【安防知識(shí)網(wǎng)】在視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)，圖像清晰度無(wú)疑是最重要的關(guān)鍵性能，是主宰整個(gè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展方向的重要因素。衡量圖像清晰度的標(biāo)準(zhǔn)是分辨率，分辨率值越大，圖像就越清晰。在視頻監(jiān)控行業(yè)，現(xiàn)在的監(jiān)控圖像分辨率最高已可達(dá)1080p，也就是我們通常說(shuō)的高清。依據(jù)美國(guó)電影電視工程師協(xié)會(huì)（SMPTE）等權(quán)威機(jī)構(gòu)制定的HDTV標(biāo)準(zhǔn)，高清視頻格式主要有三種：720p（1280*720分辨率）；1080i（1920*1080分辨率）；1080p（1920*1080分辨率）。這一原本用于廣電行業(yè)的高清標(biāo)準(zhǔn)同樣在視頻監(jiān)控領(lǐng)域得到了沿用，據(jù)此可知，高清監(jiān)控，至少是監(jiān)控圖像的分辨率至少達(dá)到了720p以上，而此前的D1、CIF只能屬于標(biāo)清監(jiān)控。

    由于圖像清晰度性能對(duì)視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)有著非同一般的重要性，因此，高清監(jiān)控技術(shù)一經(jīng)面世就被市場(chǎng)廣泛接受并開始實(shí)際試用。

    高清監(jiān)控應(yīng)用的必須前提是網(wǎng)絡(luò)化

    我們知道，傳統(tǒng)的標(biāo)清監(jiān)控分為模擬、數(shù)字和網(wǎng)絡(luò)三種類型，但無(wú)論哪種類型都必須采用監(jiān)控?cái)z像機(jī)前端+管理控制后端的系統(tǒng)框架，這之中，監(jiān)控?cái)z像機(jī)則根據(jù)后端設(shè)備的性質(zhì)選用模擬攝像機(jī)或網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，也就是說(shuō)，在標(biāo)清監(jiān)控系統(tǒng)中，前端設(shè)備與傳輸手段是既可使用模擬的也可使用網(wǎng)絡(luò)的。

    但高清監(jiān)控卻不然。

    首先，我們知道，采集后未經(jīng)壓縮的高清視頻信號(hào)有模擬和數(shù)字兩種傳輸方式。模擬傳輸一般采用YPbPr分量傳輸，一路高清視頻信號(hào)需要三根同軸線纜同時(shí)傳輸。數(shù)字傳輸一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI傳輸，其中DVI或HDMI的傳輸距離只有幾米，不適合用于監(jiān)控傳輸，而HD-SDI雖可以傳輸100米左右，但對(duì)同軸電纜的要求很高，線纜的價(jià)格也非常昂貴。無(wú)論是模擬方式還是數(shù)字方式傳輸，未經(jīng)壓縮的高清視頻信號(hào)傳輸成本都明顯高于以前的模擬標(biāo)清視頻信號(hào)。而采用視頻壓縮編碼并通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸時(shí)，高清視頻與標(biāo)清視頻在傳輸成本上的差異很小。

    因此，可見高清監(jiān)控首先必須基于視頻壓縮處理并通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，只有這樣才能有效控制高清視頻的傳輸成本，從而讓高清監(jiān)控真正具有實(shí)用意義。

    其次，當(dāng)前高清視頻傳感器以CMOS為主，CMOS傳感器直接輸出數(shù)字化的視頻信號(hào)，在攝像機(jī)中通過(guò)DSP或ASIC對(duì)此數(shù)字高清視頻信號(hào)直接進(jìn)行壓縮編碼，然后以網(wǎng)絡(luò)化方式傳輸，要比攝像機(jī)直接輸出高清信號(hào)來(lái)得經(jīng)濟(jì)，且處理效率更高，所以直接用全網(wǎng)絡(luò)化的高清IP攝像機(jī)進(jìn)行前端處理的效率和成本比用高清視頻編碼器+高清模擬攝像機(jī)要更有優(yōu)勢(shì)。

近兩年，高清可以說(shuō)是監(jiān)控行業(yè)的熱門話題，業(yè)界各大主流廠商也紛紛推出了自己的高清產(chǎn)品，尤其是高清攝像機(jī)，更是款型豐富，琳瑯滿目。然而，對(duì)高清監(jiān)控而言，僅僅是一個(gè)高清攝像機(jī)或其它某一個(gè)單個(gè)的高清設(shè)備就可以成就應(yīng)用的嗎？要搞清這個(gè)問(wèn)題我們可以先來(lái)看看傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)框架：無(wú)論是模擬監(jiān)控還是數(shù)字監(jiān)控抑或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，它們都是由位于前端環(huán)節(jié)的監(jiān)控?cái)z像機(jī)、NVR/DVR/管理平臺(tái)的中心管理設(shè)備、顯示解碼設(shè)備，以及存儲(chǔ)設(shè)備、傳輸線纜等構(gòu)成最基本的系統(tǒng)框架，缺一不可。因此，高清監(jiān)控系統(tǒng)也必須如此，而高清攝像機(jī)或其它任何單個(gè)的高清設(shè)備顯然是不可能實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)際應(yīng)用的，高清監(jiān)控要具備實(shí)際的應(yīng)用意義，就必須和傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)那樣，提供涵蓋前端、傳輸、管理中心以及后端環(huán)節(jié)的完整的解決方案。

    如何打造完善的高清監(jiān)控解決方案

    2009年12月，蘇州科達(dá)科技有限公司（KEDACOM）發(fā)布了包括高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、高清NVR、高清電視墻解碼器在內(nèi)的系列化高清監(jiān)控新品，可提供從前端高清圖像采集與顯示、中心高清圖像瀏覽與存儲(chǔ)、后端高清解碼與顯示在內(nèi)一套完整的端到端高清監(jiān)控解決方案，成為了業(yè)界首家完整的高清監(jiān)控解決方案提供商，以該公司的高清監(jiān)控產(chǎn)品及解決方案為參照，可以較清晰地了解一套高清監(jiān)控解決方案是如何構(gòu)建起來(lái)的。

    一、高清NVR與高清監(jiān)控管理平臺(tái)

    在一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，中心管理設(shè)備是最核心的，它的功能與作用同傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的DVR、大型管理平臺(tái)，以及PC+管理軟件相似。高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的中心管理設(shè)備主要有兩種：高清NVR、高清監(jiān)控管理平臺(tái)。前者單臺(tái)接入容量為數(shù)十路，主要用于中小型高清監(jiān)控系統(tǒng)；后者單臺(tái)接入容量則可達(dá)數(shù)千乃至上萬(wàn)路，管理功能也更豐富，一般用于大型系統(tǒng)。與此同時(shí)，目前已推出的主流高清NVR與高清監(jiān)控管理平臺(tái)還可互相兼容，兩者配合則可構(gòu)建一套大規(guī)模多級(jí)級(jí)聯(lián)的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

    高清NVR，即高清網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)，配合高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、高清電視墻解碼器，可構(gòu)建一套全網(wǎng)絡(luò)化部署的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。目前的高清NVR單臺(tái)接入容量可從16路、32路、48路到64路不等，它可以實(shí)現(xiàn)最高64路高清圖像的同時(shí)存儲(chǔ)、同時(shí)預(yù)覽以及同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)。

    此外，高清NVR還具有高清雙屏顯示功能，即用主屏同時(shí)顯示全部監(jiān)控點(diǎn)圖像，而對(duì)其中某個(gè)重點(diǎn)監(jiān)控點(diǎn)圖像則可直接切換至輔屏顯示，從而幫助用戶在掌握監(jiān)控全局的同時(shí)又能關(guān)注重要細(xì)節(jié)。并且，一體化的高清NVR還擁有卓越的存儲(chǔ)性能：采用了ANR、RAID等多項(xiàng)先進(jìn)的存儲(chǔ)技術(shù)，并在內(nèi)置大容量存儲(chǔ)的同時(shí)還支持IPSAN、eSATA存儲(chǔ)擴(kuò)展，從而讓高清存儲(chǔ)得到了有效保障。

高清NVR產(chǎn)品圖

高清監(jiān)控管理平臺(tái)在監(jiān)控系統(tǒng)中擔(dān)當(dāng)?shù)穆氊?zé)是負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)前端接入與認(rèn)證、碼流對(duì)外分發(fā)、業(yè)務(wù)功能控制、系統(tǒng)管理等功能，它部署于媒體換層。高清監(jiān)控管理平臺(tái)具有靈活的擴(kuò)展能力，單級(jí)平臺(tái)一般都可接入近萬(wàn)路左右IP前端，具有充分的組建大型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的能力。在與高清NVR構(gòu)建的多級(jí)級(jí)聯(lián)系統(tǒng)中，監(jiān)控管理平臺(tái)可具體實(shí)現(xiàn)包括大容量監(jiān)控點(diǎn)的管理、嚴(yán)格的分級(jí)級(jí)聯(lián)機(jī)制、細(xì)致的管理權(quán)限分配、多點(diǎn)分布的電視墻管理、專業(yè)電子地圖集成等豐富而健全的管理性能。高清NVR+高清監(jiān)控管理平臺(tái)的配合可以使大型高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)呈現(xiàn)管理上集中，業(yè)務(wù)上分散的合理結(jié)構(gòu)，較之全集中的部署有更高的安全性，而較之全分布的系統(tǒng)又有更強(qiáng)的整合調(diào)度能力。

高清監(jiān)控管理平臺(tái)產(chǎn)品圖

    二、高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)

    如前文所述，出于經(jīng)濟(jì)成本的考慮，在高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中直接采用一體化的高清IP攝像機(jī)比用高清視頻編碼器+高清模擬攝像機(jī)性價(jià)比要高的多，因此，相信在未來(lái)，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)將是高清監(jiān)控前端設(shè)備的不二之選。

    目前，支持接入高清NVR或高清管理平臺(tái)的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)主要有高清槍機(jī)、高清半球機(jī)以及高清高速球機(jī)等多種款型。這些高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品均嚴(yán)格遵循HDTV高清標(biāo)準(zhǔn)，即視頻分辨率至少在720p以上。此外，它們還均采用H.264編碼技術(shù)，與MJPEG（MotionJPEG）技術(shù)相比，H.264不僅可節(jié)約80％以上的碼率，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸具有更好的支持功能，也就是說(shuō)H.264可以在更低的帶寬下獲取更平穩(wěn)的優(yōu)質(zhì)高清圖像。另外，主流的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)還分別根據(jù)不同用戶的需求分別采用了CCD和CMOS的圖像傳感器，例如，針對(duì)中低端市場(chǎng)的普通監(jiān)控場(chǎng)合使用成本低的CMOS高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，而針對(duì)高端市場(chǎng)中要求較高的監(jiān)控場(chǎng)合則可提供CCD高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，從而使用戶的不同需求都能得到充分滿足。

高清槍機(jī)產(chǎn)品圖

高清半球產(chǎn)品圖

高清高速球產(chǎn)品圖 [nextpage]

三、高清電視墻解碼器

    前文提到，所謂高清監(jiān)控，必須是能夠?yàn)橛脩籼峁┚哂袑?shí)際應(yīng)用意義的解決方案，這套解決方案必須完整地涵蓋前端、中心、后端各個(gè)環(huán)節(jié)以及傳輸、顯示、存儲(chǔ)等各項(xiàng)核心功能。然而目前，市場(chǎng)上可見的高清監(jiān)控產(chǎn)品卻只有高清攝像機(jī)或高清管理平臺(tái)，而后端——解端顯示這一環(huán)節(jié)卻幾乎完全空白。但事實(shí)上，一套監(jiān)控系統(tǒng)如果少了電視墻解碼顯示，其應(yīng)用價(jià)值和意義究竟還能有幾何呢？

    科達(dá)公司近日推出的系列高清監(jiān)控新品正包含這樣一款解碼產(chǎn)品，它也是業(yè)內(nèi)首款嵌入式高清電視墻解碼器。

    嵌入式高清電視墻解碼器一般都會(huì)采用模塊化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，采用標(biāo)準(zhǔn)的19英寸機(jī)箱，可以同時(shí)插入多塊高清解碼卡。目前已有的高清電視墻解碼器產(chǎn)品可提供7路720p或1080i/1080p全高清視頻的同時(shí)解碼輸出。由于采用模塊化方式構(gòu)建，所以用戶可以根據(jù)需求進(jìn)行靈活配置，而在大型應(yīng)用中，還可采用多機(jī)堆疊的方式實(shí)現(xiàn)更多路數(shù)的高清電視墻解決方案。

    高清電視墻解碼器的問(wèn)世可謂意義非凡，因?yàn)檎怯辛怂呐浜?，一套高清視頻監(jiān)控解決方案才得以完整，而高清監(jiān)控也才有了被廣泛推廣的可行性。

高清電視墻解碼器產(chǎn)品圖

    通過(guò)以上了解了高清監(jiān)控系統(tǒng)必須包涵的環(huán)節(jié)和設(shè)備就不難搞清楚一套高清監(jiān)控解決方案是如何構(gòu)建起來(lái)的了：由網(wǎng)絡(luò)化的高清前端、高清管理平臺(tái)以及高清解碼器通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)即可建設(shè)一套完整的高清監(jiān)控系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)包括高清圖像的瀏覽、存儲(chǔ)、解碼顯示，高清碼流的轉(zhuǎn)發(fā)，以及高清前端設(shè)備的統(tǒng)一管理和調(diào)用等完善的視頻監(jiān)控管理功能。并且，它可以隨時(shí)進(jìn)行無(wú)縫擴(kuò)容，更可以通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)至上級(jí)高清監(jiān)控管理平臺(tái)，如此，一套完整的高清監(jiān)控解決方案就呈現(xiàn)在我們眼前了。

高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖 [nextpage]

     高清監(jiān)控的典型應(yīng)用

    全網(wǎng)絡(luò)化部署的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)將能對(duì)不同場(chǎng)合、不同規(guī)模的監(jiān)控系統(tǒng)部署都具有很強(qiáng)的適用性。比如，針對(duì)較小規(guī)模的普通監(jiān)控場(chǎng)合，采用相應(yīng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)+高清NVR+高清顯示設(shè)備即可布建一套功能完善的小型高清監(jiān)控系統(tǒng)。

    而針對(duì)大型監(jiān)控系統(tǒng)，則采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)+高清NVR+高清監(jiān)控管理平臺(tái)+高清電視墻解碼器+高清顯示設(shè)備來(lái)構(gòu)建，這樣一套全網(wǎng)絡(luò)化的高清監(jiān)控系統(tǒng)不僅布建簡(jiǎn)便，管理功能也更為完善。目前，以平安城市、金融、交通等為主的高端行業(yè)級(jí)監(jiān)控市場(chǎng)正是這一類大型高清監(jiān)控系統(tǒng)的主要用戶，同時(shí)由于高清監(jiān)控在成本上畢竟高于標(biāo)清，因此，這些高端行業(yè)也是當(dāng)前高清監(jiān)控的主要用戶。

    一、應(yīng)用于平安城市

    平安城市主要包括重要道路路口監(jiān)控和以網(wǎng)吧、KTV、商場(chǎng)等復(fù)雜場(chǎng)所為主的社會(huì)面監(jiān)控這兩類。由于平安城市系統(tǒng)的特殊性質(zhì)，它們對(duì)監(jiān)控點(diǎn)的圖像清晰度要求正越來(lái)越高，因此，平安城市也開始越來(lái)越多地選擇高清監(jiān)控產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)部署，各級(jí)系統(tǒng)之間再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，從而能夠更有效地提高城市治安工作的效率。

    在平安城市系統(tǒng)的構(gòu)建中，首先在公安主管部門部署高清監(jiān)控管理平臺(tái)作為總控中心，再利用高清NVR和高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)構(gòu)建匯聚層的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，負(fù)責(zé)視頻接入、本地錄像、本地瀏覽等功能，作為系統(tǒng)的末端接入層，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類場(chǎng)所的監(jiān)控，各場(chǎng)所所屬的主管單位可通過(guò)高清NVR獨(dú)立管理所轄的全部監(jiān)控點(diǎn)，同時(shí)這些高清NVR管理的監(jiān)控資源又可聯(lián)網(wǎng)至公安主管部門的總控中心，總控中心擁有對(duì)所有資源進(jìn)行管理與調(diào)配的最高權(quán)限。另外，一些特殊場(chǎng)所布設(shè)的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)也可直接聯(lián)網(wǎng)至位于總控中心，由總控中心直接進(jìn)行管理。如下圖所示：

平安城市高清系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖

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    二、應(yīng)用于銀行監(jiān)控

    銀行監(jiān)控目前正面臨大聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)需求，銀行監(jiān)控大聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用方案目前也已趨于一致：采用網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)，以監(jiān)控管理平臺(tái)為核心實(shí)現(xiàn)多級(jí)互聯(lián)，同時(shí)提供報(bào)警、門禁等其他安防子系統(tǒng)的接入整合，最終達(dá)到既可統(tǒng)一管理又可分級(jí)自治的綜合安防的目的。

    與此同時(shí)，銀行同樣有著特殊的行業(yè)背景，對(duì)圖像清晰度有著較高的要求，因此，銀行也是高清監(jiān)控的主要用戶之一。

    通過(guò)高清NVR系統(tǒng)與高清監(jiān)控管理平臺(tái)配合，采用三級(jí)級(jí)聯(lián)架構(gòu)即可為銀行布建一套既能統(tǒng)一管理又能分級(jí)自治的銀行綜合安防管理系統(tǒng)：總行或省級(jí)分行布建高清監(jiān)控管理平臺(tái)作為總控中心、下級(jí)分行或支行布建高清監(jiān)控管理平臺(tái)或高清NVR作為二級(jí)平臺(tái)、營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)和ATM布設(shè)高清NVR作為三級(jí)平臺(tái)，三級(jí)系統(tǒng)之間通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。

銀行高清監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖

    結(jié)語(yǔ)：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不斷完善助力高清監(jiān)控的成熟

    最后，對(duì)于全網(wǎng)絡(luò)化高清監(jiān)控的普及應(yīng)用，不少人還因擔(dān)憂當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是否成熟而對(duì)其心存疑問(wèn)。但事實(shí)上，當(dāng)前真正完善的高清監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性方面做足了功夫，例如，采用雙碼流技術(shù)以盡可能降低帶寬壓力，即對(duì)日常的實(shí)時(shí)瀏覽圖像提供低分辨率碼流，而存儲(chǔ)圖像則提供高分辯率碼流。在銀行監(jiān)控系統(tǒng)中，雙碼流技術(shù)的應(yīng)用就有著極重要的作用，因?yàn)楫?dāng)前大多數(shù)銀行網(wǎng)點(diǎn)到分行的帶寬非常有限，根本無(wú)法同時(shí)傳輸多路高清分辨率的視頻圖像，雙碼流技術(shù)可以讓高清分辨率的視頻流在營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行本地存儲(chǔ)，而低分辨率的視頻流則供分行或支行遠(yuǎn)程瀏覽使用，這樣，既可實(shí)現(xiàn)錄像存儲(chǔ)的高清晰度，又可保證遠(yuǎn)程瀏覽的流暢，從而大大提高了高清監(jiān)控的實(shí)用性。

    此外，客觀方面，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境在穩(wěn)定性、延時(shí)、安全性等可能影響高清應(yīng)用的關(guān)鍵方面其實(shí)已經(jīng)有了良好的基礎(chǔ)，并還在不斷改善中。雖然高清在視頻監(jiān)控領(lǐng)域還未真正普及，但視頻會(huì)議行業(yè)卻早在2006年已經(jīng)推出了首款高清產(chǎn)品，并且經(jīng)過(guò)近兩年的磨合，高清更是已經(jīng)成為該行業(yè)的應(yīng)用主流，而相比之下，視頻會(huì)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求之嚴(yán)格其實(shí)要遠(yuǎn)甚于監(jiān)控。因此，有理由相信，對(duì)高清視頻監(jiān)控來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)這一最主要的環(huán)境因素已經(jīng)不再是障礙了。