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1、广州铂海通信技术有限公司 专业安防监控厂家 全国诚寻代理 TEL：020-38498462高清网络摄像机技术发展趋势高清网络摄像机技术发展趋势近年来，高清视频监控技术逐步进入人们的眼帘，成为未来安防监控领域技术发展的方向之一。越多来越多的厂商开始推出高清化的产品。其中，作为高清视频监控的“排头兵”高清网络摄像机，更是受到广大厂商的青睐，五花八门的产品层出不穷，各式各样的技术名词更是让广大用户眼花缭乱。如何把握好高清网络摄像机的脉搏，了解其未来的发展方向？本文将从技术发展角度出发，对高清网络摄像机未来的发展趋势进行简要的介绍和展望。一、一、 分辨率不断提高分辨率不断提高高清的定义，最早来源于数字
2、电视领域。高清电视，又叫“HDTV”，是由美国电影电视工程师协会确定的高清晰度电视标准格式。电视的清晰度，是以水平扫描线数作为计量的，它将高清划分为：720p 格式（750 条垂直扫描线，720 条可见垂直扫描线，16:9，分辨率为 1280720，逐行/60Hz，行频为 45KHz）、1080i 格式（1125 条垂直扫描线，1080 条可见垂直扫描线，16:9，分辨率为 19201080，隔行/60Hz，行频为 33.75KHz）和 1080p 格式（1125 条垂直扫描线，1080 条可见垂直扫描线，16:9，分辨率为19201080，逐行扫式）。监控行业借鉴了广电行业的相关标准。上海市
3、于 2010 年9 月颁布了国内第一个针对安防监控用数字摄像机的地方性技广州铂海通信技术有限公司 专业安防监控厂家 全国诚寻代理 TEL：020-38498462术规范，规范中将数字摄像机按清晰度由低到高分为 A、B、C三级。其中，B 级要求分辨率1280720，C 级要求分辨率19201080。可见，720p 和 1080p 已经成为业界高清网络摄像机的一种标准。然而，有的厂商对于高清网络摄像机还有着其他的命名方式，比如百万像素高清网络摄像机，两百万像素高清网络摄像机等等，这可以理解为“非标准”命名，它和“标准”有一定关联，但不能简单对应。比如，720p 的像素为 92.16 万，1080p
4、 的像素为 207.36 万，可以分别叫做百万像素和两百万像素，但常见的 130 万像素其实际分辨率为 12801024，虽然也具有较高清晰度，但并不符合广电行业标准。就分辨率而言，高清网络摄像机的发展可以说是一日千里，除了我们目前接触较多的百万像素、130 万像素、200 万像素外，300 万像素、500 万像素、800 万像素的产品已经在市场上出现，甚至千万及其千万以上像素的产品也开始在监控行业中露出端倪。可以说，人们在追求看得更清楚的路上将永不止步。二、二、 COMS 逐渐取代逐渐取代 CCD感光器件是摄像机最为核心的部件，目前普遍采用的主要有CCD（Charge Coupled Dev
5、ice，感光耦合元件）和CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补性氧化金属半导体）两种。两者都是利用感光二极管广州铂海通信技术有限公司 专业安防监控厂家 全国诚寻代理 TEL：020-38498462(photodiode)进行光电转换，将图像转换为数字信号，而其主要差异是数字信号传送的方式不同。CCD 在数据传送时不会失真，因此各个像素的数据可汇聚至边缘再进行放大处理；而CMOS 工艺的数据在传送距离较长时会产生噪声，因此，必须先放大，再整合各个像素的数据。也正由于其数据传输方式不同，CCD 与 CMOS 传感器在效能与应用上也有诸多差异
6、。通常认为 CCD 传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS 传感器，而 CMOS 传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。针对 CMOS 性能的不足之处，业界正在通过不断的技术革新加以改善，其中最主要的技术突破点在于低照度条件下的成像性能提升和降低图像中的噪声信号。以提升低照度性能而言，业界提出了微透镜（Micro Lens）技术，让更多的光源能导入到 CMOS 传感器的表面（光电二极体）上，从而增加感应的亮度，不过微透镜技术已属微机电系统（MEMS）的层次，而非原有的单纯半导体电路层次，所以挑战难度的增加自是不难想像。对于降低图像中的噪声信号，一种作法是对原有半导体制程
7、进行改进，在 CMOS 电路的硅表面上掺入杂质，以此形成一个针扎层（Pinning Layer），此结构可将光源吸收到硅晶片的内部，进而降低（光电二极体）表面的噪声，此种作法也称为针扎光电二极体（Pinned Photodiode）。目前此种作法确实广州铂海通信技术有限公司 专业安防监控厂家 全国诚寻代理 TEL：020-38498462改善了噪声问题，使图像品质提升，不过现阶段此种制程也会增加晶片的制造成本。随着技术的发展，CMOS 的性能正在得到快速提升。此外，尽管相同尺寸的 CCD 传感器分辨率优于 CMOS 传感器，但如果不考虑尺寸限制，CMOS 在成品率上的优势可以有效克服大尺寸感光
8、原件制造的困难，这样 CMOS 在更高分辨率下将更有优势。另外，CMOS 响应速度比 CCD 快，因此更适合高清监控的大数据量特点。从市场方面来看，CCD 的传统生产厂商 SONY 已经开始把重心移向了 CMOS，不但研发出了 ClearVid CMOS 技术，推出了 Exmor 系列的高清 CMOS 产品，在其生产的高清网络摄像机中更是几乎清一色的采用了 CMOS 传感器，这也许可以看作是 CMOS 传感器的一个阶段性胜利。三、三、 ISP（Image Signal Processing）被编码芯片集成）被编码芯片集成要实现良好的图像质量，除了前端镜头、传感器部分对光线的处理，影像处理部分也
9、是高清网络摄像机中不可忽视的一环。通常情况下，传感器部分设置有内嵌的图像处理芯片处理一些较简单的功能，而较复杂的自动曝光、自动白平衡校对以及自动对焦等功能则必须通过后端 ISP 处理，以获得良好的影像效果。广州铂海通信技术有限公司 专业安防监控厂家 全国诚寻代理 TEL：020-38498462传统的 ISP 是通过专门的 ASIC 或者 DSP 加以实现，随着技术的发展，后端的编码芯片已经越来越多的将 ISP 的功能加以集成。以 TI 的 DM36x 平台为例，其中视频处理子系统(VPSS)中包含了 CCD 或 CMOS 控制器，直接接收原始视频信号，然后由集成的 ISP 进行预处理，其中有
10、 H3A 处理（即自动曝光(AE)、自动白平衡(AWB)、自动聚焦(AF)）、镜头畸形校正模式(LDC)处理、硬件人脸检测引擎、影像协处理器(IMCOP)、影像处理加速器(IPIPE)，以及增强型屏幕叠加显示(OSD)等等。通过集成 ISP，不但可以大幅降低系统成本，更能大大增强视频的稳定性，优化影像在光学方面的性能。这对于提升高清网络摄像机的成像品质具有及其重要的作用。四、四、 智能分析功能更加实用智能分析功能更加实用智能化是监控系统发展的必然趋势，其本质在于从模拟或数字视频流中自动跟踪并识别对象，分析运动并提取有用视频信息。对网络视频监控而言，前端摄像机的智能化具有极其重要的实用价值。例如
11、，异常报警录像，就是将所监控的视频图像，经过前端智能网络摄像机的分析识别后，只将有异常的图像传输到后端去记录与显示，因而可大大减轻网络的负担，有效地节省带宽资源。另一方面，在有智能网络摄像机的智能视频监控系统的后端，就只需集中对前端摄像机发送过来的目标数据广州铂海通信技术有限公司 专业安防监控厂家 全国诚寻代理 TEL：020-38498462信息进行管理，而不需要对视频信号进行处理与识别，所以后端系统不需要昂贵的设备也能完成高效的智能视频分析。由于后端只有前端发送来的预/报警事件的关联画面显示，使监控中心工作人员能够很轻松地完成整个系统的监视。而这种关联录像的功能，也使录像搜索和回放变得简单
12、迅速，从而又节省了宝贵的时间。近两年，视频监控行业内对很多智能分析方案进行推广，但效果并不好，往往只是厂商推销产品的噱头。其原因，一方面在于智能分析算法本身技术不够完善，没有实质意义上的突破；另一方面则在于传统“标清”摄像机的分辨率有限，无法为智能分析算法提供足够清晰的图像。随着高清网络摄像机的广泛应用，这一局面将得到改观目前在高清网络摄像机中已经实现或者正在实现的智能分析功能有：视频遮挡与视频丢失侦测、视频变换侦测、视频模糊侦测、视频移动侦测、出入口人数统计、人群运动及拥堵识别、物品遗留识别、入侵识别等等。这些功能看上去比过去的智能分析功能要“逊色”得多，但却更为实用。五、五、 标准化标准化
13、与模拟视频监控封闭的系统不同，网络视频监控系统产品与产品之间要达到系统的兼容已成为摆在实际工程中的严峻问题，由此，关于标准问题的讨论日益增多，关于安防产品互通标准广州铂海通信技术有限公司 专业安防监控厂家 全国诚寻代理 TEL：020-38498462的组织也层出不迭，其中 ONVIF、PSIA 两大标准组织在安防企业的影响越来越大。ONVIF，全称 Open Network Video Interface Forum，即开放性网络视频接口论坛，由 Axis、Bosch 和Sony 三家企业联合推出，是全球影响力最大的网络视频监控行业标准组织，其目的是以公开、开放的原则共同制定开放性网络视频监
14、控行业标准。2008 年 11 月，该组织正式发布了ONVIF 第一版规范ONVIF 核心规范 1.0。这一标准将为网络视频设备之间的信息交换定义通用协议(诸如装置搜寻、实时视频、音频、元数据和控制信息)。PSIA：(Physical Security Interoperability Alliance)实体安防互通联盟，成立于 2008 年 8 月。该联盟的目标是为实体安防系统的硬件和软件平台创立一种标准化的接口。该联盟致力于使基于 IP 网络的不同安防系统具有兼容性。PSIA 内也不乏 Cisco、GE、Honeywell 与 Panasonic 等大品牌，后者成员在网络摄像机市场的占有率
15、稍显逊色。目前来说，从支持厂商数量与影响力来说，ONVIF 联盟更胜一筹。根据 IMS Research 的调查显示，目前 ONVIF 组织的成员占据市场 72%的份额，已在北美、欧洲和亚洲地区拥有众多会员企业。除了三家发起公司外，佳能、松下、三星、思科、西门子、TI、海康威视、浙江大华、GE、MARCH、IDIS、CNB、IndigoVision、American 广州铂海通信技术有限公司 专业安防监控厂家 全国诚寻代理 TEL：020-38498462Dynamics、Anixter、Axxonsoft、Dallmeier、Deister、Genetec、HiTRON、Honeywell、
16、ITRI、Itx、Milestone、NICE、Optelecom-nkf、Pacom、Pelco、Pravis、ZTE 等有影响力的企业都参与到这个标准组织中。截止 2010 年 5 月，ONVIF 已经有超过 150 多家成员。当然，不管是 ONVIF 还是 PSIA，都是企业自发组织形成的标准，不过从其得到越来越多企业的响应来看，还是具有非常重要的意义。未来几年内，网络视频监控系统建设成本将迅速降低，市场份额也将随之获得很大提升，面对日趋庞大的市场，整个视频监控产业链的分工将越来越细。日趋成熟的视频监控市场即将形成紧密的产业合作模式，这使得各厂商产品提必须供标准化接口，以满足整个监控产业的良性发展。从这个意义上说，标准化将成为高清网络摄像机走向市场的通行证。六、六、 传输技术的进一步提升传输技术的进一步提升高清网络摄像机在提供给人们清晰的视觉体验的同时，也对网络带宽提出了更高的要求。以 720P 实时视频为例，采用标准 H.264 Main Profile 压缩算法的高清网络摄像机至
