高清網(wǎng)絡攝像機代表著監(jiān)控攝像機的未來。我國以光傳輸系統(tǒng)為代表的高速網(wǎng)絡傳輸技術應用正日益普及，跨越較大地理范圍的超高速骨干網(wǎng)絡和局部地區(qū)的高速網(wǎng)絡已成為常態(tài)設施，通過網(wǎng)絡進行大碼流的高清圖像實時傳輸已經(jīng)成為可能，而且資費還有不斷下調(diào)的空間。這些都為高清監(jiān)控打開了寬廣的發(fā)展空間。
高清網(wǎng)絡攝像機舉足輕重
我們知道，傳統(tǒng)的標清監(jiān)控分為模擬、數(shù)字和網(wǎng)絡三種類型。模擬監(jiān)控的前端是模擬攝像機，后端是矩陣。數(shù)字監(jiān)控的前端也是模擬攝像機，后端是DVR。網(wǎng)絡監(jiān)控的前端有兩種，一種是模擬攝像機 視頻編碼器，一種是網(wǎng)絡攝像機，后端是平臺。也就是說，在標清監(jiān)控時代，前端有模擬攝像機、網(wǎng)絡攝像機、視頻編碼器 模擬攝像機等多種類型。
當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，在攝像機中通過DSP或ASIC對此數(shù)字高清視頻信號直接進行壓縮編碼，然后以網(wǎng)絡化方式傳輸，要比攝像機直接輸出高清信號來得經(jīng)濟，且處理效率更高。
高清網(wǎng)絡攝像機在提供給人們清晰的視覺體驗的同時，也對網(wǎng)絡帶寬提出了更高的要求。要得到大規(guī)模的應用，除了被動期待網(wǎng)絡運營商做出一些調(diào)整外，更需要主動采取一些替代方案來緩解高清攝像機網(wǎng)絡傳輸寬帶不夠的矛盾。
1、采用先進的視頻壓縮標準
積極采用先進的視頻壓縮標準，確保用最少的數(shù)據(jù)量去實現(xiàn)最好的圖像質(zhì)量，同時通過圖像編碼技術與智能技術的結合，采用局部編碼的方式，可以在相當程度上降低高清圖像傳輸所需要的網(wǎng)絡帶寬。
目前，主流的壓縮格式有三種，分別是JPEG、MPEG-4、H.264。JPEG是單幀圖片的壓縮，單張圖片的效果最佳，但占用的網(wǎng)絡帶寬資源較大；MPEG-4和H.264是幀與幀之間的連續(xù)壓縮。其中目前最流行的壓縮格式H.264的壓縮效率最高，經(jīng)過H.264壓縮的視頻數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡傳輸過程中所需要的帶寬更少。
2、提供雙碼流支持
在實現(xiàn)高清本地錄像的同時，采用雙碼流技術可以兼顧降低遠程傳輸?shù)膸捠褂煤捅ＷC當?shù)剌^好的圖像質(zhì)量。高清攝像機在遠程監(jiān)控環(huán)境下，可提供一路高碼率的碼流用于本地高清存儲，例如720P/1080P編碼，一路低碼率的碼流用于網(wǎng)絡傳輸，例如QCIF/CIF編碼，同時兼顧本地存儲和遠程網(wǎng)絡傳輸。根據(jù)網(wǎng)絡帶寬靈活選擇碼流格式，達到本地高清存儲，同時后端低碼流網(wǎng)絡傳輸。能在用戶所能獲得的網(wǎng)絡資源有限的情況下，得以確保傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
3、提高智能技術附加值
智能技術可以提高監(jiān)控效率，它所能帶來的價值還不止于此，通過編碼和智能分析前置，內(nèi)嵌智能分析模塊的高清網(wǎng)絡攝像機可以從源頭上攫取有價值的信息再傳到后臺，可降低傳輸壓力，真正做到有效傳輸。高清攝像機自身即可對采集的圖像進行分析判斷，并將報警信號傳輸?shù)胶蠖讼到y(tǒng)中，這不同于以往智能技術將圖像傳輸?shù)胶蠖讼到y(tǒng)后再由軟件進行分析報警的方式。以往的方式需要占用太多帶寬和存儲空間，并且由于圖像信號在傳輸過程中存在損失，易出現(xiàn)誤報警。而高清攝像機由于所有信號處理都在前段攝像機內(nèi)部，信號是最完整的，所以報警的準確率大大提升，同時可以降低帶寬。
4、完善前端緩存技術
設計合理的前端緩存技術，保證設備圖像不丟失。高清攝像機本身數(shù)據(jù)存儲能力有限，依賴于通訊傳輸和后端存儲設備。我們可以通過設計合理的前端緩存機制，來防止通訊故障時數(shù)據(jù)丟失。例如，在高清攝像機系統(tǒng)設計時，可選配板載存儲器或其他存儲設備，并支持離線工作。在網(wǎng)絡異常中斷的情況下，可將數(shù)據(jù)臨時存儲在本地，等網(wǎng)絡恢復正常后再傳回服務器。還可以通過網(wǎng)管技術，實現(xiàn)網(wǎng)絡暫時中斷時的前端緩存，待網(wǎng)絡恢復后自動上傳錄像數(shù)據(jù)，從而確保錄像的完整性。
5、制定并遵守行業(yè)標準
監(jiān)控市場各廠家有必要聯(lián)合起來，制定一些通行的規(guī)范，求大同，存小異。目前Onvif、PSIA等標準化組織的出現(xiàn)讓人看到視頻產(chǎn)品和系統(tǒng)標準化的希望。視頻監(jiān)控“即插即用”的時代相信已經(jīng)不遠了。
光纖傳輸?shù)膬?yōu)勢
網(wǎng)絡傳輸對于監(jiān)控有著普及型的推動，但是同樣受著網(wǎng)絡帶寬的約束，在大規(guī)模遠距離的工程中傳輸性能捉襟見肘，以目前基礎的百萬像素高清720P規(guī)格計算，碼流約是D1的2倍，帶寬達到4M左右，而采取1080P計算，碼流更是D1的5倍，所用帶寬約為10M。以100M以太網(wǎng)為例，在確保流暢的前提下，實際上同時只能承載5路左右的高清圖像，但如果同一視頻源有多個用戶訪問，占用的帶寬會更大。換成千兆以太網(wǎng)可以承擔幾十路，對于小規(guī)模高清監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效解決，對于大工程而言，傳輸性能就會成為絆腳石。
近年來，由于光纖通信技術的飛速發(fā)展，也使得光纖傳輸監(jiān)控系統(tǒng)的造價大幅降低，所以光纖和光端機在監(jiān)控系統(tǒng)中的應用越來越普及。就目前筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，光纖已廣泛應用于家庭光纖和辦公室接入網(wǎng)，在家庭智能化、辦公自動化、工控網(wǎng)絡、車載機載和軍事通信網(wǎng)等領域。對于傳輸帶寬、傳輸距離要求較高的高清視頻流來說，光纖時代來臨實現(xiàn)高清監(jiān)控不再是夢。
從發(fā)展的眼光看，由于光纖傳輸?shù)奶匦?，使得光纖為傳輸數(shù)字高清信號的首選傳輸介質(zhì)。光纖傳輸還具有以下優(yōu)勢：
1、寬頻帶，大通信量
光纖的頻帶很寬，理論可達30億兆赫茲，可保證數(shù)字高清信號的傳輸帶寬和質(zhì)量。是傳統(tǒng)銅電纜根本無法比擬的。這就使得光纖成為用于高帶寬數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐牖A技術。
2、損耗低，適用遠距離傳輸
使用傳統(tǒng)電纜傳輸數(shù)字高清信號有效距離不過為幾百米，而用光纖可傳輸幾百米甚至幾十公里遠。對于降低高清信號通信成本、提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別重要的意義。
3、抗電磁干擾、無串音干擾，保密性高
光纖是絕緣體材料，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化干擾，不受電磁場和電磁輻射的影響，所以光纖提供了比銅線更清晰的信號；光波在光纜中傳輸過程中很難從光纖中泄漏出來。這樣，即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多，也可實現(xiàn)無串音干擾，在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>
4、重量輕，體積小便于施工維護
其抗張強度好，質(zhì)量小，而且比較小巧，所以光纜能最大限度的擴大配線管道的使用率，并且能夠盡可能的減小安裝問題。通過以下的數(shù)字我們可以分析出光纖的優(yōu)勢，1000根1km長的雙絞線重達8000kg，而容量更大的1km長的兩根光纖的重量只有100kg重，這就極大減少了必須維護的昂貴機械支撐系統(tǒng)的需要，所以光纖要勝過銅線。
5、可擴展性
以光纖為傳輸介質(zhì)的系統(tǒng)擴展能力很強，由于光纖的通頻帶很寬，且抗化學腐蝕，使用壽命長。投資一次形成物理鏈路后，即可在原有鏈路的基礎上進行系統(tǒng)的升級和擴容，只需更換設備部分而已，而不必更換原有的光纖網(wǎng)絡。大大的節(jié)約系統(tǒng)的升級成本。
光纖傳輸技術為迎合未來的需要提供了不可比擬的彈性和擴展性。光纖可以提供比銅線高得多的帶寬，這使得它被越來越多的用于視頻信號、計算機信號和高清信號的傳輸。光纖技術為高清視頻監(jiān)控提供了最好的解決方案。
隨著監(jiān)控技術的不斷提高和發(fā)展，高清網(wǎng)絡攝像機作為監(jiān)控技術發(fā)展的主要方向之一，結合光學成像技術、智能分析技術、網(wǎng)絡傳輸技術等等帶來新的變革，在不斷滿足市場競爭需求的同時，趨向于一種自我的完美實現(xiàn)。它深刻地影響著監(jiān)控技術領域，也將深刻地改變我們的生活方式。
下載文檔
