百萬HD高解析攝影機技術及市場發展淺析
 
 

百萬HD高解析攝影機技術及市場發展淺析


【安防知識網】2009年深圳安博會上,各家廠商均不約而同地推出了數位百萬HD高解析系列的產品,更讓人感到驚奇的是,人們談論最多的辭彙也是“數位”“百萬圖元”“HD高解析”等字眼,是什麼樣的巨大魔力製造了這樣不可思議的巧合?

百萬HD高解析,其實早已不是什麼新鮮的名詞了。早在四五年前,市場上就已經有這樣的產品在進行銷售。那麼為什麼“百萬圖元”、“HD高解析”在2009年會忽然間引起行業內各家廠商如此高度的關注呢?首先還是讓我們先來瞭解一下數位百萬HD高解析產品與傳統類比攝像產品之間的區別吧。

數位百萬HD高解析與傳統類比攝像產品的比較
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。

所以,從功能方面來看,數位百萬HD高解析產品相較于傳統的類比攝影機來說確實有著許多的優勢,但僅從功能這個單一的角度來分析、判斷還是比較片面的。為了更加全面地分析安防行業的發展趨勢,並解開筆者對本次安博會上數字百萬HD高解析的系列產品集體亮相的疑問,筆者從市場需求的角度展開了深入的調查和走訪。

市場迫切需要HD高解析晰度及數位化產品
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高解析晰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。

通過以上走訪和調研發現,市場對數位百萬HD高解析產品的需求非常迫切,市場開拓空間也非常巨大。然而,通過這些走訪調查後,筆者心中卻浮起了另一個新的問題:既然數位百萬HD高解析產品在四五年前就已經出現,並且從功能和市場需求角度都全面超越了傳統模擬攝影機,為什麼在之前並沒有引起大規模的銷售熱潮呢?

用戶存在哪些認識誤區?
四五年前,數位百萬HD高解析產品剛在市場上出現時,由於當時的帶寬、硬碟、處理器、技術水平、價格等綜合環境因素的限制,一開始就表現出了與市場的不適應,並且由於當時配套設施的技術水平有限,在實際應用中不僅表現不出應有的優勢,反而出現了許多應用弊端,然而正是因為弊端造成了市場對於數位百萬HD高解析產品的許多誤解,也是因為這些誤解限制了數位百萬HD高解析產品的快速發展。然而經過這幾年的摸索和發展,數位百萬HD高解析產品已經爆發出強大的生命力,下面我就從幾個方面對數位百萬HD高解析產品由於歷史原因造成的一些認識誤區進行分析和正解。

首先,現階段市場普遍認為“數位百萬HD高解析產品是價格昂貴的工程奢侈品”。其實不然,過去,國內市場上的數字百萬HD高解析攝影機幾乎都出自國外廠家及他們的國內代理商,由於競爭不充分加上製造成本相較國內較高,導致產品價格極其昂貴,讓很多的用戶都只能望而卻步,導致百萬圖元攝影機成為了市場上的“概念”產品。而今天,國內一些技術研發實力強大的核心生產廠家突破國外的技術封鎖和層層技術難關,自主開發生產的國產數位百萬HD高解析攝影機在成本上具有巨大的競爭優勢,一些創新型企業,將用於民用數位照相機的美國TI公司的達芬奇DM3XX系列的晶片,用於安防數位攝影機,由於民用晶片的使用量大並且技術穩定先進,所以一旦在工業應用領域中研發成功,將成為性價比非常卓越的高性能產品。

第二,硬碟佔用大。在傳統概念中,數位百萬HD高解析產品由於其畫質綜合表現卓越,所以碼流非常大,對硬碟要求也非常高。但是隨著電腦硬體的發展,硬碟的價格越來越低廉,而容量卻越來越大,數位720P的解析度雖然比D1要高出兩倍,但是其碼流幾乎可以做到與D1相當。其原因在於數位百萬HD高解析產品畫面乾淨沒有雪花噪點,加上視頻傳輸過程中沒有圖像干擾,所以大大節省了碼流和硬碟空間。而對於模擬攝影機來說,所有的雪花噪點都將以運動畫面的形式被錄下來。所以綜合來說,硬碟佔用空間大的問題已經得到了全面的解決。

第三,帶寬不夠。以實際數值來說,720P 25幀/秒的傳輸與錄影碼流為500K-3Mbps之間,比起傳統352x288解析度的25幀/秒250K左右的碼流來說確實要稍微大一些,但是在本地錄影的監控環境中,採用光纖、寬帶則根本沒有任何問題,在遠端監控環境中則可以採用雙碼流技術,在遠端顯示採用CIF,而本地則採用HD高解析格式進行錄影處理。技術發展至今,大可不必擔心帶寬的問題影響工程質量。

第四,數位攝影機只是用來進行網路監控的攝影機。市場上有許多用戶將數位HD高解析攝影機稱為網路攝影機,通過對數位百萬HD高解析攝影機的深入瞭解後,筆者認為這種叫法並不準確。數位攝影機最大的特性是HD高解析,是行業自然發展可用來取代類比攝影機的更新換代產品,而網路監控僅是攝影機的其中一個功能,在數位百萬HD高解析攝影機產品系列中,網路僅是一種傳輸方式而已,還有例如USB、VDSL等其他傳輸方式。

未來刮起數位百萬HD高解析颶風
在科技飛速發展的今天,各種配套的綜合硬體得到了不斷的改善和升級,軟體也得到了長足的發展,用戶對於百萬HD高解析的認識也不斷深入,可以說數位百萬HD高解析攝影機大展拳腳的時機已經成熟。從目前數位百萬HD高解析產品的各項功能和參數來說,已經全面超越了傳統的模擬攝影機,市場上對於HD高解析的長期需求將得到切實的滿足,這應該可以解釋為什麼在09年的深圳安博會成為了百萬HD高解析產品集體大亮相的HD高解析盛會。可以預見,未來在安防行業內將刮起一股強勁的數字百萬HD高解析颶風。隨著HD高解析的普及,智慧監控也將得到長足的發展。

在安博會上,遇見一位元剛購買數字百萬HD高解析攝影機的河北經銷商,這位經銷商激動地說道:“09年要是還不做數字HD高解析,就跟不上潮流了,我們這行最怕自己過時嘍,呵呵!”看著他憨厚的笑容,筆者衷心祝願這位經銷商能夠在這個關鍵的行業轉捩點上將自己的事業不斷發展壯大,也祝願安防行業因為數字百萬HD高解析時代的到來而更加的興旺發達。