監控設備廠家分析高清技術在安防監控行業的應用及瓶頸
真正的高清從前端開始,每一路圖像都要達到高清分辨率,才能保證視頻采集、編碼、傳輸、瀏覽、錄像、回放等全面高清。高清監控涉及到視頻監控的諸多環節,如前端的攝像機信號采集,傳輸,再到記錄存儲以及顯示。也就是說,高清在工程中的應用,要包括高清攝像機、高清球機、高清云臺、高清視頻編碼設備或管理平臺、存數系統、瀏覽、顯示等等。
高清產品行業應用分析
就目前的重點行業需求看,在道路交通、城市治安監控、機場、地鐵、金融銀行、海關、邊防安檢等需要嚴格加強安全防范的領域會對高清有強烈的需求。在其他領域的應用也在不斷擴展,如水利電力、遠程醫療視頻教學、環境檢測等。下面針對典型的行業應用進行分析:
道路監控
在道路監控中,如何看清楚在高速公路上超速行駛車輛的牌照?在十字路口,如何有效抓拍到違規駕駛的車輛車牌?在路橋等自動收費口,如何獲取到來往車輛的車牌信息?在智能交通系統中如何獲取高清晰畫面,以幫助智能分析軟件實現智能監控應用?高清視頻監控能夠很好的解決道路監控中的諸多需求。
前端的高清攝像機能夠獲取高清晰度畫面,通過與智能交通相結合,大大提高了圖像細節分析的準確率,從而使智能監控發揮更實際的作用。
公安監控系統
經了解,在公安系統應用中,絕大多數的模擬攝像設備均不能滿足公安調查取證的需要。傳統模擬攝像機傳輸的視頻圖像模糊不清,在夜間違法行為高發時間,視頻圖像無法辨認清楚人臉。每當畫面人物較多或者動作較快時圖像效果就更差。高清攝像機的應用,能夠提高視頻監控的清晰度,為公安系統帶來最佳的圖像效果。高清豐富的畫面細節,覆蓋范圍廣等特點,可以在人流、車流密度的公共場所得到很好的應用,對于可疑人員,放大后也可以看清楚人的面部細節特征。通過與視頻智能分析技術相結合,為智能監控提供了高清晰的視頻畫面分辨率,有效提高了智能預警的可靠性。
金融銀行
金融行業是最早使用視頻監控設備的行業之一。
自2000年,金融行業的監控系統從模擬升級到數字,但是清晰度卻沒有跟著升級。作為一個高風險行業,其犯罪活動具有快速、突發、隱蔽的特點。如何能夠在關鍵位置和關鍵時段快速、準確捕獲現場的細節成為銀行保衛部門的一個重要課題。而高清視頻就是最直接的解決手段。高清提供高分辨率視頻圖像,對于可疑人員的面目特征清晰可辨,結合智能分析技術,可第一時間發現,并自動跟蹤,及時制止犯罪行為的發生。
學校
經過2010年4月份至5月份的幾起重大校園惡性報復事件后,校園的安全防范建設受到國家相關部門的高度重視。校園安防升級后,對高清產品的應用也有一定的需求,但并不是全系統應用,主要為點位需求,比如在校門口,圍墻周界,操場等學生密集、流動大的場所需要安裝高清攝像機監護學校學生安全,發現可疑人員,自動追蹤并報警通知學校保衛人員。
機場,港口等公共場所
機場,港口等場所具有人口流動大、人員復雜等特點,是犯罪分子經常出沒的地方。在擁擠的人群中,如何能夠迅速準確的找到目標?如何及時發現可疑人員,并第一時間制止犯罪行為的發生?通過在出入口,售票大廳,候車廳等監控區域部署高清攝像機獲取清晰畫面并高清存儲,在發生糾紛時需要獲取重要的高質量視頻證據時顯得非常重要。 制約發展的高清瓶頸
一、高清技術瓶頸和障礙明顯
影響高清規模化應用的瓶頸,首先是技術問題,高清的推廣在技術上還存在障礙。例如,CCD傳感器的功耗、CMOS傳感器的寬動態問題。其次是產品價格還偏高。再次是用戶的認識和接受有個過程。
目前,市場上主要的高清監控設備是高清攝像機。在成本,低照度和靈敏度等關鍵問題上,大部分高清攝像機表現的并不盡如人意。目前IP高清攝像機用到的芯片有兩種,一種是CCD的,這種芯片的技術比較成熟,但是成本較高;而另一種CMOS芯片則較為便宜,但是它的缺點是在低照度的情況下噪點較多。由于大部分的高清攝像機都采用CMOS傳感器,其對光線的靈敏度較低,即使是采用百萬像素CCD的傳感器也要比普通的低照度CCD靈敏度也要低許多。到了夜間就是漆黑一片,而監控大部分所要防范的時間段恰恰又是在夜間,這樣就會使期望值很高的視頻高清系統成了一個擺設。
傳統模擬攝像機廠家在加工生產上具備一定的經驗與基礎,但是在數字高清攝像機的網絡視頻標準未形成與推廣開來時,廠家既要做前端攝像機,還要開發生產后端錄像機及監控軟件,這是以加工為主的模擬攝像機廠家們之前普遍缺乏積累的。另外,數字高清攝像機內感光器的光學與圖像處理等技術,廠家們大多沒有這方面的開發積累。傳統普通網絡攝像機與視頻服務器的廠家,他們會在后臺軟件方面積累一定經驗,但是同樣會遇到模擬攝像機廠家們一樣的阻力。半導體公司則希望做出完整的技術方案,希望任何公司都能生產,但是也同樣受限網絡視頻標準的形成與推廣,半導體公司必須提供各種感光器的低照度、紅外、寬動態等全系列攝像機與豐富的后端錄像設備及核心軟件,從而吸引大量沒有研發的加工廠家變成百萬高清產品廠商。這比之前模擬時代半導體免費提供攝像機方案還要復雜。 二、傳輸和存儲挑戰大
高清的應用還只是在一些行業的解決方案上,在一些行業領域有一些應用,在常規的監控市場,高清監控還沒有鋪開,網絡環境這個硬指標也是限制高清視頻監控推廣的一個重要因素。從技術標準上來講,720P的分辨率是目前普通標清CIF的9倍左右,1080P的分辨率則是目前標清CIF的20倍左右,前端采用高清攝像機無疑會帶來龐大的數據流,而系統能否實現高清,首先面臨的則是傳輸系統能否接納如此龐大的高清數據流。
目前IP高清監控的傳輸都是采用網絡的方式,它是不可以接入傳統監控系統的,傳統的監控系統采用高清接入只能采用SDI或SCDMA的傳輸方式。這種傳輸方式的傳輸距離有限,只能通過光纖鏈路來實現,但相關配套設備的高清化剛剛起步,設備成本非常高。并且即使采用光纖傳輸,也只是解決了實時瀏覽的問題,視頻信息的存儲依然無法擺脫編碼壓縮和IP傳輸。
網絡高清攝像頭是高清監控系統的主力軍,因而網絡傳輸已成為目前高清監控最經濟型的傳輸方式選擇,但是同樣受著網絡帶寬的約束。網絡傳輸的方式有三種,一是3G無線網絡,二是無線專網,其三是光網絡。如果傳輸高清視頻,今天的3G無線網絡達不到要求。高清視頻上傳需要2MB帶寬,而今天WCDMA和CDMA2000的上傳帶寬只有600KB到800KB,TD-SCDMA帶寬要更窄一些,而這樣的帶寬條件只能傳輸分辨率較低的4路CIF或一路D1,還傳輸不了高清視頻。以目前基礎的百萬像素高清720P規格計算,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。換成千兆以太網可以承擔幾十路,對于小規模高清監控系統,可以有效解決,對于大工程而言,傳輸性能就會成為絆腳石。
同時,高清就意味著高碼率高分辨率,這不僅是單單對監控硬盤具有更大的考驗,而是對于整個存儲系統的容量、性能、成本都是不小的挑戰。以最基礎的720P高清監控為例,正常每小時錄像需要的大約硬盤容量為4G8G/小時,出于經濟性考慮,降低每小時視頻錄像可壓縮到3GB左右容量。以此為例,按一個月保存時間計算,8路監控大約17T(17000G)容量左右,由此折算單單硬盤的價格就達萬元左右。錄像容量的翻倍,必然導致存儲成本的翻番。
高清應用的投入相對偏高,這主要體現在基礎設施投入和系統本身的投入上。高清系統的部署對于存儲、網絡帶寬等基礎配套設施的要求,要比標清系統更高;而高清設備本身的成本也會高于標清產品不少。從用戶考慮,目前市場并不成熟,高清監控的昂貴成本并不符合一般安防市場的要求,人們更傾向于采用網絡視頻監控、甚至數模混合系統,畢竟,整個安防工程的成本對于中國安防市場來說,還是相當高昂的。對于眾多的普通用戶而言,投入成本是影響他們進一步選擇的重要因素之一。