基于視頻監(jiān)控對圖像清晰度無止境的追求,高清甚至超高清已經(jīng)成為當(dāng)今視頻監(jiān)控的主流趨勢。高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通常以其分辨率也就是像素?cái)?shù)的不同來劃分為不同的規(guī)格,比如常說的百萬像素高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),即200萬像素(1920×1080)、300萬像素(2048×1536),乃至500萬,甚至800萬、1000萬的超高像素?cái)z像機(jī)。而在高清/超高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中,除最受關(guān)注的像素?cái)?shù)之外,在實(shí)際應(yīng)用中,可根據(jù)不同使用環(huán)境,在產(chǎn)品特性上也還有許多不同的功能可選項(xiàng),譬如適用于明暗反差較大場景的寬動態(tài)、適用于較暗環(huán)境的低照度、適用于主動報(bào)警的智能視頻分析功能,還有感興趣區(qū)域、透霧、3D降噪等,可謂五花八門,正可以說,現(xiàn)在中國的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)真正已經(jīng)做到了功能非常強(qiáng)大的程度,當(dāng)然這也只是有實(shí)力的廠商才能做到的。
盡管不同的廠家的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在功能上會有些許差異,不過筆者認(rèn)為,任何一臺高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)還是有幾項(xiàng)基本指標(biāo)或功能是不可或缺的,并決定著其整體的性能表現(xiàn),可看到AS的測試也正是沿著這些基本點(diǎn)展開的。
CMOS或CCD
每一臺攝像機(jī)都具有將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器,其是直接影響攝像機(jī)圖像質(zhì)量的關(guān)鍵器件,即需要能夠滿足高清圖像攝取所需的大數(shù)據(jù)量處理能力,以及滿足高清大幅面圖像所需的靶面。攝像機(jī)傳感器有CCD和CMOS兩種,在模擬攝像機(jī)上常見的是CCD,但是到了高清可以發(fā)現(xiàn)CCD的應(yīng)用在減少,尤其在1080P以上的超高清,幾乎都是CMOS。這是因?yàn)镃MOS的數(shù)據(jù)處理能力相較CCD更具有明顯優(yōu)勢,同時(shí)CCD要滿足高清應(yīng)用的制造成本又高于CMOS的成本,早先CMOS受制于低照度也已逐步得到解決,這些綜合因素都影響著選擇CCD或CMOS。從本測試看參測的高像素?cái)z像機(jī)清一色全CMOS。
視頻壓縮算法
高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)另一個(gè)最關(guān)鍵的技術(shù)就是視頻壓縮算法,其決定著視頻圖像的質(zhì)量和發(fā)展前景。好的算法可以最大限度地減少畫面的失真,盡管視頻壓縮均為有損壓縮,畫面信息也必然會有所損失,因此需要能最大限度地滿足壓縮比的情況下保留最完好的畫面信息;另一方面好的壓縮算法可以在提供較好畫質(zhì)的情況下,具有更低的碼流,這也就意味著占用更低的網(wǎng)絡(luò)帶寬和更少的存儲空間。目前主流應(yīng)用的壓縮算法為H.264,H.264又依次定義了Baseline、Main、Extended和High Profile四個(gè)級別,級別越高,相同畫質(zhì)下的碼率越小,但其算法難度就越大。從本次參測的高像素?cái)z像機(jī)看,都選擇了H.264 High Profile,并有做到了600萬像素平均碼流只有8-9M、峰值也只12M、延遲大多控制在400ms,表現(xiàn)比較出色。隨著高清超高清應(yīng)用需求的不斷增長,視頻壓縮算法升級的腳步也從沒停止,在H.264標(biāo)準(zhǔn)被廣泛應(yīng)用的同時(shí),H.265標(biāo)準(zhǔn)也即將面世。
寬動態(tài)和底照度
高清/超高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)常被應(yīng)用在室外的復(fù)雜環(huán)境,很多應(yīng)用場合也都存在光照偏暗、逆光或場景中有明暗反差非常大的區(qū)域,此時(shí)如果想要克服環(huán)境因素,使得保持有用圖像效果,或能同時(shí)看清楚亮處和暗處,就需要攝像機(jī)具有良好的底照度性能和寬動態(tài)效果,以此來保證圖質(zhì)不受或少受環(huán)境影響,所以寬動態(tài)和底照度功能也經(jīng)常是高清攝像機(jī)的基本選項(xiàng)選項(xiàng),這從測試可看到,參測攝像機(jī)一般都具該功能。
三碼流技術(shù)
當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境還是比較復(fù)雜,又隨著移動監(jiān)控需求的不斷增加,高清攝像機(jī)的高碼流率常會與有限的帶寬資源產(chǎn)生矛盾,所以提出了雙碼流/三碼流技術(shù)。即一路高清視頻供錄像存儲,同時(shí)另一路供遠(yuǎn)程監(jiān)控,在此基礎(chǔ)上,還可支持第三路碼流專門用于移動監(jiān)控,可以是更低分辨率的視頻,以滿足手機(jī)和移動設(shè)備的監(jiān)控所需。本次參測攝像機(jī)都具二/三碼流功能,并分辨率、碼流率和幀率都可以由用戶自主設(shè)定,能滿足不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需求,所以說多碼流功能也是現(xiàn)在的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)必須具備的。
智能視頻分析
該功能可分為二類。一是對自身工作狀態(tài)的檢測報(bào)警,比如被遮擋、網(wǎng)線斷、地址沖突、存儲器滿或錯(cuò)等類的視頻報(bào)警;另一類是對視頻圖像異常內(nèi)容或說對定義的某規(guī)則進(jìn)行智能分析檢測,其分析的內(nèi)容如徘徊、越線、行進(jìn)方向、目標(biāo)長度、人數(shù)統(tǒng)計(jì)等等,按各廠家的產(chǎn)品而不同。高清帶來了優(yōu)質(zhì)的視頻畫面,如果只用于“看得清”,其實(shí)并未改變被動的監(jiān)控模式。最清晰的圖像,如果不能在出現(xiàn)警情的時(shí)候給監(jiān)控人員第一時(shí)間監(jiān)視,其有效價(jià)值大打折扣。高清為智能算法提供了“物質(zhì)”基礎(chǔ),而智能又使視頻監(jiān)控更有價(jià)值,因此高清和智能的結(jié)合是必然的。利用智能視頻分析功能,將有警情的畫面彈出,使監(jiān)控效率大大提升。高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的出現(xiàn),在其DSP芯片中可以將智能視頻分析算法嵌入,其既保證了智能分析的準(zhǔn)確性,也減少了外置智能分析設(shè)備的成本和網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力,變被動監(jiān)控為主動防范。本次參測的高清攝像機(jī)大多都具智能分析功能,可見智能將是高清攝像機(jī)的主要選項(xiàng)。
結(jié)語
高清、超高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)及其組成的系統(tǒng)還面臨著諸多有待解決的問題,如高碼流造成的帶寬壓力、存儲壓力,以及在實(shí)際工程中成本過高、平臺容量和管理、設(shè)備兼容與接入等等問題,這些都還有待業(yè)內(nèi)去一一解決,但高清帶來的優(yōu)勢還是非常明顯的,前景很樂觀。