工程商，系统集成商的行业机会来临了

wangdianguo

百万高清摄像机的时代到了！
      
　　安防行业，尤其是视频监控行业，伴随着网络化和数字化大潮，涌现出很多新科技，除了近两年异常火爆的“智能视频分析”技术外，“百万像素高清摄像机”也渐渐进入安防人的视野。对于这个新产品，我们好奇并充满期待，在关注它能给我们带来哪些新理念、新应用和新价值。



高清摄像机的概念



　　首先看看“高清”的概念，高清摄像机是不是等于“百万像素摄像机”呢，其实目前行业上对此并没有确定的说法，甚至有人曾经把4CIF分辨率（704*576像素）或500线以上的模拟摄像机称作“高清摄像机”，这并没有错，“高清”本身就是一个主观感觉的词。现在，我们追根溯源，看看“高清”一词的来源，我们身边充斥着各种有关高清的声音，特别是在电视市场上，几乎每款产品都会和高清牵扯上或多或少的关系，但从技术角度而言，高清有着明确的定义。  
电视行业公认画面宽高比为16:9，垂直方向像素数高于720的视频为高清视频。我们平时可以接触到 720p 、1080i 和 1080p 这样几种说法，它们描述的是视频的分辨率、扫描方式和刷新速率。720p 是逐行扫描，每帧图像1280×720像素，1080i 采用2:1隔行扫描，把1920×1080像素的一帧分成两场扫描，而 1080p 也是逐行扫描，每帧画面都有1080线。  
按照这种标准，垂直像素数超过720的显示设备都可以显示高清视频， HDV 和 AVCHD 两种普及型高清摄像机规格的分辨率达到了1440×1080，完全可以满足高清的标准。当然，我们需要保证在整个的流程中每个环节都符合高清标准，例如，我们用高清摄像机拍摄的视频，如果编辑成 DVD 的格式，在高清电视上播放，画面就失去了高清的质量。  
2006年，中国公布了自己的高清标准。基本的认证依据是：高清显示器的图像清晰度大于等于720电视线。这个标准从最后的视觉效果来衡量一台显示设备是否达到高清，因此，也让1366×768这个分辨率成为目前中国高清标准的门槛。  
以 1080i 模式的高清视频为例，其有效扫描行是传统制式的2倍（在 NTSC 制式下为480行，而在 PAL 和 SECAM 制式下为576行），图像信息量则是传统标清视频的5至6倍，可以实现清晰、漂亮的画面。同时，高清标准采用16:9的画面比例，更符合人类的视觉习惯，让观众很容易在大屏幕上体验到身临其境的感觉。  
同时，我们常常会很自然地把高清和高清电视机划上等号，实际上高清是一个完整的技术概念，包括 从拍摄、制作、存储、播出或发行、显示的完整流程，高清电视机只是其中的一个环节，只有这个完整的环节才能让我们享受到真正的高清效果。

如此，高清摄像机不一定要达到百万像素（最低在90万），但是，百万像素摄像机已经达到“高清”的分辨率标准了。但是对于摄像机，另外一个“高清”指标是帧率，按照广播电视中“高清”概念，高清应该是实时视频，但是，视频监控中很难达到百万像素实时。因此，目前可以说，高清网络摄像机是指能按大于12f/s 连续采集分辨率大于720P(1280*720)的网络摄像机。



　　高清网络摄像机是高质量成像监控系统的源头，直接将视频进行高清编码压缩并IP封装，然后利用IP网络来承载高清视频流，实现高清的实时监控、录像、回放、转发的工作。视频芯片目前有CCD及COMS传感器，两者各有优势，尤其CMOS在百万像素上有一定优势。高清网络摄像机编码方式有H.264及MJPEG方式，网络协议采用通用主流网络技术，网络接入方式分有线和无线两种方式，网络摄像机集成报警、控制、缓冲等接口设备。



高清摄像机主要优势



　　一般百万像素高清网络摄像机相比传统模拟摄像机、普通网络摄像机具很多优势：高清晰度，百万像素级的传感器，可以获得更多的视频信息；逐行扫描的CCD/CMOS可以让画面更清晰、自然流畅；方便集成智能分析功能；数字PTZ功能，没有机械移动部件，更耐用；一个百万高清摄像机可以代替多个普通摄像机，节省线缆、安装、维护费用。



1）覆盖范围更大



　　百万高清摄像机的一大优势就是，覆盖面更广，相同监视区域可以替代原有的多个固定点摄像机或全方位摄像机。这对于密集型场所，如机场安检通道、车站、地铁、商场出入口、停车场、工厂、银行柜员等，原来一般需要设计多个密集的低分辨率摄像机，来保护死角，而现在，部署百万像素摄像机是个不错选择。



　　假如树上有一只鸟，那么用一支铅弹气枪准确瞄准就可以打下来，如果树上有一群鸟，那么，如果想只开一枪打下多只鸟，如何能做到呢。两种方案，一种是部署多个人持多个气枪，同时瞄准射击；另外一个方案是鸟枪换炮，这样，开一炮可以打下一群鸟。很明显，如果树上的鸟越密集，鸟枪换炮的效益越好，最差的情况是树上只有一只鸟，鸟枪换炮在这种情况下大材小用，会浪费资源。所以，高清摄像机需要好的设计和部署，才能发挥其最大经济效益。



2）图像质量好



　　所谓“细节决定成败”，高清摄像机采用先进的感光器使图像细节更加清晰，尤其对于移动物体来说，逐行扫描方式可以给我们提供更好的图像质量，有效解决了隔行扫描带来的梳状模糊现象。可靠的图像质量+细节=可靠快速的调查和分析，让视频存储海量的硬盘数据中全部是有价值的图像资料，这对于车牌、人脸识别等应用具有重要意义。相反，如果图像质量差，缺少细节信息，无疑会给日后的调查分析工作带来巨大的困难。



　　中国有句老话“宁吃仙桃一口，不吃烂杏一筐”。目前国内有些视频监控建设求大求全，比如，对视频监控，经常碰到的硬性指标是“所有摄像机实时存储30天”。为控制成本并满足要求，最终的结果可能是“CIF分辨率的图像实时存储30天”，这样，当事后去调查取证一些视频时，可能发现海量T级的视频资料多是一筐筐的“烂杏”。其实，如果是高质量的视频，那怕几帧图像，可能就满足事后调查用了。



3）数字云台好处多



　　百万高清摄像机的数字云台的概念，是使用较小的数字变焦视频窗口在大的图像中移动，并放大图像中的某个部分，记录下整个全屏图像，当监控人员通过数字变焦将镜头接近到某一选定区域时，还可以继续拍摄整个场景，从而不会错过监控范围内的任何情况。普通的PTZ摄像机，只能同时显示一个画面，要么拉近,要么拉远。百万高清摄像机，具有“画中画”功能，可以同时显示全景和局部，非常方便操作。



　　对于一般城市的地图，如果肉眼去看，我们通常可以对城市有个大概的了解，看到各条环路、立交桥、花园等，如果要看得更清晰的街道、小区等，我们可以借助放大镜或把眼睛贴近到地图上。如果可能，我们希望能有两张地图，一张来看整个城市全景的，另外一张精确定位在目标区，这样，两张结合看，可以准确定位自己所找目标的大致方位及细节位置，高清摄像机的数字云台功能就与此一个道理。



高清摄像机的应用



　　没有人否认，百万高清摄像机代表的是视频监控的未来，但就目前来说，视频监控还处在“模拟”到“数字”的转化阶段，高清摄像机如果要得到全面应用，还有一定问题需要克服。



1）用户认知度问题



　　任何新事物的出现都需要一个过程，过程甚至可能很长。这很正常，对于一种新技术来讲，从其出现到广泛应用，都必然会经历一个市场培育、知识更新、用户接受到认可阶段。新技术越是复杂，原有的技术和模型越是成熟，那么这个新市场的培育阶段持续的时间就会越长。



2）高成本因素问题

　　成本是任何建设项目必须考虑的因素，新技术可以给客户带来更高的收益，但是成本很重要。目前高清摄像机给人的感觉是价格非常高。百万高清摄像机对比标准摄像机，就实际效益来讲，成本其实不高。在一个项目中，百万高清摄像机只是因地制宜的选择，不是所有监控点位都需要百万高清摄像机，“鸟枪”是否“换炮”完全取决于实际现场情况。



3）大量的带宽占用问题



　　百万像素摄像机，跟CIF或4CIF分辨率相比，数量级大了几倍。对于CIF或4CIF分辨率，多数采用主流压缩方式MPEG-4,因其可以很好利用P帧和B帧，数据量并不是很大，4CIF实时视频，通常占用带宽2M左右。而目前的百万像素摄像机，主要压缩方式为MJPEG方式，对于200万像素的半实时视频，预计可能8M左右，目前的网络负担确实比较大。



4）海量存储占用问题



　　存储空间与码流成正比，而百万高清视频需要大量的码流来支持其高分辨率，那么，用户会遇到大量的存储空间需求。通常，他们往往看到的是“一个摄像机需要的存储空间是如此大”，而忽略了实质上一个高清摄像机实质代替了多个普通摄像机。因为完美的图像质量，视频的存储变得更有价值。另外，如果能够做到减帧存储或时间、报警存储相结合的话，视频存储空间的需求并不是那么惊人。



　　鸟枪换炮后，往往用户看到的情况是，“炮”发射一次需要更多的火药，这将造成巨大的成本负担，但是，如果树上的鸟密度真的足够大，其成本可以分摊到每只收益上，还是会让人乐意支付成本的。



高清摄像机时代的到来



　　伴随着数字视频时代的全面来临，H.264编码压缩算法的成功推广，用户的逐步认可、价格的降低及功能的完善，百万高清摄像机必将迎来它的时代，智能与高清，来势汹汹，不可阻挡，让我们拭目以待！

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