“看萬(wàn)山紅遍,層林盡染;漫江碧透,百舸爭(zhēng)流”。用毛主席《沁園春·長(zhǎng)沙》中的詞句來(lái)形容現(xiàn)在群雄逐鹿,競(jìng)爭(zhēng)激烈的安防市場(chǎng)再合適不過(guò)。然而,正是這種良性競(jìng)爭(zhēng)刺激了安防監(jiān)控產(chǎn)品的迅猛發(fā)展。高速球作為安防產(chǎn)品的主力軍,同樣經(jīng)歷了重大的技術(shù)革新。
對(duì)于高速球的理解普遍存在誤區(qū),認(rèn)為“速度快”是衡量高速球性能的重要指標(biāo)。但是高速球不能只單純地強(qiáng)調(diào)“速度快”,在實(shí)際應(yīng)用中,時(shí)常用“低速”跟蹤移動(dòng)目標(biāo)?!暗退佟边\(yùn)行平穩(wěn)的特性可以幫助操作者有效地跟蹤移動(dòng)物體,所以“低速平穩(wěn)”也是衡量高速球性能的另一重要指標(biāo)?!翱焖贉?zhǔn)確鎖定目標(biāo)”和“低速平穩(wěn)”的特性對(duì)高速球內(nèi)部的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路及算法提出了較高的要求,但是隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)和微處理器控制技術(shù)的發(fā)展,高速球的“快速”和“低速”特性已經(jīng)開(kāi)始向著精益求精發(fā)展。
隨著市場(chǎng)需求的提升,高速球的應(yīng)用開(kāi)始呈現(xiàn)多元化發(fā)展。數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的迅猛發(fā)展,促使了高速球的特色功能層出不窮......
網(wǎng)絡(luò)高速球
網(wǎng)絡(luò)高速球是目前高速球的特色發(fā)展的重要分支,是傳統(tǒng)模擬智能高速球與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的完美結(jié)合。在高速球基礎(chǔ)上,增加圖像及聲音編碼模塊和網(wǎng)絡(luò)接入模塊即可構(gòu)成一個(gè)基本的網(wǎng)絡(luò)型高速球,實(shí)現(xiàn)影音數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)這一介質(zhì)可靠傳輸。
如何在有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬下更加流暢地傳輸數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡(luò)高速球在發(fā)展過(guò)程中需要解決的首要問(wèn)題。H.264標(biāo)準(zhǔn)使得運(yùn)動(dòng)圖像壓縮技術(shù)上升到一個(gè)更高的階段,如今H.264的壓縮編碼方式已經(jīng)成為主流,在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸,在同等的圖像質(zhì)量條件下,H.264的數(shù)據(jù)壓縮比是MPEG-4的1.5倍。
另外,雙碼流概念的提出突破網(wǎng)絡(luò)傳輸和解碼資源的瓶頸。雙碼流是通過(guò)在編碼端采用兩種格式進(jìn)行編碼,這樣就對(duì)包括芯片在內(nèi)的硬件系統(tǒng)和軟件操作系統(tǒng)都提出了很高的要求。雙碼流的解決方案有兩種,一種是采用更高主頻的芯片來(lái)進(jìn)行編碼壓縮處理,通常至少要達(dá)到500M,這樣做的好處是成本相應(yīng)稍低;另一種是采用兩片芯片,一片芯片完成一種碼流,這樣做能達(dá)到較高的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)意義上的雙碼流是指采用一路高碼率用于本地高清存儲(chǔ),如D1編碼,另一路低碼率的碼流用于網(wǎng)絡(luò)傳輸,如CIF編碼,同時(shí)兼顧本地存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸。目前,雙碼流的拓寬應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)任意碼流格式選擇編碼,即在編碼是不再指定碼流,可實(shí)時(shí)地選定碼流進(jìn)行編碼,不僅實(shí)現(xiàn)了雙碼流傳輸、存儲(chǔ),還實(shí)現(xiàn)了任意選擇碼流實(shí)時(shí)壓縮、并存。雙碼流實(shí)現(xiàn)了分別編碼,另行存儲(chǔ),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬靈活選擇碼流大小,讓本定高清存儲(chǔ)與低碼流傳輸成為可能,在目前受帶寬瓶頸制約和市場(chǎng)需求的狀態(tài)下,雙碼流技術(shù)還會(huì)存在和繼續(xù)發(fā)展。
夜視高速球
夜間犯罪率居高不下的情況使得具有夜視功能的高速球開(kāi)始活躍,是紅外技術(shù)和高速球的完美結(jié)合。紅外技術(shù)給與了這一新生力量足夠的支持,一般說(shuō)來(lái),紅外技術(shù)有兩種實(shí)現(xiàn)方式:主動(dòng)式和被動(dòng)式。主動(dòng)式紅外是由紅外發(fā)光設(shè)備主動(dòng)地發(fā)出紅外光束照射目標(biāo),再由攝像機(jī)感應(yīng)目標(biāo)物體反射回來(lái)的紅外線(xiàn)并成像;被動(dòng)式紅外不發(fā)射紅外線(xiàn),依靠探測(cè)目標(biāo)物體自身的紅外輻射形成“熱圖像”。
主動(dòng)式紅外夜視高速球,由紅外LED和高速球組成,這一組合的出現(xiàn)克服了紅外攝像機(jī)不具備旋轉(zhuǎn)和普通高速球缺少主動(dòng)發(fā)射紅外光束的缺點(diǎn)。然而,這種組合也存在著發(fā)展的瓶頸:
·畫(huà)面質(zhì)量:夜視畫(huà)面有手電筒效應(yīng),即中間亮、四角暗,在畫(huà)面中部有泛光、光暈等影響圖像質(zhì)量的現(xiàn)象;
·紅外光束的有效照射距離:由于紅外光束的散射,有效距離內(nèi)的物體才會(huì)清晰可見(jiàn);
·紅外發(fā)光設(shè)備的壽命;
·節(jié)能與散熱:紅外發(fā)光設(shè)備的功率大(耗費(fèi)能量大);散熱量也大,處理不好會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生影響;
·主動(dòng)紅外的“反射限制”:只有在紅外光束照射范圍內(nèi)的物體,并且表面沒(méi)有吸光材料或吸光顏色的物體才會(huì)反射紅外光,監(jiān)控時(shí)受到“反射限制”。
基于以上幾點(diǎn)主動(dòng)紅外的缺陷,被動(dòng)紅外技術(shù)開(kāi)始被高速球家族采納。被動(dòng)紅外成像技術(shù)與高速球完美結(jié)合,實(shí)現(xiàn)無(wú)光線(xiàn)條件下的監(jiān)控,這一組合有效地克服了主動(dòng)紅外技術(shù)的缺陷:
·畫(huà)面質(zhì)量:通過(guò)紅外探測(cè)四面陣列將紅外能量(熱量)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào),進(jìn)而在監(jiān)視器上生成熱圖像,并可以顯示溫度值;
·探測(cè)距離:最大探測(cè)距離可達(dá)2km以上(紅外發(fā)光設(shè)備的紅外線(xiàn)有效率最高僅有25%);
·節(jié)能和散熱:用于高速球的紅外熱成像儀功率為小于2W(100m可視距離紅外發(fā)光設(shè)備的功率在30W左右,甚至更大);另外用于高速球上的紅外熱成像儀的焦平面陣列上電路和非均勻補(bǔ)償相結(jié)合可以不需要熱電致冷器;
·0Lux監(jiān)控:不受“反射限制”的制約,畢竟,一切絕對(duì)溫度大于零K氏溫度(-273攝氏度)的物體都輻射紅外線(xiàn);
·惡劣環(huán)境監(jiān)控:波長(zhǎng)在8-14微米這一大氣窗口區(qū)的紅外線(xiàn)可以穿透霧氣、陰霾和渾濁空氣、煙、雪等,實(shí)現(xiàn)在各種惡劣環(huán)境下的監(jiān)控。
可以看到,被動(dòng)紅外技術(shù)可以克服主動(dòng)紅外技術(shù)的幾乎所有技術(shù)缺陷,但是事無(wú)完美,被動(dòng)紅外技術(shù)與高速球組合的發(fā)展仍然受到制約。由于紅外光線(xiàn)位于光譜中波長(zhǎng)在0.78~1000微米的部分,其中2.0~1000微米的部分稱(chēng)為熱紅外線(xiàn),要與材料透射光譜特性相匹配,無(wú)法通過(guò)聚碳酸酯等材料的球型下罩,只能通過(guò)一些紅外材料,如單晶鍺等。不僅如此,由鍺制成的紅外材料價(jià)格昂貴,相對(duì)來(lái)說(shuō)由硅制成的紅外材料相對(duì)便宜一些,但是透射率要較鍺材料差。這些因素都阻礙了室外型的紅外高速球的發(fā)展。
智能跟蹤,行為分析
可以自動(dòng)跟蹤和通過(guò)行為分析執(zhí)行相應(yīng)報(bào)警功能的智能高速球一直是高速球智能化的一個(gè)重要標(biāo)志,是高速球與視頻處理技術(shù)(算法)的組合。早期的自動(dòng)跟蹤和行為分析都是基于PC機(jī)通過(guò)對(duì)視頻的讀取與處理來(lái)實(shí)現(xiàn)的,隨著DSP處理器技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)有球機(jī)廠(chǎng)家將是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤和行為分析的視頻處理模塊嵌入到高速球內(nèi)部。
無(wú)線(xiàn)傳輸
高速球和無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)相結(jié)合,可以應(yīng)用到突發(fā)公共事件的應(yīng)急指揮中。突發(fā)事件發(fā)生是不可預(yù)期的,如今年我國(guó)南方地區(qū)的冰災(zāi),四川地區(qū)的地震等自然災(zāi)害,也包括一些特殊生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),如礦山,海上,旅游景區(qū)等,如這些地區(qū)發(fā)生突發(fā)事件時(shí),現(xiàn)場(chǎng)原本沒(méi)有監(jiān)控設(shè)備或者原本已有的監(jiān)控設(shè)備的使用受到障礙時(shí),需要一些應(yīng)急指揮平臺(tái)體系的建立,無(wú)線(xiàn)傳輸高速球正是應(yīng)這種市場(chǎng)需求應(yīng)運(yùn)而生。
其它
以上提到的幾點(diǎn)高速球在數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展過(guò)程中與其它“元素”相結(jié)合而形成“多元化”發(fā)展的高速球,在各種特殊市場(chǎng)細(xì)分下發(fā)揮重要作用。除此之外,高速球自身功能也逐漸強(qiáng)大,隱私區(qū)域、隱蔽性(小型化)等適應(yīng)市場(chǎng)需求的功能逐漸衍生出來(lái)。
2008年北京奧林匹克奧運(yùn)會(huì)提倡“綠色奧運(yùn)”、“科技奧運(yùn)”、“人文奧運(yùn)”,可以套用過(guò)來(lái)預(yù)測(cè)高速球發(fā)展趨勢(shì),“綠色”——更節(jié)能,“科技”——更多智能化的技術(shù),“人文”——更貼近客戶(hù)和市場(chǎng)的需求。這無(wú)疑對(duì)全球安防市場(chǎng)來(lái)說(shuō)是個(gè)機(jī)遇,也是個(gè)挑戰(zhàn),但是我們?nèi)匀豢梢哉雇咚偾騽?shì)必會(huì)吻合奧運(yùn)會(huì)的口號(hào):“更快”——速度更快;“更高”——可靠性更高;“更強(qiáng)”——功能更強(qiáng)大。