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IP高清攝像機解決方案

發布時間:2014-7-1 | 閱讀次數:1857

前言                     

現在“高清”和“IP”已經成為安防監控領域最炙手可熱的兩大熱點,隨著IP高清產品的快速爆棚,所有廠家都在不計代價的投入,高清所帶來的超高畫質,超寬場景給人以極大的視覺震撼。IP高清攝像機已經成為監控領域增長,最吸引眼球的產品。在監控網絡化大潮的推動和市場需求的驅動下,IP高清攝像機獲得了重大突破,并進入到重大安保項目的實際應用中,視頻監控已經進入IP高清時代,高清成為安防監控新時代主題。

IP高清攝像機產品的技術應用特點

IP高清攝像機從本意上講超越了傳統常用的模擬攝像機。現在市面上的高清監控攝像機已經形成以百萬像素為基礎,200萬像素,300萬像素為先導的多元化產品格局。一臺IP高清網攝像機主要由視頻采集、視頻編碼、網絡傳輸等幾部分組成。一臺IP高清攝像機可以被看作一臺高清攝像機和一臺電腦的結合體。它通過CMOS/CCD感光器進行逐行掃描,將光信號直接能夠捕獲影像并通過SoC單芯片處理,直接通過IP網絡進行傳輸,從而使用戶能夠通過標準的基于IP網絡基礎構架在本地或者遠程地點實現觀看、存儲和管理高清視頻數據。

IP高清網絡攝像機最主要的技術應用特點就在于其高像素帶來的高清晰圖像,而且通過網絡傳輸可以很方便的實現多區域聯網和遠程控制,這對于安防監控來說具有非常重要的意義:

1)覆蓋范圍更大如上文提到,IP高清攝像機的一大優勢就是,覆蓋面更廣,相同監視區域可以替代原有的多個固定點攝像機或全方位攝像機。這對于密集型場所,如機場安檢通道、車站、地鐵、商場出入口、停車場、工廠、銀行柜員等,原來一般需要設計多個密集的低分辨率攝像機,來保護死角,而現在,部署IP高清攝像機是個不錯選擇。

2)圖像質量更好正所謂“細節決定成敗”,IP高清攝像機采用先進的感光器使圖像細節更加清晰,尤其對于移動物體來說,逐行掃描方式可以給我們提供更好的圖像質量,有效解決了隔行掃描帶來的梳狀模糊現象。可靠的圖像質量+細節=可靠快速的調查和分析,讓視頻存儲海量的硬盤數據中全部是有價值的圖像資料,這對于車牌、人臉識別等應用具有重要意義。相反,如果圖像質量差,缺少細節信息,無疑會給日后的調查分析工作帶來巨大的困難。

3)多區域聯網更方便隨著IP高清網絡攝像機的普及,與之相配套的后端產品高清嵌入式NVR產品也變得愈加豐富,其在網絡攝像機尤其是IP高清攝像機的普及中扮演著非常重要的角色,其主要功能是對網絡視頻流進行錄像、存儲,并提供實時顯示和代理轉發等功能,一般多采用嵌入式架構,硬解碼支持多路網絡標清或者高清攝像機接入。以天地偉業的嵌入式NVR為例,它可以支持16路標清或者8路高清網絡攝像機的接入;嵌入式硬解碼,可以實時預覽,錄像;內置硬盤盤位可以存儲;內置代理轉發模塊可以對接入的視頻流進行轉發;此外還帶有VGA和BNC兩種輸出接口可以解碼上墻顯示;此外它還可以作為節點設備,在系統做中做節點監控和分布式存儲。IP高清網絡攝像機可通過IP網絡使其互聯互通性帶來極大的提高,實現了多個平臺的互聯互通,可以整合整個社會資源,聯動各個指揮中心和信息中心,實現了信息互通、資源共享、技術兼容,有利于整個社會資源的共享,對于各類事件的處理可以有效、快速的響應,“即插即用”的使用模式提供了靈活的擴展功能。

IP高清攝像機產品的解決方案

高清不僅僅是視頻的高清采集,即安裝了IP高清攝像機,而是貫穿視頻采集、編碼、傳輸、存儲、控制、解碼輸出,到中心管理軟件的全過程各個節點,從這個意義上講,高清監控不是靠某個產品或某幾個產品來實現的,它一定是一場持久戰,需要的是整體解決方案。為滿足高清監控的迫切需求,國內少數的數字監控廠商如天地偉業公司,基于深厚的專業研發積累,已經推出了完整的高清監控解決方案,涵蓋了從前到后IP高清產品體系:

1)前端采集高清的視頻效果保證首先來源于高清信息的采集,如果沒有前端高清視頻采集,無法談及后端的高清效果。從目前情況來看不論是130萬像素還是200萬像素都還是CCD占絕大多數,而且基本都應用在中高端市場;而CMOS的價格便宜基本都應用于低端市場;但是隨著CMOS在制造工藝和影像處理技術上的不斷突破,業內對CMOS的前景預測也越來越樂觀。

2)編碼及傳輸除前端采集外,高清編碼及傳輸也是在監控系統中不可缺少的重要環節,高清視頻常見編碼格式有H.264、M-JPEG、MPEG4等格式。在這幾種編碼格式中,H.264是目前最有前途的一種編碼格式,相對于MPEG2、 MPEG4而言,其壓縮效率是三種編碼中最高的,天地偉業的IP高清攝像機通過其自主研發優化的H.264壓縮算法可以實現2Mbps碼流傳輸720P高清視頻。在傳輸過程中,高清意味著需要更高帶寬,以1080P計算,H.264編碼的一個1080P高清畫面所用帶寬約為8M,與D1畫質的MPEG2相當。由此可以看出,對于“高清”,網絡傳輸并沒有特別的要求。目前的互聯網對大路數的高清傳輸還有一定的瓶頸,在一些平安城市或多級聯網的項目中,大都采用專網或者光纖。相比模擬傳輸,IP網絡傳輸高清視頻具有得天獨厚的優勢。

3)高清存儲 IP高清存儲常見的類型一般采用兩種方式:分布式存儲和集中存儲;通常采用NVR做分布式存儲,而大系統的集中存儲則使用IPSAN來實現。隨著IP高清的普及,IPSAN在存儲中扮演著越來越重要的角色, IPSAN通過采用IP構架的以太網傳輸,具備良好的擴展性、共享性和較低的分攤應用成本,是目前多路高清監控存儲主要采用的技術之一,而存儲介質儲多半是采用我們常見的硬盤,容量一般是TB級別,隨著2TB硬盤甚至更高容量的產品走入我們視線,大型高清監控系統PB級海量存儲解決方案也得到普遍應用。目前高清存儲面臨的一個問題就是在大路數多級聯網的高清項目中,如果降低存儲的成本,一方面這需要壓縮算法的改進,一方面需要硬盤及IPSAN的成本下降。在算法方面,目前已經有廠家:如天地偉業,可以實現2M碼流傳輸720P的高清圖像,使一路高清一小時的存儲空間大約在1.8G左右。

4)高清顯示高清的解碼顯示通常由高清解碼器或者高清網絡矩陣來完成,通過高清解碼器或者高清網絡矩陣配合網絡鍵盤使用可以實現畫面切換,高清上墻,輪詢切換等。以高清輸出接口來說,目前主流有的VGA和HDMI等接口,VGA的最為普遍,而且應用范圍也最廣,造價也最便宜;HDMI接口代表著高清顯示接口的趨勢,它的主要特點是色彩還原度高,畫質無損耗。

5)平臺控制目前在平臺尤其以大規模高清監控平臺遇到問題最為典型,例如:視頻設備數量龐大;前端設備的品牌很雜需實現統一管理;實施過程中網絡環境多種多樣;在多級聯網的情況下,還經常涉及到多級聯網的問題,對接困難等。針對這種情況,天地偉業的高清平臺部署采用“分而治之”的策略將高清監控系統構成化整為零,將大系統建設問題按管理分級、業務分層、設備分類進行逐級分解為小系統建設問題,以邏輯上的虛擬條帶為構建基礎單元解決系統中大量設備進行統一管理,實現靈活的系統擴充,也便于系統建設分步實施。

IP高清攝像機產品的創新及應用

隨著IP高清攝像機應用領域和市場需求的不斷擴張,用戶對畫面品質及功能的不斷提升,IP高清攝像機會逐漸從一個單純的安防監控,演變到集多種功能更多、多種操作、多種管理等多種需求與一體的一個設備,具體來說,IP高清攝像機在如下幾個方面會有創新及應用:

1)IP高清攝像機與物聯網結合隨著物聯網的射頻技術(RFID)的成功應用,在未來可以實現與高清視頻的無縫結合從而帶來很好的實際應用。可以通過IP高清攝像機的COM接口接收從射頻傳輸過來的數據,做到圖像和射頻的結合。舉例來說,此項技術可以代替固定打卡、非法人員識別從而有助于改進實際中很多較為繁瑣的工作,體現高智能、高技術的價值。

2)IP高清攝像機與報警設備聯動以天地偉業的IP高清網絡攝像機為例,其攝像機上都有報警(ALARMI/O)接口,這種報警信號接入可以處理開關量電平,當IP高清攝像機接收到此數據后,可以對其進行編碼處理,而后送入TCP/IP網絡,通過應用軟件對該報警信號進行各種聯動響應設置,如發出聲、光報警與進行報警錄像等。

3)IP高清攝像機與移動設備結合隨著3G技術的普及,以及每臺IP高清攝像機都擁有自己獨立的IP地址,可以通過3G網絡能夠直接與移動設備進行網絡連接,實時傳輸高清圖像,實現無線高清視頻的傳輸。也可以我們可以在IP高清攝像機中配置內置的Email、FTP等客戶端,當在能接入互聯網時,IP高清攝像機設備還可以通過Email、FTP等方式把報警觸發時抓拍的圖片或錄像發送到移動設備。也可以通過COM口與能連接的SIM卡的設備連接,利用短信、彩信方式下發給指定的手機終端。這樣,做到實時且智能的監控,而僅利用很小的帶寬和成本。

4)智能方面切入IP高清攝像機因為IP高清攝像機前端即是帶有操作系統的,所有在前端上就可以附帶很多智能的算法。智能算法可以直接處理從芯片輸出的原始圖像信息,基于原始圖像,做一些恰當的、適合特征場合的應用。比如,可嵌入出入口人數統計功能。該功能可通過對攝像機所監控的畫面進行分析,自動統計計算穿越重要出入口或指定區域的人或物體的數量。而且在低碳時代,為智能算法與節能環保思想的結合則開辟了另一巨大的市場。在黨政機關、學校、企業和大型家居環境,還可采用智能視頻分析技術消除巨大的電能浪費與安全隱患,如自動關閉不必要的燈或打開有人辦公工作的燈或視需要調整燈光的強度等。

綜述

在監控網絡化大潮的推動和市場需求的驅動下,IP高清獲得了實實在在的突破。IP高清攝像機所特有的聯網、開放、遠程訪問等特性勢必會大量應用在各種各樣的實際項目中,這標志著安防監控已經進入網絡時代,高清時代。高清技術和產品的不斷涌現,高清監控系統的現實應用,將加速促進視頻監控系統與安防其它子系統的無縫整合,再進一步促進安防系統與行業業務管理系統的無縫對接,這為視頻監控帶來更廣闊的發展空間。可以遇見未來的安防監控肯定是IP網絡做主導,IP高清做先鋒!

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