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組建高清監(jiān)控系統(tǒng)中的常見六大問題分析

說起高清監(jiān)控,我們首先想到的就是監(jiān)控攝像機的高清化,監(jiān)控高清就是以需求為前提,通過攝像機發(fā)生改變而改變的,其次才是系統(tǒng)、傳輸、存儲、顯示對于高清攝像機的發(fā)展支持,因此在組建高清監(jiān)控系統(tǒng)的同時,相比過去傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)難免要遭遇各種各樣的難題...
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  隨著安防視頻監(jiān)控產(chǎn)品經(jīng)歷了模擬時代、數(shù)字時代、網(wǎng)絡(luò)時代的發(fā)展后,時至2010年已逐漸步入了高清時代,而高清監(jiān)控總結(jié)而言就是從模擬高清到數(shù)字高清的升華,科技的飛速發(fā)展讓我們看得更清楚,已經(jīng)不再是概念,高清產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)同樣為視頻監(jiān)控帶來更廣闊的發(fā)展空間。

  說起高清監(jiān)控,我們首先想到的就是監(jiān)控攝像機的高清化,當然這不是先有雞還是先有蛋的問題,監(jiān)控高清就是以需求為前提,通過攝像機發(fā)生改變而改變的,其次才是系統(tǒng)、傳輸、存儲、顯示對于高清攝像機的發(fā)展支持,因此在組建高清監(jiān)控系統(tǒng)的同時,相比過去傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)難免要遭遇各種各樣的難題,現(xiàn)在我們就來分析一下高清監(jiān)控系統(tǒng)中會遇到的哪些常見問題:

  1.模擬高清攝像機、網(wǎng)絡(luò)高清攝像機還是高清視頻服務(wù)器

  模擬高清攝像機概念并不是正確的,只是一些商家或是廠家將傳統(tǒng)模擬攝像機480線高清標準提高到了520線或540線后,而衍生的概念。隨著數(shù)字時代發(fā)展,模擬產(chǎn)品已經(jīng)走到了淘汰的邊緣,與數(shù)字化產(chǎn)品相比,模擬技術(shù)顯得漏洞百出并且架構(gòu)上很難在分辨率/幀率上有質(zhì)的突破,因此何談高清化?

  網(wǎng)絡(luò)高清攝像機是目前數(shù)字主流化產(chǎn)品,最基礎(chǔ)的產(chǎn)品也要百萬像素起步,頂級模擬攝像機也就625掃描線,而放眼目前的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字攝像機可以輕松達到1000線以上,并且隨技術(shù)發(fā)展像素沒有上限??梢钥隙ǖ卣f,百萬高清監(jiān)控已經(jīng)鎖定了未來整個數(shù)字監(jiān)控行業(yè)的大局。高清網(wǎng)絡(luò)攝像機由于是一體化的構(gòu)造,產(chǎn)品簡潔,應(yīng)用起來十分方便,一根網(wǎng)線就可以滿足所有傳輸要求,成為目前應(yīng)用的主題。

  高清視頻服務(wù)器用以連接高清攝像機,在當前高清網(wǎng)絡(luò)機不是很豐富的情況下,也是一個不錯的選擇,將更多的選擇空間留給高清攝像機。

  2.如何正確的選擇高清監(jiān)控編碼格式

  高清監(jiān)控系統(tǒng)中對提高圖像處理和傳輸都提出較高的要求,MPEG4和 H.264兩種編碼技術(shù)在目前的高清前端都有使用,技術(shù)的成熟度相當,壓縮后的圖像對帶寬的要求略高于后者,但產(chǎn)品的價格存在一定的差異。在應(yīng)用中需考察系統(tǒng)的規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,在綜合經(jīng)濟因素,可以做出選擇。

  從目前來看,高清監(jiān)控編碼中H.264最具使用價值的,相對于MPEG2、MPEG4而言,其壓縮效率是三種編碼中最高的,可以更高的數(shù)據(jù)壓縮比。在同等的圖像質(zhì)量,H.264的數(shù)據(jù)壓縮比能比當前DVD系統(tǒng)中使用的MPEG-2高2~3倍,比MPEG- 4高1.5~2倍。正因為如此,經(jīng)過H.264壓縮的視頻數(shù)據(jù),在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中所需要的帶寬更少,也更加經(jīng)濟。720P編碼中在MPEG-4需要 6Mbps的傳輸速率匹配時,H.264只需要3Mbps左右的傳輸速率,不過H.264解碼算法更復(fù)雜,編碼性能要求較苛刻,當然,低碼流下能保證全實時的高清圖像畫質(zhì)是M-JPEG和MPEG-4壓縮方式無法比擬的。

  3.DVR、混合DVR、NVR如何匹配高清監(jiān)控

  在高清系統(tǒng)中,硬盤錄像機的選擇上也有區(qū)別,從表面結(jié)構(gòu)來看,NVR 和DVR之間的差異在于有一個獨立的通用的端口用于視頻輸入輸出和網(wǎng)絡(luò)連接。從本質(zhì)上講,區(qū)分DVR與NVR最基本的因素之一,就是是否“數(shù)字化”DVR 把模擬視頻信號進行壓縮轉(zhuǎn)化并且存儲在其硬盤中,因此DVR不適合目前的高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。

  DVR的“數(shù)字化”是指壓縮和存儲技術(shù)是針對數(shù)字信號而言的,而不是直接對數(shù)字編碼的視頻圖像進行傳輸。因此DVR必須在模擬攝像機附近部署。相反,NVR可以直接從IP網(wǎng)絡(luò)存儲數(shù)字圖像。因此NVR和DVR最大的區(qū)別在于,DVR對模擬攝像機采集到的模擬視頻進行編解碼并且存儲在硬盤中,而NVR直接記錄攝像機已經(jīng)進行過編碼的數(shù)字視頻。因此NVR沒有視頻接口,它的輸入和輸出數(shù)據(jù)都是IP數(shù)據(jù)和經(jīng)過壓縮編碼的視頻。

  而混合DVR,可以通過網(wǎng)絡(luò)捕獲網(wǎng)絡(luò)上編碼器或IP攝像機的視頻流,存儲在DVR的硬盤空間上,很顯然,混合DVR的產(chǎn)生是為了迎合DVR到NVR的過渡。[nextpage]

  4.高清監(jiān)控系統(tǒng)中前端存儲的重要性?

  高清監(jiān)控的場合往往是比較重要的一些場合,對圖像的安全性要求較高,特別是要防止來自網(wǎng)絡(luò)的偶然性故障所帶來的影響。前端帶有存儲是一個不錯的措施,圖像經(jīng)前端壓縮編碼后存儲在本地的存儲介質(zhì)上,無論網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化,可以有效保證圖像的存儲安全。但大部分的高清前端不會內(nèi)置有硬盤,應(yīng)該采取前端NVR+后端NVR的協(xié)作工作,確保數(shù)據(jù)萬無一失。

  后端系統(tǒng)往往有兩種形式:一是監(jiān)控管理平臺(CMS),一是網(wǎng)絡(luò)錄像機(NVR)。CMS往往注重聯(lián)網(wǎng)特性,注重大容量轉(zhuǎn)發(fā)、存儲和用戶管理,是一種較為上層的部分,而跟高清攝像機業(yè)務(wù)關(guān)系上最緊密的應(yīng)該是NVR,因此在高清監(jiān)控系統(tǒng)中我們關(guān)注的后端將主要是NVR。

  5.高清監(jiān)控系統(tǒng)傳輸方式的選擇?

  面對高清應(yīng)用的超大數(shù)據(jù)量帶寬以及實時性的要求,目前只有兩種傳輸方式在高清傳輸中得到認可,一種是采用網(wǎng)絡(luò)傳輸,但在目前大環(huán)境下,網(wǎng)絡(luò)傳輸還無法滿足大規(guī)模多路遠距離高清畫質(zhì);第二種是便是光纖傳輸,雖然價格昂貴,但是不受帶寬約束,甚至可以使帶寬達到數(shù)G以上,這樣高清監(jiān)控才能得到淋漓盡致的發(fā)揮。

  高清視頻在網(wǎng)絡(luò)傳輸中,主要限制來自帶寬,光纖技術(shù)是解決帶寬問題的最好方案,但是無論成本還是維護,價格都過于高昂,因此加強網(wǎng)絡(luò)帶寬建依舊是解決傳輸高清和網(wǎng)絡(luò)帶寬問題的必然途徑。隨著目前網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的迅猛發(fā)展,局域網(wǎng)也逐漸朝1000M甚至 10000M方向發(fā)展,與此同時圖像壓縮格式也直接決定了對傳輸?shù)臏p負作用。

  6.高清監(jiān)控系統(tǒng)存儲方式的選擇?

  高清監(jiān)控視頻存儲大多是以超大數(shù)據(jù)流為代價,因此對于高清視頻我們需要足夠的存儲空間。選擇什么樣的高清存儲系統(tǒng)和方案將直接影響視頻流暢度、系統(tǒng)穩(wěn)定性等一系列因素?,F(xiàn)實中,高清監(jiān)控存儲一般有兩種方法,一種是小集中大匯聚,即前端分散式本地存儲,如IPSAN構(gòu)架方式;另一種是在大型項目里,高清視頻通過管理平臺+存儲服務(wù)器實現(xiàn)存儲,其存儲服務(wù)器通常是存儲陣列。

  一般監(jiān)控系統(tǒng)中常用的大量數(shù)據(jù)存儲方式有DAS直連、NAS網(wǎng)絡(luò)硬盤和IPSAN等。而對于高清監(jiān)控系統(tǒng)而言,其中IPSAN方式采用IP構(gòu)架的以太網(wǎng)傳輸,具備良好的擴展性、共享性和較低的分攤應(yīng)用成本,是目前多路高清監(jiān)控存儲主要采用的技術(shù)之一。此種存儲方式多半是采用我們常見的硬盤,容量一般是TB級別,隨著2TB硬盤甚至更高容量的產(chǎn)品走入我們視線,大型高清監(jiān)控系統(tǒng)PB級海量存儲解決方案也得到普遍應(yīng)用。

  上述高清監(jiān)控面臨的問題技術(shù)挑戰(zhàn)可以通過應(yīng)用來解決,但根據(jù)目前的現(xiàn)狀,用戶不應(yīng)該盲目追求高清,我們真的有必要全方位實現(xiàn)么?在大規(guī)模工程中,如果所有前端監(jiān)控點都使用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機,且全部采用實時高清傳輸?shù)脑?,對后端的存儲和傳輸會造成很大壓力,并造成成本和效率的浪費。所以,應(yīng)根據(jù)用戶的需求設(shè)計適合的解決方案,比如在高危場所設(shè)計安裝全高清監(jiān)控,或者小規(guī)模條件下,實現(xiàn)前后端高清監(jiān)控,這樣就可以大大緩解網(wǎng)絡(luò)壓力、存儲壓力、降低投資成本等。

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