【安防知識(shí)網(wǎng)】隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化的普及，在監(jiān)控領(lǐng)域中高清化越來(lái)越成為人們生活中不可或缺的一部分，而且趨勢(shì)非常明顯。

　　三屏對(duì)視盡顯高清

　　一、彩色監(jiān)視器說(shuō)：此時(shí)不需談黑白

　　不知從幾何時(shí)起，黑白與彩色的紛爭(zhēng)早已偃旗息鼓，黑白監(jiān)視器已經(jīng)“縮”在特殊需求領(lǐng)域(如煤礦井下監(jiān)控等)，或者對(duì)圖像色彩等要求不高的應(yīng)用場(chǎng)所默默耕耘，此時(shí)，彩色監(jiān)視器或許已經(jīng)不屑于將黑白監(jiān)視器為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。當(dāng)然，調(diào)查數(shù)據(jù)可以說(shuō)明：在2008年，用戶(hù)端采購(gòu)的彩色監(jiān)視器占了92%。而在針對(duì)主流供應(yīng)商的采訪中了解到，除了石頭等少數(shù)幾個(gè)品牌還生產(chǎn)少量的黑白監(jiān)視器外，多數(shù)都已全部生產(chǎn)彩色監(jiān)視器。

　　黑白監(jiān)視器的逐漸邊緣化，正是因應(yīng)了當(dāng)前市場(chǎng)用戶(hù)使用習(xí)慣及顯像技術(shù)的發(fā)展潮流，在人們已經(jīng)習(xí)慣了彩色圖像的真實(shí)感后，在黑白CRT(顯像管)已經(jīng)逐漸停產(chǎn)的情況下，黑白監(jiān)視器又如何能夠再有“生存”之源!據(jù)廣東響石數(shù)碼科技有限公司銷(xiāo)售總監(jiān)陳冰介紹，當(dāng)前的主流CRT廠家中，除了中華映管仍然供貨之外，其它企業(yè)已經(jīng)相繼停產(chǎn)，而中華映管也即將停產(chǎn)黑白CRT。

　　雖然彩色監(jiān)視器不屑于去談?wù)摵诎妆O(jiān)視器，且黑白監(jiān)視器的市場(chǎng)份額也正在不斷萎縮，但是其在目前依然不會(huì)完全退出應(yīng)用市場(chǎng)。天津仁愛(ài)工程配套公司高工柰連永表示，目前監(jiān)視器依然還有市場(chǎng)。例如，煤礦的井下，彩色攝像機(jī)沒(méi)法用，因?yàn)榫虏皇呛诰褪前?，因此需要靈敏度更高、更清晰的黑白攝像機(jī)，而監(jiān)視器當(dāng)然也需要黑白的才能更顯出圖像效果;還有一些住宅、小區(qū)、工廠等應(yīng)用場(chǎng)所，由于強(qiáng)調(diào)的是高清晰圖像，不需要分辨被監(jiān)控對(duì)象的色彩特征，且要求晚上也要看得清楚，因此會(huì)選擇低照度攝像機(jī)，以黑白圖像顯示。這樣要求監(jiān)視器也是黑白的，而盡管彩色監(jiān)視器可以作黑白監(jiān)視器用途，但畢竟分辨率無(wú)法達(dá)到黑白監(jiān)視器的水平，有時(shí)候無(wú)法滿(mǎn)足要求;而且，黑白監(jiān)視器產(chǎn)品的價(jià)格較低，如果用戶(hù)沒(méi)有太高的工程預(yù)算，黑白監(jiān)視器明顯是較好的選擇?！皩?duì)于用戶(hù)來(lái)講，只要符合實(shí)際需求，沒(méi)有必要去追求那些花哨的東西;對(duì)于工程商/集成商來(lái)講，既要做到迎合用戶(hù)的需求，也要結(jié)合實(shí)際需求給予用戶(hù)正確的采購(gòu)意見(jiàn)?！?/p>

　　二、LCD監(jiān)視器說(shuō)：我才是趨勢(shì)

　　監(jiān)視器的歷史是由CRT開(kāi)創(chuàng)的，當(dāng)前的主流監(jiān)視器廠家均從生產(chǎn)CRT開(kāi)始，如三星電子、Sony、松下、JVC、創(chuàng)維群欣、響石、TCL等。而這些廠家仍然以CRT的銷(xiāo)售占多數(shù)或者一半的份額。但是，LCD監(jiān)視器從2007年開(kāi)始，逐漸成為市場(chǎng)的“驕子”，直至2008年，其市場(chǎng)占有量占到了42%，已經(jīng)逼近占48%的CRT監(jiān)視器。而2008年響石的監(jiān)視器銷(xiāo)售量來(lái)看，LCD(包括單機(jī)和拼接幕墻)與CRT的比例為4:6，銷(xiāo)售額之比則為7:3。響石的陳冰表示：“未來(lái)，液晶監(jiān)視器會(huì)成為主流，因?yàn)橐壕恋某杀驹絹?lái)越低、更可靠穩(wěn)定、更符合市場(chǎng)的大屏需求、更清晰。而上游廠家的CRT(顯像管)逐漸停產(chǎn)，也正在加CRT退出市場(chǎng)舞臺(tái)?！倍楹Ｊ^電子有限公司董事長(zhǎng)李育興則保守預(yù)測(cè)：“到2010年，監(jiān)視器市場(chǎng)中LCD可以從銷(xiāo)售額方面超過(guò)CRT，但是銷(xiāo)售量的超越還需要一定的時(shí)間?！?/p>

　　從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看出，PDP、DLP、大屏拼接墻的比例仍然較小，這也無(wú)怪乎美國(guó)諾爾升安按集團(tuán)副總經(jīng)理郭武文所介紹的——除了CRT和LCD，其它類(lèi)型監(jiān)視器都還太少，不需要統(tǒng)計(jì)。其實(shí)，若論單體屏，每一種類(lèi)型都各有優(yōu)勢(shì)，而相信在民用電視機(jī)領(lǐng)域，也不會(huì)出現(xiàn)如監(jiān)視器這樣的懸殊差距。

　　三、大屏拼接墻說(shuō)：大型監(jiān)控系統(tǒng)我不可或缺

　　大屏拼接墻的興起是借了“平安城市”建設(shè)及3111工程監(jiān)控需求的東風(fēng)，而大型集中監(jiān)控指揮中心和高清晰、高分辨率、多畫(huà)面顯示、面積可達(dá)上百平方米的大型終端顯示系統(tǒng)，已經(jīng)成為科技強(qiáng)警建設(shè)和信息可視化核心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的標(biāo)志，而大屏拼接墻，也已經(jīng)成為數(shù)字監(jiān)視器的高端競(jìng)技場(chǎng)。不僅在公安部門(mén)，在交通、電力、軍事、水利、環(huán)境、礦產(chǎn)、石油、教育、城管、氣象、電信等領(lǐng)域，大屏拼接墻都已經(jīng)有了很多成功的應(yīng)用，顯示出了廣闊的市場(chǎng)前景。而目前則以基于LCD、DLP及PDP技術(shù)的大屏拼接墻占據(jù)主流應(yīng)用市場(chǎng)。其中，DLP占70%，LCD占20%，PDP占5%，其它占5%。同等規(guī)模的LCD、DLP、PDP之間的性能指標(biāo)比較見(jiàn)表。

　　“DLP在目前成為大屏拼接墻的主流應(yīng)用設(shè)備，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：首先，顯示面積大，組合式拼接可達(dá)幾十、幾百平方米，甚至更大;其次，分辨率高、清晰度高，理論上可以隨著拼接規(guī)模增大而不斷累加;最后，系統(tǒng)對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平要求高，DLP屏拼接顯示系統(tǒng)是光學(xué)、電子、屏幕、機(jī)械、網(wǎng)絡(luò)等高科技技術(shù)的集合。”

　　而隨著LCD屏的邊距做得越來(lái)越窄，再基于高清晰度、高亮度、高色彩飽和度、靈活多變的拼接顯示組合、環(huán)保健康、壽命長(zhǎng)、維護(hù)成本低等優(yōu)勢(shì)功能，LCD大屏拼接墻開(kāi)始得到越來(lái)越多的應(yīng)用。創(chuàng)維群欣安防科技有限公司總經(jīng)理胡朝暉介紹，，LCD是目前市場(chǎng)公認(rèn)最適合應(yīng)用于安防領(lǐng)域作為專(zhuān)業(yè)監(jiān)視器終端的產(chǎn)品，基本克服了使用壽命問(wèn)題，一般情況下LCD屏的使用壽命都可以達(dá)到5萬(wàn)小時(shí)以上，分辨率可以輕易做到標(biāo)清以上甚至達(dá)到1080P的全高清等級(jí)，功率與發(fā)熱量也相對(duì)較小，而且LCD有著更低的價(jià)格，在同等條件下，LCD的價(jià)格要比DLP便宜1倍左右?！癓CD是大屏拼接墻未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，其會(huì)通過(guò)高性?xún)r(jià)比來(lái)?yè)屨糄LP的市場(chǎng)?！?/p>

　　視頻監(jiān)控高清圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)

　　高清視頻編碼最常用的編碼格式是MPEG2-TS、MPEG4、H.264和VC-1這四種算法。

　　MPEG2由MPEG(Moving Picture Experts Group)運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組制定，這是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)于1988年成立的專(zhuān)責(zé)制定有關(guān)運(yùn)動(dòng)壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)的工作組，制定的標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)。DVD即是MPEG2編碼，隨著技術(shù)的改進(jìn)，它在高清視頻方面也得到了應(yīng)用。MPEG2最大的缺點(diǎn)就是文件體積過(guò)大，不過(guò)它也有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是相對(duì)于另外兩種編碼，它對(duì)于系統(tǒng)資源的消耗是最小的。但是隨著硬件技術(shù)的發(fā)展，H.264和VC-1的解碼必然會(huì)成為DVD那樣，任何主流的配置都能流暢播放。

　　MPEG4主要用于低帶寬應(yīng)用和交互式圖形應(yīng)用(游戲等合成內(nèi)容)、交互式多媒體( W W W 等內(nèi)容分發(fā)和訪問(wèn)技術(shù))應(yīng)用， MPEG專(zhuān)家組成立了MPEG4工作組，以促進(jìn)上述三個(gè)領(lǐng)域的集成。1999年初，定義標(biāo)準(zhǔn)框架的MPEG4(第一版)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 14496-1)，提供多種算法和工具的第二版已于1999年底成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 14496-2)。

　　H.264也許是最有前途的一個(gè)了，相對(duì)于MPEG2、 MPEG4而言，其壓縮效率是三種編碼中最高的。H.264標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部(ITU-T)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國(guó)際電工委員會(huì)(ISO/IEC)共同研究發(fā)布，因此H.264有兩個(gè)名稱(chēng)，一個(gè)是沿用 ITU-T組織的H.26x名稱(chēng)，叫“H.264”，另一個(gè)則是A V C ( 高級(jí)視頻編碼)。H.264格式的最大特點(diǎn)是在保證畫(huà)面質(zhì)量的情況下，它可以把文件大小控制在MPEG2格式的二分之一甚至三分之一。所以其更高的壓縮比、更好的IP和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道的適應(yīng)性，在數(shù)字視頻通信和存儲(chǔ)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是需要注意的是，H.264獲得優(yōu)越性能的代價(jià)是計(jì)算復(fù)雜度增加，因此H.264的硬件要求是最高的。

　　微軟公司在2003年9月提出了VC-1編碼格式(開(kāi)發(fā)代號(hào)Corona)，目前已經(jīng)得到了 MovieBeam、Modeo等不少公司的采納，同時(shí)也包含在HD DVD和藍(lán)光中，包括華納和環(huán)球等影業(yè)公司也有采用這種格式的意向。VC-1基于微軟windows Media Video9 ( WMV9 )格式， 而WMV9格式現(xiàn)在已經(jīng)成為VC-1標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際執(zhí)行部分。VC-1是最后被認(rèn)可的高清編碼格式，因?yàn)橛形④浀暮笈_(tái)，所以這種編碼格式不能小窺，相對(duì)于MPEG2，VC-1的壓縮比更高;但相對(duì)于H.264而言，編碼解碼的計(jì)算則要稍小一些。

　　[nextpage]AVS是基于我國(guó)自主創(chuàng)新技術(shù)和國(guó)際公開(kāi)技術(shù)所構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)，主要面向高清晰度和高質(zhì)量數(shù)字電視廣播、網(wǎng)絡(luò)電視、數(shù)字存儲(chǔ)媒體和其他相關(guān)應(yīng)用，具有性能高(與H.264相當(dāng))、復(fù)雜度低(算法復(fù)雜度比H.264明顯低)、我國(guó)掌握主要知識(shí)產(chǎn)權(quán)、專(zhuān)利授權(quán)模式簡(jiǎn)單且費(fèi)用低等特點(diǎn)。基于此，可以認(rèn)為AVS標(biāo)準(zhǔn)是能夠支撐國(guó)家數(shù)字音視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)，也是安防監(jiān)控行業(yè)應(yīng)該采納的重要標(biāo)準(zhǔn)。

　　JPEG2000 是一種圖像編碼格式, 而并不是視頻編碼格式, 設(shè)計(jì)之初是用于取代JPEG , 而視頻序列的每一幀畫(huà)面也相當(dāng)于是一幅圖像,與其前輩JPEG相比, JPEG2000放棄了以離散余弦變換DCT為主的區(qū)塊編碼方式, 而改為采用以小波變換為主的多解析編碼方式, 壓縮率比JPEG 高約 30% 左右, 同時(shí)JPEG2000支持有損和無(wú)損壓縮。JPEG2000有幾個(gè)重要特性, 支持“漸進(jìn)傳輸”及“感興趣區(qū)域編碼”。在清晰度方面, 它可以先解碼一副畫(huà)面的四分之一尺寸, 然后再二分之一, 最后解碼出整幅畫(huà)面;在圖像質(zhì)量方面, 它可以先傳輸圖像的輪廓, 然后逐步傳輸數(shù)據(jù), 不斷提高圖像質(zhì)量, 讓圖像由朦朧到清晰顯示;“感興趣區(qū)域”是指用戶(hù)可以任意指定圖像上感興趣區(qū)域的壓縮質(zhì)量, 還可以選擇指定的部份先解壓縮, 便于突出重點(diǎn)。但JPEG2000計(jì)算量太大，壓縮率不高，目前很難在嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，對(duì)存儲(chǔ)傳輸也提出了較高的要求，目前僅有一些高清專(zhuān)用系統(tǒng)采用了這個(gè)算法。

　　在編碼芯片上，一般有DSP、ASIC等可供選擇。DSP方案，如達(dá)芬奇數(shù)字媒體處理器TMS320DM6467，是基于DSP的SOC(片上系統(tǒng))，集成了300MHz的ARM內(nèi)核和600MHz的DSP內(nèi)核，并采用高清視頻協(xié)處理器，在執(zhí)行H.264 HP@L4(1080p 30fps、1080i 60fps、720p 60fps)的同步多格式高清編碼、解碼與轉(zhuǎn)碼方面，表現(xiàn)出色。還有一款高清入門(mén)級(jí)的TI芯片DM355，它內(nèi)置了編解碼算法實(shí)現(xiàn)，能夠以720p格式與每秒30幀的速度提供高清MPEG4 SP編解碼能力，是快速開(kāi)發(fā)入門(mén)級(jí)高清編碼產(chǎn)品的不錯(cuò)選擇。ASIC方案，如海思3511的處理器，一款基于ARM9處理器內(nèi)核以及視頻硬件加速引擎的高性能通信媒體處理器，具有高集成、可編程、支持H.264和MJPEG(Motion JPEG是一種視頻壓縮格式，其中每一幀圖像 都分別使用JPEG 編碼)等多協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)視頻通信、數(shù)字圖像監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等領(lǐng)域。

　　作為高清的視頻，動(dòng)輒幾G到幾十G的文件大小，這么大的視頻文件，而且有如潮水般的涌現(xiàn)，不僅對(duì)存儲(chǔ)容量，對(duì)讀寫(xiě)性能、可靠性等都提出了更高要求。因此，選擇什么樣的存儲(chǔ)系統(tǒng)和方案，往往成為影響視頻讀寫(xiě)速度的關(guān)鍵。由于網(wǎng)絡(luò)高清視頻及高清監(jiān)控存儲(chǔ)系統(tǒng)的特殊性，這里僅討論以磁盤(pán)作為存儲(chǔ)介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)高清存儲(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)，DVD或藍(lán)光技術(shù)的光存儲(chǔ)，不在此次探討范圍內(nèi)。

　　高清視頻的存儲(chǔ)

　　1、在了解高清存儲(chǔ)系統(tǒng)之前，必須知道什么是高清?

　　在高清視頻標(biāo)準(zhǔn)中，視頻從最低標(biāo)準(zhǔn)到較高標(biāo)準(zhǔn)依次為720線非交錯(cuò)式，即720p逐行掃描;1080線交錯(cuò)式，即1080i隔行掃描;1080線非交錯(cuò)式，即1080p逐行掃描，屏幕縱橫比為16:9，如果是視音頻同步的HDTV，標(biāo)準(zhǔn)輸出為杜比5.1聲道數(shù)字格式。

　　高清視頻有常見(jiàn)的三種分辨率，分別是：720P(1280×720P)逐行，美國(guó)的部分高清電視臺(tái)主要采用這種格式;1080i(1920×1080i)隔行;1080P(1920×1080P)逐行。網(wǎng)絡(luò)視頻高清資源以720P和1080i最為常見(jiàn)，其中作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的高清部分，已產(chǎn)品化的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)普遍采用720P和1080P的拍攝標(biāo)準(zhǔn)。

　　2、存儲(chǔ)要求之大容量，即高清的文件到底有多大?

　　高清視頻在經(jīng)過(guò)不同的編碼處理以后，依據(jù)碼率不同，而有不同的要求。一般碼率在6-20Mb之間，壓縮效率、壓縮方式不同，所獲得的最終文件大小約為：3-10GB/小時(shí)，因此便產(chǎn)生了對(duì)于存儲(chǔ)大容量的要求。當(dāng)然一般意義上的視頻，壓縮模式不同，占用的存儲(chǔ)空間非常小，這里主要討論一下高清視頻的存儲(chǔ)容量。

　　高清視頻的一種應(yīng)用是提供這些高清網(wǎng)絡(luò)視頻資源下載的高清網(wǎng)站，規(guī)模比較小的站點(diǎn)片庫(kù)中也會(huì)有成百上千部電影，這一類(lèi)的網(wǎng)站在互聯(lián)網(wǎng)上多如牛毛，而每個(gè)站點(diǎn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的凈容量要求至少在幾十T，加上某些站點(diǎn)要建立多個(gè)文件映射和下載種子以提高綜合流量，容量就不僅僅是幾十個(gè)T了。

　　另一種應(yīng)用是高清視頻監(jiān)控，雖然出于經(jīng)濟(jì)性考慮，此種應(yīng)用中高清監(jiān)控視頻壓縮率會(huì)比較高。目前720P高清視頻攝像資料每小時(shí)視頻錄像可壓縮到3GB左右容量，但由于采集的是高清視頻，而一般的監(jiān)控系統(tǒng)攝像路數(shù)都是幾百乃至上千路，所以這種應(yīng)用將需要更多的存儲(chǔ)設(shè)備和更大的存儲(chǔ)容量。以此為例，按一個(gè)月保存時(shí)間要求計(jì)算，可以得到這樣一個(gè)數(shù)據(jù)：

　　3GB/小時(shí)×24小時(shí)×30天×1路=2.16T

　　每存儲(chǔ)一路視頻需要2T以上的凈容量，那么計(jì)算一個(gè)擁有500路高清視頻攝像，需要保存30天的監(jiān)控系統(tǒng)所需的最少存儲(chǔ)容量是1PB。

　　3、存儲(chǔ)要求之高性能

　　眾所周知，除了BT分布式下載結(jié)構(gòu)的網(wǎng)站，支持高清視頻的效果大多是以服務(wù)端大數(shù)據(jù)流量為代價(jià)的。以每路數(shù)據(jù)流為20Mb的高清視頻為例，在千兆單點(diǎn)服務(wù)模式，最多可以容納50路高清視頻同時(shí)播放。當(dāng)然這個(gè)是理論值，實(shí)際上還要考慮網(wǎng)絡(luò)在處理數(shù)據(jù)撞包等任務(wù)時(shí)，消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬資源之類(lèi)的因素。因此，在高清視頻網(wǎng)站考慮服務(wù)時(shí)，首先要考慮向服務(wù)器提供高清視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，擴(kuò)大存儲(chǔ)系統(tǒng)的帶寬，速度才能得到有效的提升。在高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，存儲(chǔ)的傳輸速率要求會(huì)隨著監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模呈正比增長(zhǎng)。

　　4、存儲(chǔ)要求之可靠性

　　從高清視頻文件對(duì)用戶(hù)的重要性來(lái)講有幾個(gè)不同的層次：一般安全性用戶(hù)、中度安全性用戶(hù)、重要視頻數(shù)據(jù)用戶(hù)。

　　作為一般安全性用戶(hù)，主要是指一些以分布式下載的高清電影網(wǎng)站，他們對(duì)于高清數(shù)據(jù)安全性要求相對(duì)不高。偶爾存儲(chǔ)系統(tǒng)離線，并不會(huì)對(duì)整個(gè)體系造成太大影響，但是對(duì)于數(shù)據(jù)的完整性要求比較高。

　　中度安全性用戶(hù)，如一些大型高清視頻在線網(wǎng)站、交互網(wǎng)站等，要求高清視頻數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性、交互性特點(diǎn)的，以及關(guān)鍵性的高清視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，都屬于中度安全要求的用戶(hù)。他們對(duì)于高清視頻存儲(chǔ)安全性的要求，是實(shí)時(shí)性和可恢復(fù)性。

　　重要視頻數(shù)據(jù)用戶(hù)，比如高清視頻監(jiān)控圖像、媒體資訊制作內(nèi)容等都屬于重要視頻數(shù)據(jù)類(lèi)型，這類(lèi)用戶(hù)對(duì)高清視頻存儲(chǔ)安全的要求是實(shí)時(shí)性、冗余性和不間斷性。

　　綜上所述，對(duì)于中度安全用戶(hù)和重要視頻數(shù)據(jù)用戶(hù)對(duì)后端存儲(chǔ)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性要求較高，需要保證系統(tǒng)7×24小時(shí)不間斷運(yùn)營(yíng)。