监控设备厂家分析高清技术在安防监控行业的应用及瓶颈

    真正的高清从前端开始,每一路图像都要达到高清分辨率,才能保证视频采集、编码、传输、浏览、录像、回放等全面高清。高清监控涉及到视频监控的诸多环节,如前端的摄像机信号采集,传输,再到记录存储以及显示。也就是说,高清在工程中的应用,要包括高清摄像机、高清球机、高清云台、高清视频编码设备或管理平台、存数系统、浏览、显示等等。

   高清产品行业应用分析
  就目前的重点行业需求看,在道路交通、城市治安监控、机场、地铁、金融银行、海关、边防安检等需要严格加强安全防范的领域会对高清有强烈的需求。在其他领域的应用也在不断扩展,如水利电力、远程医疗视频教学、环境检测等。下面针对典型的行业应用进行分析:
  道路监控
  在道路监控中,如何看清楚在高速公路上超速行驶车辆的牌照?在十字路口,如何有效抓拍到违规驾驶的车辆车牌?在路桥等自动收费口,如何获取到来往车辆的车牌信息?在智能交通系统中如何获取高清晰画面,以帮助智能分析软件实现智能监控应用?高清视频监控能够很好的解决道路监控中的诸多需求。
  前端的高清摄像机能够获取高清晰度画面,通过与智能交通相结合,大大提高了图像细节分析的准确率,从而使智能监控发挥更实际的作用。
  公安监控系统
  经了解,在公安系统应用中,绝大多数的模拟摄像设备均不能满足公安调查取证的需要。传统模拟摄像机传输的视频图像模糊不清,在夜间违法行为高发时间,视频图像无法辨认清楚人脸。每当画面人物较多或者动作较快时图像效果就更差。高清摄像机的应用,能够提高视频监控的清晰度,为公安系统带来最佳的图像效果。高清丰富的画面细节,覆盖范围广等特点,可以在人流、车流密度的公共场所得到很好的应用,对于可疑人员,放大后也可以看清楚人的面部细节特征。通过与视频智能分析技术相结合,为智能监控提供了高清晰的视频画面分辨率,有效提高了智能预警的可靠性。
  金融银行
  金融行业是最早使用视频监控设备的行业之一。
  自2000年,金融行业的监控系统从模拟升级到数字,但是清晰度却没有跟着升级。作为一个高风险行业,其犯罪活动具有快速、突发、隐蔽的特点。如何能够在关键位置和关键时段快速、准确捕获现场的细节成为银行保卫部门的一个重要课题。而高清视频就是最直接的解决手段。高清提供高分辨率视频图像,对于可疑人员的面目特征清晰可辨,结合智能分析技术,可第一时间发现,并自动跟踪,及时制止犯罪行为的发生。
  学校
  经过2010年4月份至5月份的几起重大校园恶性报复事件后,校园的安全防范建设受到国家相关部门的高度重视。校园安防升级后,对高清产品的应用也有一定的需求,但并不是全系统应用,主要为点位需求,比如在校门口,围墙周界,操场等学生密集、流动大的场所需要安装高清摄像机监护学校学生安全,发现可疑人员,自动追踪并报警通知学校保卫人员。
  机场,港口等公共场所
  机场,港口等场所具有人口流动大、人员复杂等特点,是犯罪分子经常出没的地方。在拥挤的人群中,如何能够迅速准确的找到目标?如何及时发现可疑人员,并第一时间制止犯罪行为的发生?通过在出入口,售票大厅,候车厅等监控区域部署高清摄像机获取清晰画面并高清存储,在发生纠纷时需要获取重要的高质量视频证据时显得非常重要。     制约发展的高清瓶颈
  一、高清技术瓶颈和障碍明显
  影响高清规模化应用的瓶颈,首先是技术问题,高清的推广在技术上还存在障碍。例如,CCD传感器的功耗、CMOS传感器的宽动态问题。其次是产品价格还偏高。再次是用户的认识和接受有个过程。
  目前,市场上主要的高清监控设备是高清摄像机。在成本,低照度和灵敏度等关键问题上,大部分高清摄像机表现的并不尽如人意。目前IP高清摄像机用到的芯片有两种,一种是CCD的,这种芯片的技术比较成熟,但是成本较高;而另一种CMOS芯片则较为便宜,但是它的缺点是在低照度的情况下噪点较多。由于大部分的高清摄像机都采用CMOS传感器,其对光线的灵敏度较低,即使是采用百万像素CCD的传感器也要比普通的低照度CCD灵敏度也要低许多。到了夜间就是漆黑一片,而监控大部分所要防范的时间段恰恰又是在夜间,这样就会使期望值很高的视频高清系统成了一个摆设。
  传统模拟摄像机厂家在加工生产上具备一定的经验与基础,但是在数字高清摄像机的网络视频标准未形成与推广开来时,厂家既要做前端摄像机,还要开发生产后端录像机及监控软件,这是以加工为主的模拟摄像机厂家们之前普遍缺乏积累的。另外,数字高清摄像机内感光器的光学与图像处理等技术,厂家们大多没有这方面的开发积累。传统普通网络摄像机与视频服务器的厂家,他们会在后台软件方面积累一定经验,但是同样会遇到模拟摄像机厂家们一样的阻力。半导体公司则希望做出完整的技术方案,希望任何公司都能生产,但是也同样受限网络视频标准的形成与推广,半导体公司必须提供各种感光器的低照度、红外、宽动态等全系列摄像机与丰富的后端录像设备及核心软件,从而吸引大量没有研发的加工厂家变成百万高清产品厂商。这比之前模拟时代半导体免费提供摄像机方案还要复杂。      二、传输和存储挑战大
  高清的应用还只是在一些行业的解决方案上,在一些行业领域有一些应用,在常规的监控市场,高清监控还没有铺开,网络环境这个硬指标也是限制高清视频监控推广的一个重要因素。从技术标准上来讲,720P的分辨率是目前普通标清CIF的9倍左右,1080P的分辨率则是目前标清CIF的20倍左右,前端采用高清摄像机无疑会带来庞大的数据流,而系统能否实现高清,首先面临的则是传输系统能否接纳如此庞大的高清数据流。
  目前IP高清监控的传输都是采用网络的方式,它是不可以接入传统监控系统的,传统的监控系统采用高清接入只能采用SDI或SCDMA的传输方式。这种传输方式的传输距离有限,只能通过光纤链路来实现,但相关配套设备的高清化刚刚起步,设备成本非常高。并且即使采用光纤传输,也只是解决了实时浏览的问题,视频信息的存储依然无法摆脱编码压缩和IP传输。
  网络高清摄像头是高清监控系统的主力军,因而网络传输已成为目前高清监控最经济型的传输方式选择,但是同样受着网络带宽的约束。网络传输的方式有三种,一是3G无线网络,二是无线专网,其三是光网络。如果传输高清视频,今天的3G无线网络达不到要求。高清视频上传需要2MB带宽,而今天WCDMA和CDMA2000的上传带宽只有600KB到800KB,TD-SCDMA带宽要更窄一些,而这样的带宽条件只能传输分辨率较低的4路CIF或一路D1,还传输不了高清视频。以目前基础的百万像素高清720P规格计算,码流约是D1的2倍,带宽达到4M左右,而采取1080P计算,码流更是D1的5倍,所用带宽约为10M。以100M以太网为例,在确保流畅的前提下,实际上同时只能承载5路左右的高清图像,但如果同一视频源有多个用户访问,占用的带宽会更大。换成千兆以太网可以承担几十路,对于小规模高清监控系统,可以有效解决,对于大工程而言,传输性能就会成为绊脚石。
  同时,高清就意味着高码率高分辨率,这不仅是单单对监控硬盘具有更大的考验,而是对于整个存储系统的容量、性能、成本都是不小的挑战。以最基础的720P高清监控为例,正常每小时录像需要的大约硬盘容量为4G8G/小时,出于经济性考虑,降低每小时视频录像可压缩到3GB左右容量。以此为例,按一个月保存时间计算,8路监控大约17T(17000G)容量左右,由此折算单单硬盘的价格就达万元左右。录像容量的翻倍,必然导致存储成本的翻番。
  高清应用的投入相对偏高,这主要体现在基础设施投入和系统本身的投入上。高清系统的部署对于存储、网络带宽等基础配套设施的要求,要比标清系统更高;而高清设备本身的成本也会高于标清产品不少。从用户考虑,目前市场并不成熟,高清监控的昂贵成本并不符合一般安防市场的要求,人们更倾向于采用网络视频监控、甚至数模混合系统,毕竟,整个安防工程的成本对于中国安防市场来说,还是相当高昂的。对于众多的普通用户而言,投入成本是影响他们进一步选择的重要因素之一。


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