核心部件——“高清一體化機(jī)芯”

　　一體化攝像機(jī)機(jī)芯經(jīng)過多年的發(fā)展，其核心技術(shù)一體化鏡頭的設(shè)計(jì)以及自動(dòng)聚焦算法已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒臁?/p>

　　高清一體化鏡頭品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)大致分為：光學(xué)性能、關(guān)鍵部件的穩(wěn)定性和一致性。光學(xué)性能主要參考各種光學(xué)倍數(shù)下鏡頭的解像力，當(dāng)然還包括了鬼影、紫邊、色散等問題嚴(yán)重性;關(guān)鍵部件主要包括光圈、馬達(dá)和濾光片切換等部件。

　　在進(jìn)入高清時(shí)代之后，以上這些技術(shù)問題都很快得到了解決。目前已經(jīng)形成了以日系鏡頭、臺(tái)灣鏡頭和國(guó)產(chǎn)鏡頭為代表的不同產(chǎn)品。日系鏡頭一般光學(xué)性能和穩(wěn)定性表現(xiàn)都不錯(cuò)，但價(jià)格較高;臺(tái)灣鏡頭性價(jià)比相對(duì)較高，但光學(xué)性能特別是高倍解像力表現(xiàn)不足;而國(guó)內(nèi)廠家一體機(jī)鏡頭在穩(wěn)定性和一致性上表現(xiàn)不太理想。

　　在自動(dòng)聚焦算法方面，目前也已經(jīng)形成主要的幾種解決方案，例如，以TI的DM368、FPGA和ASIC為代表的高清圖像自動(dòng)聚焦解決方案。FPGA的解決方案屬于硬件電路實(shí)現(xiàn)方式，穩(wěn)定性較高，自動(dòng)聚焦的效果和速度較快;DM368的解決方案屬于軟件系統(tǒng)結(jié)合硬件寄存器實(shí)現(xiàn)方式，其自動(dòng)聚焦的效果相對(duì)較好，但是速度和穩(wěn)定性方面有待考驗(yàn);ASIC的解決方案屬于硬件電路配合簡(jiǎn)單軟件方式實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定性較高，但機(jī)芯廠家的開發(fā)靈活度受到很大的限制，很難對(duì)自動(dòng)聚焦的效果和速度進(jìn)行改善。

　　核心算法 ——“高效碼流控制”

　　視頻編碼技術(shù)經(jīng)過了多年的發(fā)展，從MPEG-1 (MP3, VCD)、MPEG-2(DVD, SVCD)到MPEG-4，視頻的壓縮效率和圖像質(zhì)量取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

　　特別是由MPEG-4 Part10發(fā)展而來的H.264技術(shù)，以其較高圖像壓縮效率和良好的圖像效果，成為目前監(jiān)控市場(chǎng)的主流編碼技術(shù)。近年來，H.264技術(shù)仍然在不斷的發(fā)展，從最初的Baseline Profile僅提供I/P幀，僅支持逐行掃描和CAVLC(基于內(nèi)容的自適應(yīng)變長(zhǎng)編碼)，發(fā)展到目前主流的Main Profile 不僅提供I/P/B幀，同時(shí)還支持逐行掃描和隔行掃描，以及多種編碼方式CAVLC(基于內(nèi)容的自適應(yīng)變長(zhǎng)編碼)或CABAC(基于內(nèi)容的自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼)，CABAC相較于CAVLC至少能夠提升10%-15%的壓縮效率。

　　目前基于H.264 Main Profile的產(chǎn)品，在保證圖像質(zhì)量的前提下，可以提供720P分辨率下3M碼流的壓縮視頻，1080P分辨率下6M碼流的壓縮視頻。

　　H.264壓縮編碼技術(shù)還將進(jìn)一步發(fā)展，在高清高速球上實(shí)現(xiàn)High Profile的壓縮編碼能力也將成為可能，High Profile將提供更高的壓縮效率和更好的圖像質(zhì)量，同時(shí)也能提供高效無損視頻編碼，滿足平臺(tái)視頻智能分析的需要。

　　標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)產(chǎn)品普及

　　IP監(jiān)控產(chǎn)品的最大優(yōu)勢(shì)，就是在于網(wǎng)絡(luò)的普及化和應(yīng)用協(xié)議的自定義，但是由于各個(gè)廠商都自成體系，造成市面上多數(shù)的IP攝像機(jī)、NVR以及監(jiān)控平臺(tái)都不能互相兼容。為此，2008年5月，由安訊士聯(lián)合博世和索尼公司三方宣布將攜手共同成立一個(gè)國(guó)際開放型網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口開發(fā)論壇，取名為ONVIF(開放型網(wǎng)絡(luò)視頻接口論壇)，并以公開、開放的原則共同制定開放性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。從此IP監(jiān)控產(chǎn)品開始步入了標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)代。

　　該協(xié)議規(guī)范了設(shè)備發(fā)現(xiàn)、實(shí)時(shí)音視頻、攝像頭PTZ控制、錄像控制、視頻分析等方面的內(nèi)容，為IP高清高速球的互聯(lián)互通奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。以上三大技術(shù)的突破，為IP高清高速球的制造、應(yīng)用及推廣掃清了技術(shù)障礙，使得IP高清高速球得以迅速替代IP標(biāo)清高速球，成為IP高速球的主流產(chǎn)品。[nextpage]

　　未來發(fā)展挑戰(zhàn)不斷

　　IP高清高速球的發(fā)展腳步并沒有停下，從產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展上看，IP高清高速球還有很多技術(shù)問題有待解決。目前比較熱門的技術(shù)內(nèi)容有：對(duì)于如何有效提升IP高清高速球夜間效果，使夜晚看得更加清晰?在看得清的前提下如何看的更遠(yuǎn)、更全?如何進(jìn)一步降低IP高清高速球監(jiān)控系統(tǒng)的部署成本?如何滿足在高清圖像質(zhì)量基礎(chǔ)上的行業(yè)應(yīng)用需求?對(duì)于以上問題，筆者做了一些假設(shè)性的解決方案，與大家一同分享。

　　如何有效提升IP高清高速球夜間效果，使夜晚看得更加清晰?從技術(shù)上來說，解決夜間效果的最好方式就是通過補(bǔ)光，不論是紅外補(bǔ)光、激光補(bǔ)光、白光補(bǔ)光，都可以彌補(bǔ)IP高清高速球的夜間效果。

　　在看得清的前提下如何看的更遠(yuǎn)、更全?像標(biāo)清機(jī)芯的發(fā)展方向一樣，更大倍率的高清一體化機(jī)芯不久將會(huì)面世。在高清一體化機(jī)芯時(shí)代，更大倍率的鏡頭設(shè)計(jì)將會(huì)成為技術(shù)的焦點(diǎn)，這樣的鏡頭可以解決看得更遠(yuǎn)的問題。但是，由于高速球應(yīng)用的需要，看的更全也將成為一個(gè)技術(shù)發(fā)展的方向。所謂看的全，是指當(dāng)機(jī)芯在觀察某一目標(biāo)物時(shí)，不會(huì)丟失整體場(chǎng)景的監(jiān)控圖像。

　　如何進(jìn)一步降低IP高清高速球監(jiān)控系統(tǒng)的部署成本?IP高清高速球的部署成本主要由傳輸系統(tǒng)成本、存儲(chǔ)系統(tǒng)成本和IP高清高速球維護(hù)成本組成。傳輸系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)的成本的降低將主要依賴于編碼算法效率的提升，如前文所述的H.264 High Profile技術(shù)。當(dāng)然，也可以考慮其他一些方式，比如將存儲(chǔ)(2.5寸硬盤)前置到IP高清高速球內(nèi)，這樣帶來的好處是顯而易見的，直接降低了視頻對(duì)于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的依賴，同時(shí)將存儲(chǔ)系統(tǒng)更合理的分配到使用端。對(duì)于IP高清高速球維護(hù)成本，可以基于ONVIF協(xié)議，實(shí)現(xiàn)設(shè)備部署和維護(hù)的“0”配置，簡(jiǎn)化施工人員的操作要求，降低系統(tǒng)維護(hù)的難度。

　　如何滿足在高清圖像質(zhì)量基礎(chǔ)上的行業(yè)應(yīng)用需求?由于高清時(shí)代的到來，海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分檢將是對(duì)管理者的一大考驗(yàn)。用戶對(duì)智能化的需要將會(huì)越來越突出。將非結(jié)構(gòu)化的視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的管理，將對(duì)管理者起到非常大的幫助。所謂數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，就是將監(jiān)控視頻中所關(guān)注的內(nèi)容，通過智能化前置的方式預(yù)先識(shí)別出來，并整理成可以檢索的數(shù)據(jù)。IP高清高速球通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和分析，來滿足特定行業(yè)的應(yīng)用需求，比如智能跟蹤將會(huì)更加的準(zhǔn)確。

　　在這個(gè)高清化時(shí)代的背景下，IP高清高速球?qū)⑼ㄟ^其自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)，不斷的演變與發(fā)展，滿足用戶對(duì)高清高速球的各種需要。