián)在ITU-R BT.1201建議書(shū)中提出了超高清晰度圖像（HRI）的若干標準，其基本要素是圖像的最小分辨率為1920x1080，HRI分四個(gè)等級，包括HRI0、HRI1、HRI2及HRI3，分辨率分別為1920x1080、3840x2160、5760x3240、7580x4320。

　　根據以上定義，對應到視頻監控上，采用模擬攝像機的模數混合監控最高可達標準清晰度，如通過(guò)數字化處理，最高分辨率可達4CIF或D1的分辨率，約40萬(wàn)像素，清晰度在300至500線(xiàn)之間；采用網(wǎng)絡(luò )攝像機的IP監控，如果要達到800電視線(xiàn)的清晰度，那么網(wǎng)絡(luò )攝像機的分辨率至少要達到1280x720的標準，約90萬(wàn)像素，是模數混合監控的兩倍多；如采用200萬(wàn)像素的網(wǎng)絡(luò )攝像機，就達到了超高清圖像的要求，寬高比為16：9的網(wǎng)絡(luò )攝像機，對應分辨率為1920x1080，寬高比為4：3的網(wǎng)絡(luò )攝像機，對應分辨率為1600x1200。

高清監控
　　高清網(wǎng)絡(luò )攝像機提供視頻監控的信源，它已將視頻進(jìn)行高清編碼和IP封裝，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )來(lái)承載高清圖像，可實(shí)現高清監視、錄像等監控功能。

　　在發(fā)送端，網(wǎng)絡(luò )攝像機集成了圖像采集、視頻壓縮編碼、通信控制和傳輸接口，視頻數據通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )輸出。

　　在圖像采集部分，CCD和CMOS兩種傳感器分別針對不同的需求而設計，CMOS在高像素方面有著(zhù)一定的優(yōu)勢，而CCD對監控場(chǎng)景的適應性更佳。在視頻壓縮編碼部分，不同的壓縮算法和算法實(shí)現方案決定了高清圖像的質(zhì)量和編碼效率。在通信控制部分，網(wǎng)絡(luò )的適應性、安全性、碼流的封裝格式和傳輸功能，取決于監控系統的規劃和設計。在傳輸接口部分，不同的網(wǎng)絡(luò )接入方式，如無(wú)線(xiàn)、有線(xiàn)等，均可很好地支持；另外，有的網(wǎng)絡(luò )攝像機還集成了監控所需其它接口，如報警、控制、對講等接口。

　　在接收端，通過(guò)解碼，輸出至高清顯示設備，如LCD，通過(guò)記錄設備，對高清圖像進(jìn)行錄像。

　　由于高清圖像的碼流較大，一般在3Mbps以上，所以圖像的記錄是實(shí)現高清錄像的重要環(huán)節。要記錄高清網(wǎng)絡(luò )攝像機圖像，我們可以采用以下幾種方式：
·PC-NVR
·嵌入式NVR
·混合型DVR

　　無(wú)論采用哪種方式，都應具備以下要求，如：
·保證錄像保存周期，需要足夠的存儲空間；
·保證多路并發(fā)記錄的有效性，即記錄過(guò)程中不應該有瓶頸；
·方便、快捷的檢索與回放效率；
·具備循環(huán)覆蓋方式，多次覆蓋后應保證記錄和檢索的效率；
·可靠性、性?xún)r(jià)比應符合監控業(yè)務(wù)要求。
·……

　　PC-NVR利用PC-DVR開(kāi)發(fā)技術(shù)，通過(guò)高清網(wǎng)絡(luò )攝像機提供的SDK可進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，存儲技術(shù)可采用DAS、NAS、IPSAN等。

　　嵌入式NVR和混合性DVR，均來(lái)源于嵌入式DVR技術(shù)。嵌入式NVR和混合型DVR集網(wǎng)絡(luò )存儲、檢索回放、視頻切換等監控功能于一體。如果混合DVR或NVR要支持高清監控，那么至少具備以下條件：
·支持高清網(wǎng)絡(luò )攝像機的接入；
·具備高清解碼和解碼輸出接口（如VGA）；
·具備足夠的存儲空間或擴展存儲接口。

　　例如?？低?/a>DS-2CD862、852等系列高清網(wǎng)絡(luò )攝像機，分別采用CCD、CMOS傳感器，分別支持1280x720、1600x1200高清編碼，可實(shí)現高達5倍D1效果顯示，碼率在2M-8Mbps之間可調。在后端上，國內首推的DS-9000系列混合型DVR最多可接入8路高清網(wǎng)絡(luò )攝像機，錄像與解碼分辨率支持1280x720，顯示分辨率支持1280x1024。。支持8個(gè)SATA盤(pán)位，內置的存儲容量可配置，如配備8個(gè)1TB的硬盤(pán)、配置3Mbps碼率，那么每個(gè)通道的平均保存周期約為780小時(shí)。

展望
　　“讓我們看得更清楚”是高清監控的目標。不同的行業(yè)、不同的場(chǎng)合對圖像清晰度的要求不同，如在車(chē)水馬龍的鬧市區如何看清一個(gè)人的面部特征、看清楚車(chē)輛的牌照是很重要的；在高樓大廈的大廳內，擁擠喧鬧的出入口、停車(chē)庫的出入口、高速公路、體育場(chǎng)館等場(chǎng)合，高清監控則能大大提升系統的應用價(jià)值。