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HD高解析市場與HD高解析技術發展綜論
 

隨著不斷提高的監控技術的發展,HD高解析作為監控技術發展的主要方向之一,結合網路技術帶來新的變革,在不斷滿足市場競爭需求的同時,趨向於一種理性的思考。HD高解析監控正是以一種高姿態、高要求進入我們的視界。


  市場需要HD高解析


  通過深入一線市場與廠家、器材商、工程商以及用戶端交流發現,其實國內市場對於安防監控產品HD高解析度和數位化的需求是十分迫切的,特別在一些民用市場和政府市場領域對於數字百萬HD高解析都有著非常強烈的渴望。


  現在的安防產品中,絕大多數的類比攝像設備均不能滿足使用環境的需要,導致大量的監控都是無效監控、形同虛設,每當事件發生時都起不到提供重要線索的關鍵作用。筆者在與一位元公安系統的領導對此問題進行交流時,這位領導感觸頗深地向筆者描述:“我們在辦案的過程中經常會遇到這樣的問題,在犯罪現場附近安裝了視頻監控設備,但是當辦案人員將視頻材料提取出來尋找辦案線索時才發現,這些視頻材料大多數根本提供不了任何對案件有價值的資訊,人物模糊不清、還有很多的雪花噪點,特別到了夜間基本上就是一團黑影,而且大部分的案件發生都是非常快速的,每當畫面人物較多或者動作較快時圖像效果就更差,甚至出現圖像丟失或卡的情況,使得我們的辦案人員苦不堪言,許多案件正是沒有辦法及時的取證和收集線索而延誤了辦案的時機。我們有的民警同志只能戲稱這些線索為‘由俄羅斯方塊組成的印像派油畫'。所以,我們非常迫切地希望能夠提高視頻監控的清晰度,讓我們能夠通過這些有效的工具發揮更大的作用保護人民的生產和生活安全。”


  與此類似的肺腑之言筆者在公交、社區、商場、超市等領域都曾不止一次聽到。在交通監控領域,筆者瞭解到,由於工作特性所致,交通部門不得不採用清晰度較高的視頻監控產品。但是由於類比 攝影機無法滿足實際需要,所以不得不高價從國外採購清晰度較高的監控設備,而這些產品的性價比極低,但由於沒有競爭產品,所以每年國家不得不花費大量的經費投入到交通的視頻監控專案中。現在國內交管部門最希望的就是看到國內企業通過自主研發在百萬HD高解析領域有所建樹,幫助國內道路監控事業的快速發展。


  HD高解析與傳統比較


  從性能而言,數位百萬HD高解析攝影機可以說是全面的超越了傳統的模擬攝影機,由於其工作原理的本質性區別,模擬攝影機技術在發展中出現了各種瓶頸與限制,而數位百萬HD高解析產品的突出特點則克服了這些限制。百萬HD高解析攝影機與模擬 攝影機最大的差別在於畫質上的飛躍。


  首先,傳統類比攝影機原本解析度就不高,加之要受到反復的A/D轉換、電磁傳輸干擾、隔行掃描、D1畫面的合成反交錯等視頻損傷的影響,實際到達人眼時已經非常的模糊不清了,所以無論是D1還是4CIF等只不過是理論數值,在實際應用中清晰度則完全達不到理論數值水平。數位 攝影機採用的是數位信號傳輸,它將光信號轉化為數位信號,然後由DSP進行圖像壓縮與處理,最後通過網路將數位壓縮視頻輸出,數位攝影機在抗電磁干擾性、逐行掃描、畫面解析度方面都擁有傳統類比 攝影機所不能比擬的優勢。

 

    其次,傳統類比彩色攝影機採集垂直解析度,PAL制式下625線,去消隱後575線,最高達到540線左右已經是目前的極限,而數字HD高解析攝影機最低可達800線以上,並且從解析度上來看,傳統類比 攝影機最高解析度可以達到D1或者4CIF左右,約合(40萬圖元),而數位攝影機則沒有此項限制,可以達到百萬級圖元甚至千萬級圖元,兩者之間在圖元和清晰度方面的表現則根本不可同日而語。


  第三,數位百萬HD高解析攝影機採用的圖像掃描模式為逐行掃描,每一幀圖像均由電子束順序一行接著一行連續掃描而成。而傳統類比攝影機的掃描模式則採用隔行掃描,隔行掃描的行掃描頻率為逐行掃描時的一半。隔行掃描由於其工作原理所以在應用中擁有諸多缺點,例如產生行間閃爍效應、出現並行現象或出現垂直邊沿鋸齒化現象等不良效應,並導致整體運動畫面清晰度降低。


  第四,數位HD高解析攝影機的色彩可以做到比模擬攝影機更加逼真,類比視頻信號中的亮度信號與色度信號由於佔用了相同的頻帶,在由視頻採集晶片做梳狀濾波(亮色分離)時,很難將色度與亮度信號徹底分離,導致畫面出現雜色斑點與色滲透現象,而數字HD高解析攝影機則沒有這個煩惱,色彩更加的逼真、更加富有層次感、畫面飽和度更佳。


  第五,類比攝影機需要將控制線、視頻線、音頻線、電源線都以獨立的形式進行佈線搭配,佈線非常的繁瑣複雜且工作量大、綜合佈線成本較高,在工程應用中有許多的局限。


  HD高解析技術應用


  在系統構架中,對於HD高解析後端顯示設備,首先能夠保證其不影響監控效果,其配套的伺服器介面類型、顯卡性能、解析度的擴展等等因素,均是在考慮範圍之內。再者,也無需要一味的追求最高配置,只需要支援傳輸的視頻解析度格式即可,如果本身視頻達不到1080P,配給1080P的顯示器也是資源上的浪費。


  對於HD高解析視頻監控,目前市場呈上升的趨勢,在很多專案中應用了百萬、兩百萬圖元的攝影機的並非鳳毛麟角,敢於採用HD高解析攝影機作為監控的條件之一也並非心血來潮。而是客觀市場需求和HD高解析技術日益成熟的表現。


  一個單位的HD高解析監控,對於出入人員能夠清楚識別其相貌和身份、對於出入車輛能夠清楚識別車牌號、對於工作人員能夠清楚判別其工作內容和違規細節。該專案屬於單位內部使用,所以採用內部局域網網路作為監控網路。百兆帶寬對於20個HD高解析攝影機也已足夠。


  前端採用百萬圖元的網路攝影機、HD高解析球機、HD高解析編碼器,通過局域網構架網路監控系統,後端採用集中管理模式,由主伺服器、錄影伺服器、報警伺服器、轉發伺服器等組成。前端網路 攝影機執行HD高解析抓拍的功能,球機執行隨機動作查看和及時反應跟蹤,同時聯動錄影存儲於存儲伺服器中。


  對於HD高解析監控而言,圖像清晰度是最核心的指標之一,對於高端HD高解析攝影機比如五百萬圖元攝影機,通常在處理編碼過程中,因為其資料量大,而有時導致幀率達不到正常的監控需求,在使用過程中更多使用在HD高解析抓拍的場合,以及在場面中細節的抓拍,甚至有些專門用於HD高解析抓拍的 攝影機,配合長焦鏡頭,施展其長遠HD高解析抓拍的能力。


  另外一些應用,比如在全景攝影機中,一些超千萬像 素的攝影機配合廣角鏡頭,放置在系統中,用於進行全景監控。在一個顯示器畫面,把同一個視頻流的局部分為多個細節畫面同時監控,全景和多個局部。既監控了大面積全景,又不漏掉細節,大大提高了監控效率和質量。


  這種模式是為解決安防監控中漏洞問題。傳統的監控解析度低,為了滿足局部細節清晰度,而不斷增加成本、增加攝影機數量,包括攝影機、配套設備及輔材費用的增加;佈線、安裝及後期維護費用的增加,或者採用雲台/變焦(PTZ) 攝影機來放大、跟蹤目標。全局和細節顧此失彼,容易漏錄視頻資訊。全景HD高解析攝影機正是能夠提供全景和細節的相互配合一種新模式。