摘要：視頻監(jiān)控在經(jīng)歷了模擬監(jiān)控、標(biāo)清、高清各種不同的發(fā)展階段，涉及的廠商設(shè)備、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)五花八門，現(xiàn)今，要融合這些差異性產(chǎn)品本身就是一個龐大的工程。而且，隨著監(jiān)控系統(tǒng)從模擬走向數(shù)字?從封閉式邁向網(wǎng)絡(luò)化?基于開放的標(biāo)準(zhǔn)以達(dá)到設(shè)備、系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通之需求日益迫切。

　　高清監(jiān)控發(fā)展至今，早已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了市場的預(yù)期，一方面，參與的廠商越來越多，高清技術(shù)方面近幾年也取得了多方面的突破，如：

　　1、機芯種類日漸豐富：適用于安防市場的產(chǎn)品，從最初只有18倍的130萬像素的機芯，到目前呈現(xiàn)出了全面覆蓋18倍至30倍，130萬和200萬相素的產(chǎn)品;

　　2、圖像效果提升明顯：一方面是采用新的圖像傳感器使得低照度效果取得了明顯的進(jìn)步，另一方面，降噪、透霧等技術(shù)使后期圖像應(yīng)用效果也得到了大幅度提高;球機云臺的速度與精度較幾年前有大幅提高;

　　3、穩(wěn)定性提升：現(xiàn)在的球機可以適應(yīng)更寬幅度的高溫與低溫;

　　4、安裝易用性以及后續(xù)的可維護(hù)性均在產(chǎn)品設(shè)計方面得到提升。

　　另一方面，高清高速球相較于固定類IPC有PTZ功能，這些功能會大幅減少攝像機的部署數(shù)量，從而減少成本消耗，同時讓操作更便利，所以未來球機的需求會持續(xù)快速增長。另外，傳統(tǒng)模擬球價格遠(yuǎn)高于同類固定攝像機，定位較高，而隨著高清高速球成本的下降，未來高清高速球在取代模擬球機的同時，也會取代部分固定攝像機，如槍機、半球等。

　　但是，由于IP高清高速球產(chǎn)品技術(shù)難度相對較大，實現(xiàn)成本較高，目前應(yīng)用還主要集中在“平安城市”這樣的高投入項目，因此，在接下來的發(fā)展中，解決這些問題，正是IP高清高速球下一步需要提升的。

　　更高清晰度，更低帶寬

　　首先就是清晰度。目前IP高清高速球的圖像清晰度以720P、1080P居多。接下來，根據(jù)監(jiān)控應(yīng)用需求不同，IP高清高速球還會朝更高清方向發(fā)展，如300萬、500萬像素。清晰度提升的背后，需要解決很多技術(shù)難題。比如，云臺如何適應(yīng)高清，以前標(biāo)清的高速球由于數(shù)據(jù)量不大，對滑環(huán)的工藝要求并不是非常高，而在高清高速球中，數(shù)據(jù)量非常大，滑環(huán)的工藝要求相對也變高，否則難以保證視頻信息傳遞的質(zhì)量。清晰度越高，這個要求也就越高。

　　清晰度之外就是帶寬。IP高清高速球基于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻信息，通常圖像越清晰，其占用的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬就越大，相應(yīng)的錄像存儲空間要求就越高。比如，采用以往的H.264視頻編碼技術(shù)，實現(xiàn)720P/1080P高清一般要4Mbps~6Mbps以上的帶寬，無論是網(wǎng)絡(luò)傳輸還是存儲空間，成本都非常高昂。因此，如何在提升圖像質(zhì)量的同時降低帶寬占用，是IP高清高速球下一步要重點考慮的。目前，有部分廠商已經(jīng)采用新的編碼技術(shù)在逐步改善這一問題，其中典型的就是H.264 High Profile技術(shù)。作為一個先進(jìn)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，H.264定義了4種不同的類：Baseline Profile、Extended Profile、Main Profile、High Profile。在這4類中，以往用的主要是Baseline Profile和Main Profile，而High Profile才是最高階的一類。H.264 High Profile可以在不降低圖像質(zhì)量的前提下大幅降低編碼速率(可降低30%~50%)，從而降低傳輸帶寬和存儲空間，進(jìn)而降低成本。

　　產(chǎn)品多樣化，適應(yīng)不同環(huán)境

　　如果價格能夠下來，很多行業(yè)、很多場合都將需要部署IP高清高速球，因此其產(chǎn)品多樣化就很重要，需充分考慮產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性問題。其中最為典型的就是紅外IP高清高速球。

　　在應(yīng)用中，經(jīng)常會遇到24小時監(jiān)控的需求，在白天圖像清晰的同時夜間圖像也要有所保證。由于夜間大部分場景光線都比較差，僅憑自然光很難讓攝像機獲取好的圖像效果，因此紅外IP高清高速球是必然的要求。

　　紅外又分為主動紅外和被動紅外兩種。在絕對零度以上，人體散發(fā)的紅外熱輻射較其它靜態(tài)物體較多，被動紅外就是根據(jù)這一特性在無光線環(huán)境中看到移動物體的，這樣就衍生出了熱成像IP高清高速球。

　　主動紅外則是利用人造紅外燈主動發(fā)射紅外光線照射環(huán)境和目標(biāo)，讓攝像機的傳感器能感應(yīng)紅外的特性而實現(xiàn)夜視。紅外燈根據(jù)工藝和技術(shù)又可分為LED紅外、LED陣列紅外和激光紅外等。

　　LED紅外燈由發(fā)光二級管發(fā)出紅外線，由于成本低廉和技術(shù)門檻低，大部分紅外IP高清高速球?qū)⒉捎眠@種紅外燈。LED陣列紅外是在原有LED紅外基礎(chǔ)上，將更多的紅外晶體原封裝在一個燈內(nèi)，使紅外燈的功率更大，夜視距離更長，光照束更均勻，這也將會是紅外IP高清高速球采用的另一種方式。激光紅外燈由半導(dǎo)體激光器與鏡頭搭配形成，激光光束的角度小、能量集中，非常適合遠(yuǎn)距離照明，配合變焦鏡頭，可實現(xiàn)激光與攝像機的隨動，讓光線根據(jù)攝像機的焦距變動相應(yīng)變化，預(yù)計未來幾年采用激光紅外的IP高清高速球也將有一定的應(yīng)用空間。

　　除了紅外，迷你IP高清高速球也將有比較大的需求。很多需要部署IP高清高速球的場景位于室內(nèi)(如高清庭審)，對美觀性有一定要求，這樣的場合就需要迷你型的IP高清高速球。

　　性能提升，易于操控

　　從攝像機的本質(zhì)來看，高清攝像機主要是為用戶提供更清晰、更多細(xì)節(jié)的圖像信息，而就高清網(wǎng)絡(luò)攝像機當(dāng)前的表現(xiàn)來看，其在寬動態(tài)、紅外成像、3D降噪、白平衡、自動聚焦、低照度、防抖抗震等數(shù)字圖像處理技術(shù)方面盡管已經(jīng)有所提升，但面對各種各樣惡劣的環(huán)境與天氣，其效果仍與用戶的需求有一定的差距，因此，對高清網(wǎng)絡(luò)攝像機除了關(guān)注新的技術(shù)趨勢外，如何更好地進(jìn)行圖像處理，給用戶采集到更完美的圖像是一個永恒的方向。這里列出一些大家普遍比較關(guān)注的性能提升需求。

　　高清

　　一般像素點在100萬以上的成像圖像可稱為高清。其中HDTV(720P，1080P)，由于遵循嚴(yán)格的SMPTE標(biāo)準(zhǔn)，確保了顏色真實性、圖像全幀率和標(biāo)準(zhǔn)的16:9顯示格式，同時被最新的電視等顯示設(shè)備廣泛支持，使得它在當(dāng)前視頻監(jiān)控的高清領(lǐng)域處于主導(dǎo)地位。而隨著一些特殊的應(yīng)用，如需要更高分辨率，一些4:3的高清分辨率也在被應(yīng)用，如1280×960，UXGA(1600×1200)，QXGA(2048×1536)。

　　變焦倍數(shù)

　　由于IP高清高速球圖像質(zhì)量有了大幅提升，因此更高的變焦倍數(shù)是很有意義的，以保證數(shù)百米遠(yuǎn)的物體細(xì)節(jié)也能在放大后辨認(rèn)清楚。目前IP高清高速球大多能實現(xiàn)20倍變焦，市面上的高清機芯最大是30倍光學(xué)變焦，接下來會向36倍等更高倍數(shù)發(fā)展。

　　低照度

　　攝像機拍攝出可用品質(zhì)的圖像所需的最低照度，單位以Lux(lx)表示，用來衡量光的強弱。最低照度值越低表明攝像機夜間的表現(xiàn)力越強。在一些對紅外等光線較敏感、無法通過紅外燈進(jìn)行夜間補光的場合，則要求IP高清高速球具備良好的低照度性能。在這些場合下，IP高清高速球需要采用高靈敏度傳感器并具備特殊降噪功能，即使在照度很低的環(huán)境下，仍能輸出干凈清晰的圖像。

　　寬動態(tài)

　　在一些同一畫面中前后景光照差異大的場景，如背光的大廳出入口，其畫面中背景區(qū)域過亮，而目標(biāo)前景過暗則很難看得清晰或更本無法辨識。而寬動態(tài)技術(shù)，讓攝像機針對如上述的場景，對前后景采用不同的快門，之后進(jìn)行疊加以形成完整清晰的圖像輸出，使得整個畫面都可以看得清楚。寬動態(tài)的范圍越大，攝像機在明暗差別大的場景下表現(xiàn)力越好。在強背景光的環(huán)境下，需要IP高清高速球具備良好的寬動態(tài)性能，通過對視頻畫面中的明亮區(qū)域和較暗區(qū)域進(jìn)行不同的處理，確保在同一視頻畫面中的明區(qū)和暗區(qū)都清晰可見。

　　白平衡

　　白平衡是還原被拍攝物體顏色的關(guān)鍵。由于各光源色溫不同，白平衡是確保攝像機在各類色溫的光源下均能真實還原物體色彩。除自動模式外，高端攝像機還可以配備多種光源或環(huán)境模式，以方便用戶在復(fù)雜的光線環(huán)境得到最佳的色彩還原效果。

　　智能化，高效應(yīng)用

　　隨著IP高清高速球的普及，大家對其智能化的期望也會越來越強烈。并且，高清技術(shù)的成熟，正在給智能分析技術(shù)注入積極的因素。目前，智能視頻監(jiān)控的實現(xiàn)方式有兩種，一種是前端智能分析，另一種是后端智能分析，它將由被動防御向主動防御變革。前端智能分析將核心算法嵌入攝像機芯片中，從圖像處理質(zhì)量、帶寬節(jié)省、智能分析的效率、實時性及性價比上來看，智能前置越來越受到行業(yè)的推崇，智能前置的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機也受到了廣泛的關(guān)注與認(rèn)可。由于智能化對視頻監(jiān)控而言有著非常深遠(yuǎn)的意義，所以智能高清攝像機以及配套的智能監(jiān)控平臺一定將會是未來的主流產(chǎn)品。

　　現(xiàn)在較受關(guān)注的高清智能跟蹤系統(tǒng)其組成是由全景槍機和跟蹤球機組成，同時輸出兩路圖像，一路為固定圖像，另一路為智能目標(biāo)跟蹤圖像，負(fù)責(zé)跟蹤的球機即需采用領(lǐng)先的復(fù)雜環(huán)境運動物體檢測技術(shù)和多目標(biāo)跟蹤技術(shù)，能夠偵測鎖定被監(jiān)控區(qū)域中的所有目標(biāo)，并持續(xù)地將移動目標(biāo)準(zhǔn)確保持在畫面中央，整個跟蹤過程平滑無跳躍感。同時，還能對于不同大小的目標(biāo)自動調(diào)節(jié)畫面放大倍數(shù)，保障圖像的有效性。在系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)達(dá)到“人看臉、車看牌”的水平。在現(xiàn)場效果檢驗中，出入口距離懸掛的跟蹤系統(tǒng)約為100米左右，但跟蹤系統(tǒng)可迅速鎖定車輛，并捕捉車牌，圖像非常清晰，對出入的人員也是如此，五官皆可清晰辨別。這種應(yīng)用一舉改變了傳統(tǒng)高速球的應(yīng)用模式，極大地提升了高速球記錄的圖像信息的價值。

　　當(dāng)然，智能跟蹤球僅僅是IP高清高速球在智能化方面的一個例子，更廣闊的IP高清高速球智能化應(yīng)用還將體現(xiàn)在——如何將各種不同的智能功能按需加載到IP高清高速球里，以滿足不同行業(yè)、不同環(huán)境下的智能應(yīng)用需求。

　　要實現(xiàn)IP高清高速球的智能化，除了對圖像識別智能分析算法有很高要求外，對上文提到的云臺精確控制、快速對焦、平穩(wěn)加速等技術(shù)也有更高的要求。

　　標(biāo)準(zhǔn)化，廣泛兼容

　　視頻監(jiān)控在經(jīng)歷了模擬監(jiān)控、標(biāo)清、高清各種不同的發(fā)展階段，涉及的廠商設(shè)備、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)五花八門，現(xiàn)今，要融合這些差異性產(chǎn)品本身就是一個龐大的工程。而且，隨著監(jiān)控系統(tǒng)從模擬走向數(shù)字?從封閉式邁向網(wǎng)絡(luò)化?基于開放的標(biāo)準(zhǔn)以達(dá)到設(shè)備、系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通之需求日益迫切。但現(xiàn)狀是針對前端網(wǎng)絡(luò)攝像機的標(biāo)準(zhǔn)從國際標(biāo)準(zhǔn)到國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)到行業(yè)、地方性標(biāo)準(zhǔn)等各類標(biāo)準(zhǔn)可謂是參差多態(tài)，根據(jù)當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展情況，ONVIF應(yīng)該是解決這一問題的主要途徑之一，遵循ONVIF標(biāo)準(zhǔn)將會成為IP高清高速球的基本性能之一。

　　靈活的安裝和操作體驗

　　在各行各業(yè)都卯足了勁強調(diào)用戶體驗的時代，提高產(chǎn)品的易用性成為迫切需要解決的重大課題。如現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用的，以簡化前端部署為目的的以太網(wǎng)供電(PoE)功能;能通過電腦遠(yuǎn)程調(diào)試攝像機安裝的角度和范圍以及方便本地調(diào)試的需求;能由系統(tǒng)自動分配IP地址，實現(xiàn)智能簡易安裝;能進(jìn)行本地視頻輸出;能支持無線安裝移動使用等，在當(dāng)前的技術(shù)條件下還遠(yuǎn)未得以充分體現(xiàn)。所以，在前端攝像機的安裝與使用上，給用戶更好的體驗依然是廠商需要努力的方向。

　　結(jié)語

　　盡管目前IP高清高速球的部署還主要集中在平安城市，但由于IP高清高速球確實有著顯著優(yōu)勢，“平安城市”之外的其他很多通用行業(yè)應(yīng)用也對IP高清高速球有著迫切的需求，因此如果價格能夠大幅度的調(diào)整下來，相信IP高清高速球會有巨大的市場空間。相應(yīng)地IP高清高速球就需要在圖像帶寬優(yōu)化、產(chǎn)品多樣化、產(chǎn)品性能、智能及開放性等方面做出進(jìn)一步的發(fā)展和提升。

　　(文/吳映霞 蘇州科達(dá)科技股份有限公司產(chǎn)品推廣經(jīng)理)