縱觀當前的視頻監控產品市場,可以說是一個群雄并起的時代,出現了許多研發實力雄厚、市場占有率高的企業。隨著構建和諧社會的要求,城市各行業系統的安防監控工作提出了許多新的要求和課題。
高清監控舉足輕重
從目前來看,在監控領域實現高清采集圖像并不是什么難題,只要有一臺百萬像素以上的攝像機便可以,但后期高清監控視頻存儲便成幾何數字提升,容量大小十分驚人。目前的數字高清視頻監控,采集以最基礎的720P為標準,每小時錄像需要的大約硬盤容量為4G~8G/小時,雖然出于經濟性考慮,在實際應用中高清監控視頻壓縮率會比較高。目前720P高清視頻攝像資料每小時視頻錄像可壓縮到3GB左右容量。以此為例,按一個月保存時間要求計算,可以得到這樣一個數據:3GB/小時×24小時×30天×1路=2.16T,8路大約17T(17000G)容量左右,由此折算單單硬盤的價格就高達上萬元,如此推算如果把采集圖像上升到1080P格式,錄像容量將更加龐大,此時再對于硬盤傳輸等附加因素考驗更加嚴峻。
對監控行業數字化發展趨勢的關注和安防市場日益增長的需求,使得存儲業龍頭企業西部數據早有準備,深耕細作,積極開拓行業市場。西部數據針對安防監控存儲特點,設計低成本和大容量,應對全天候和高容量極端應用的綠色環保儲存產品,從而贏得了大量市場份額。西部數據2010年第一財季財報顯示西部數據實現總營收22億美元,出貨量為4410萬,其中凈收益為2.88億美元,或每股凈收益1.25美元。去年同期西數總收入為21億美元,出貨量3940萬,凈收益2.11億美元。
高清組成條件:攝像機
畫面寬高比:不論是720p還是1080p,其畫面寬高比都是16∶9,從圖1對比可以看出,在大部分場景,16∶9畫面在獲得更寬的監控范圍同時,還顯著地減少了無用圖像。
掃描方式:720p與1080p,意味著高清監控攝像機采用逐行掃描方式。對于移動目標的圖像采集,相對隔行掃描,逐行掃描可以獲得更好的動態圖像,從圖2對比可以看出,對于快速移動的目標,隔行掃描將產生拖尾現象。
敏感元件與靈敏度:敏感元件是攝像機最為核心的部件,在模擬攝像機以及標清網絡攝像機中,最為廣泛使用的敏感元件是CCD。CCD的特點是靈敏度高,但響應速度較低,不適用于高清監控攝像機采用的高分辨率逐行掃描方式,因此高清監控攝像機普遍采用CMOS敏感元件。
對于相同尺寸的敏感元件,像素越高,意味著每個像素的進光量越少,因此目前高清監控攝像機的突出問題是清晰度提高,靈敏度降低。幸運的是,目前致力于CMOS研究的廠商已經研發出720p與1080p專用的CMOS器件,其靈敏度性能已經與CCD接近(敏感元件的整體發展趨勢可參見圖4)。
色彩還原:需要特別注意的是,高清電視與高清監控攝像機在圖像內容處理上有很大的不同。高清電視強調整體的視覺沖擊力,除了在圖像分辨率上比標清有很大的提升外,其色彩也更加豐富、艷麗、細膩,圖像層次感強,根據SMPTE 292M高清電視標準及SMPTE 274M高清電視標準,其色差信號占總帶寬的一半。
而高清監控攝像機則強調目標的可識別性,即大幅度提升了圖像的分辨率,而相對弱化對色彩的處理,這樣處理的優勢是在保證畫面的分辨率與可識別性的同時,視頻信號的碼流得到了很好的控制。
圖像壓縮技術:目前在高清監控攝像機中被廣泛采用的圖像壓縮技術有MJPG、MPEG-4、H.264三種方式,圖3是這三種壓縮方式帶寬占用情況。每種壓縮方式有不同的特點,如MJPG能獲得最高的單幅畫面質量,且對攝像機本身的處理平臺要求也較低,但對連續圖像壓縮占用帶寬最大;H.264可以獲得最高的壓縮比,但對攝像機本身的處理平臺要求也最高。
為適應各種不同的網絡環境和應用需求,比較高端的高清監控攝像機都配備強大的MJPG、MPEG-4、H.264三編碼引擎,同時具有靈活的雙碼流功能。
前端智能化:隨著監控的高清化發展,圖像更清晰、更細致,高清也意味著海量數據,這些海量數據的傳輸、顯示、處理、存儲是一個很大的挑戰。此外,目前的監控系統,更多的是依賴于監視人員,存在很多無法解決的問題,是被動式的監控。因此,必須利用智能視頻分析的手段,將以往被動監控變更為主動監控,真正做到24小時全天候監控,實現快速響應,防范于未然。