我们知道,传统的标清监控分为模拟、数字和网络三种类型。模拟监控的前端是模拟摄像机,后端是矩阵。数字监控的前端也是模拟摄像机,后端是DVR。网络监控的前端有两种,一种是模拟摄像机+视频编码器,一种是网络摄像机,后端是平台。也就是说,在标清监控时代,前端有模拟摄像机、网络摄像机、视频编码器+模拟摄像机等多种类型。
那为什么到了高清监控时代,前端一定是高清网络摄像机呢?原因主要在两个方面。
第一,高清监控一定是网络化的,必然是基于视频压缩处理并通过IP网络进行传输的,因为只有这样才能控制高清视频的传输成本。
采集后未经压缩的高清视频信号有模拟和数字两种传输方式。模拟传输一般采用YPbPr分量传输,一路高清视频信号需要三根同轴线缆同时传输。数字传输一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI传输,其中DVI或HDMI的传输距离只有几米,不适合用于监控传输,而HD-SDI虽可以传输100米左右,但对同轴电缆的要求很高,线缆的价格也非常昂贵。无论是模拟方式还是数字方式传输,未经压缩的高清视频信号传输成本都明显高于以前的模拟标清视频信号。而采用视频压缩编码并通过IP网络进行传输时,高清视频与标清视频在传输成本上的差异很小。
第二,直接用高清网络摄像机进行前端处理的效率和成本比用高清视频编码器+高清摄像机要更有优势。
当前高清视频传感器以CMOS为主,CMOS传感器直接输出数字化的视频信号,在摄像机中通过DSP或ASIC对此数字高清视频信号直接进行压缩编码,然后以网络化方式传输,要比摄像机直接输出高清信号来得经济,且处理效率更高。
这就是为什么目前市面上我们能够看到的所有高清监控前端都是高清网络摄像机的原因。
探索高清监控
模拟产品与数字化的高清产品相比,存在着许多设计上的缺陷,使得它在目前的技术架构上很难在分辨率、帧率等方面有大的提高。拿清晰度来说,现有的CCTV模拟监控系统,摄像机采集垂直分辨率,PAL制式下625扫描线,去消隐后575线,现有的超高清产品所达到的530、540线基本已到模拟系统的极限。与数字系统的800线左右的分辨率相比,相差还是比较大的。
海康威视在高清领域很早就投入大量的人力、物力进行了新产品的研发和生产工作。在去年刚刚结束的2008年度北京安防展上,海康威视推出了全系列的高清视频监控产品和系统解决方案。在产品方面,海康威视推出了业内分辨率最高的高清IP摄像机DS-852MF和DS-862MF,以及基于高清产品的嵌入式NVR和PC式NVR硬盘录像机。在方案方面,基于海康威视新推出的IP摄像机和后端NVR产品,海康威视能够为客户提供全IP的高清数字化网络监控解决方案。从视频采集、网络传输、集中存储到显示控制均为基于IP网络的数字化产品,并提供相应的监控平台软件。下图是一个比较典型的高清网络视频监控系统网络拓扑图。
前端采用高清IP摄像机采集现场视音频信号,通过本地网络传输至本地NVR进行本地存储。NVR提供本地显示、控制功能,可以显示IP摄像机实时图像,控制IP摄像机云台镜头,接收报警信息,对IP摄像机进行参数配置。
海康威视DS-862MF-E、DS-852MF-E系列高清网络摄像机,分别采用SONY高清逐行扫描CCD、1/3吋高清CMOS传感器,分别支持最高1280x960、1600x1200高清编码。其中,DS-862MF-E可达到最高分辨率720P的25帧实时编码传输,而码率可控制在与D1相当的3Mbps左右。由于DS-862MF-E采用CCD传感器,与CMOS产品相比,在低照度下效果表现更好。能够支持ICR滤光片切换的日夜转化功能,配合辅助红外灯,可以实现全天候的高清监控。DS-852MF-E产品,是一款200万像素产品。分辨率可达到目前高清的最高标准1080P。而且能够支持电子云台功能,可以实现140°全景画面监控。与传统的模拟云台解码器相比,有超快速PAN/TILE/ZOOM、支持区域放大、无机械磨损、无噪音等优势。
在中心监控端,海康威视提供了嵌入式NVR-DS-9000系列硬盘录像机和PC式NVR两种后端显示、控制和录像设备。与传统数字监控系统相比,前端采集设备由模拟摄像机转变为IP高清摄像机,信号源由模拟视频信号转变为基于IP网络的数字视频流,传统的DVR产品已经不适合在高清方案中使用。海康威视最新推出的嵌入式混合型硬盘录像机DS-9000系列产品,除具备传统嵌入式DVR的模拟监控功能外,还能够接入海康威视全系列的IP摄像机产品(包括高清IP摄像机)。可以在9000系列硬盘录像机上实现对IP摄像机的远程预览、录像、参数配置、云台镜头控制等功能。9000能够支持高清IP摄像机显示分辨率最高可以到1280x720的高清720P标准分辨率。为了配合高清摄像机的大容量,长时间记录的功能,9000设备还对网络接口进行了升级,采用了10/100/1000M自适应的网络接口,可内置8个本地硬盘进行存储,单盘容量也突破了2TB的限制,为以后大容量硬盘的出现提供了更高的平台。同时9000设备也能支持海康后端网络磁盘阵列产品,可以实现实时在线的网络扩展存储功能,是一款配合高清摄像机使用的后端集中监控产品。
点评:
在视频监控产品经历了模拟时代、数字时代、网络时代的发展后,现在已经逐步走入了高清时代。“让我们看得更清楚”已经不再是概念,而高清产品的出现也能大大提升系统的应用价值,为视频监控带来更广阔的发展空间。