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高清监控摄像机带来哪些新理念与新应用
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随着社会的发展,安防行业涌现出更多的需求,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,大家都在关注它能给我们带来哪些新理念、新应用和新价值。

  高清摄像机概念

  “高清”,英文为“HighDefinition”,缩写为“HD”。高清实际上是数字电视技术、先进的像素与分辨率技术和广播技术等多项技术的共同结晶。

  普通模拟电视依靠带有调制的连续电压来传输图像,而数字电视则采用与计算机相同的数字编码方式,对图像和声音进行处理。使得图像更加清晰,色彩更加鲜艳。但是,数字电视要达到高清水平,不仅需要电视机是数字高清,还得依靠高清信号的制作技术和发射数字高清信号的设备。

  在监控行业存在“标清”与“高清”之分,两者之间的分界线就是百万像素或720p,达到百万像素或720p的称之为高清。

  高清可分为以下几种模式:

  (1)1080i格式,是标准数字电视显示模式。1125条垂直扫描线,1080条可见垂直扫描线,16:9,分辨率为1920×1080,隔行/60Hz,行频为33.75KHz。

  (2)720p格式,是标准数字电视显示模式。750条垂直扫描线,720条可见垂直扫描线,16:9,分辨率为1280×720,逐行/60Hz,行频为45KHz。

  (3)1080p格式,是标准数字电视显示模式。1125条垂直扫描线,1080条可见垂直扫描线,16:9,分辨率为1920×1080逐行扫描,专业格式。

  高清相对于标清来说更有优势,从分辨率来看,720p的分辨率是CIF分辨率的9倍、1080i/1080p的分辨率是CIF分辨率的20倍,在同样的显示环境下,高清会清晰得多。从显示效果来看,高清既支持大屏显示,又支持16:9宽屏显示,可以大大增强用户的观看体验。从流畅度来看,高清支持更高的帧率,比如720p和1080i/1080p都可以支持60帧/秒或60场/秒,其图像流畅度比标清要高一倍。所以,高清监控是监控行业发展最主流的趋势之一。

  高清摄像的发展阶段

  数字显示技术的发展分三个时代:

  第一代是可接驳数字信号的模拟电视机或监视器,或称作可接收1080i、720P、1080P的“格式高清”电视机或监视器。目前电视按信号传输可以分为模拟电视和数字电视两大类,模拟电视载波传输的为模拟信号,可以达到325线,数字电视载波传输的为数字信号,可以达到1080线。

  第二代高清是“芯片高清”。准确地说,引擎高清的芯片在电视机或监视器内部实现了对信号的数字处理。所谓的数字处理,就是可以对接入的模拟信号转化为数字信号,也可以直接接驳输入的数字信号。

  无论输入方式是模拟还是数字,在内部的处理方式都是数字的。除了要有数字高清的接口、能处理数字电视的芯片外,还要有能显示高清信号的屏或显像管。

  第三代数字高清是“显示高清”,数字电视显示垂直清晰度可达到720线,部分数字高清电视机使用了特制的1080PTV面板和先进的引擎系统,这类产品完全具备了1080P显示能力,清晰度比普通高清显示提高50%,并能接收和显示较低格式的信号,画面效果比1080i、720P两种格式更清晰、更稳定。比如:美电贝尔的百万高清摄像机BL-E800H-131/3〃SONYCCD,支持P/N制式,图像压缩格式H.264/MPEG4/M-JPEG标准,音频采用G.726压缩标准,支持12.5fps(1280*960)、25fps(1280*720)/D1/HD1/CIF/QCIF/VGA/QVGA分辨率,支持本地热手插拔闪存卡存储,可选配3G网络(三家运营商)与WIFI无线网传输,支持POE供电,网络接口:RJ-45、10/100BASET,网络协议TCP/IP,防雷设计,标配电源DC12V2A,真正实现1080的高清效果。

  在第三代数字高清设备中,目前最具代表性的液晶和等离子,所采用的新一代面板都具备高分辨率的特性,均可以实现720P和1080i。但是液晶和等离子产品要直接将最清晰原始的1080P数字信号展现出来,实现最佳画质,不仅需要特制的1920×1080TV面板,而且需要全面提升液晶产品的显示系统、尤其是数字引擎的技术水平。这类产品技术难度较大,成本要比720P和1080i增高不少。因此,目前市场主流高清液晶和等离子电视仅是支持720P和1080i,兼容1080P,而真正达到1080P画质的高清液晶和等离子产品可以说非常少。

  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,很显然,这里是借鉴了广播电视系统的概念。目前,支持1280×720逐行扫描、1920×1080隔行扫描、1920×1080逐行扫描三种显示模式的电视可以称为“高清”电视。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。

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