高清監(jiān)控清晰原理

傳統(tǒng)的高清監(jiān)控分為模擬、數(shù)字和網(wǎng)絡(luò)三種類型。模擬監(jiān)控的前端是模擬攝像機(jī)，后端是矩陣。數(shù)字監(jiān)控的前端也是模擬攝像機(jī)，后端是DVR。

高清監(jiān)控清晰原理

對(duì)于視頻監(jiān)控而言，圖像清晰度無(wú)疑是最關(guān)鍵的特性。圖像越清晰，細(xì)節(jié)越明顯，觀看體驗(yàn)越好，智能等應(yīng)用業(yè)務(wù)的準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)是分辨率，單位是像素。這個(gè)值越大，圖像越清晰。所謂高清、標(biāo)清，差異也就體現(xiàn)在這里。兩者之間的分界線就是百萬(wàn)像素或720p，達(dá)到百萬(wàn)像素或720p的就是高清。基于這樣的標(biāo)準(zhǔn)，目前視頻監(jiān)控市場(chǎng)占主流的CIF和D1都屬于標(biāo)清。

無(wú)論是從分辨率、顯示效果還是流暢度來(lái)看，高清都比標(biāo)清更有優(yōu)勢(shì)。從分辨率來(lái)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(huì)清晰得多。從顯示效果來(lái)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(qiáng)用戶的觀看體驗(yàn)。從流暢度來(lái)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(chǎng)/秒，其圖像流暢度比標(biāo)清要高一倍。所以，高清監(jiān)控必然將取代標(biāo)清監(jiān)控。

要實(shí)現(xiàn)真正的高清監(jiān)控，必須從視頻源的采集、視頻信號(hào)的編碼壓縮、視頻信號(hào)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(duì)客戶而言，高清只有在包含了前端、平臺(tái)、存儲(chǔ)、瀏覽、顯示等各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)才有意義。

采集后未經(jīng)壓縮的高清視頻信號(hào)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(hào)需要三根同軸線纜同時(shí)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(duì)同軸電纜的要求很高，線纜的價(jià)格也非常昂貴。但是，如果在前端就對(duì)高清視頻進(jìn)行高效壓縮處理，然后通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脑?，其傳輸成本與標(biāo)清監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化傳輸成本相當(dāng)。

目前DVR的視頻信號(hào)處理，分為視頻采集和視頻編碼兩個(gè)部分。在視頻信號(hào)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(fù)合視頻信號(hào))信號(hào)輸入。復(fù)合視頻信號(hào)的最大分辨率是D1，DVR內(nèi)部對(duì)于復(fù)合視頻信號(hào)是按照D1分辨率采集、量化的。目前DVR均無(wú)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(duì)每路采集的視頻信號(hào)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(wú)法實(shí)現(xiàn)高清監(jiān)控。

可見，要實(shí)現(xiàn)高清監(jiān)控，得從整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)考慮高清，而網(wǎng)絡(luò)化是高清監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)讓視角更清晰

我們知道，傳統(tǒng)的標(biāo)清監(jiān)控分為模擬、數(shù)字和網(wǎng)絡(luò)三種類型。模擬監(jiān)控的前端是模擬攝像機(jī)，后端是矩陣。數(shù)字監(jiān)控的前端也是模擬攝像機(jī)，后端是DVR。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的前端有兩種，一種是模擬攝像機(jī)+視頻編碼器，一種是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，后端是平臺(tái)。也就是說(shuō)，在標(biāo)清監(jiān)控時(shí)代，前端有模擬攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、視頻編碼器+模擬攝像機(jī)等多種類型。

那為什么到了高清監(jiān)控時(shí)代，前端一定是高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)呢?原因主要在兩個(gè)方面。

第一，高清監(jiān)控一定是網(wǎng)絡(luò)化的，必然是基于視頻壓縮處理并通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)模驗(yàn)橹挥羞@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(hào)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(hào)需要三根同軸線纜同時(shí)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(duì)同軸電纜的要求很高，線纜的價(jià)格也非常昂貴。無(wú)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(hào)傳輸成本都明顯高于以前的模擬標(biāo)清視頻信號(hào)。而采用視頻壓縮編碼并通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸時(shí)，高清視頻與標(biāo)清視頻在傳輸成本上的差異很小。

第二，直接用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)進(jìn)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(jī)要更有優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)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(hào)，在攝像機(jī)中通過(guò)DSP或ASIC對(duì)此數(shù)字高清視頻信號(hào)直接進(jìn)行壓縮編碼，然后以網(wǎng)絡(luò)化方式傳輸，要比攝像機(jī)直接輸出高清信號(hào)來(lái)得經(jīng)濟(jì)，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(luò)攝像機(jī)的原因。