高清數(shù)字視頻監(jiān)控這個概念已經(jīng)被越來越多的用戶和廠商認可，高清所帶來的超高畫質(zhì)、超寬場景給人以極大的視覺震撼。高清與標清zui大的區(qū)別從清晰度來說，標清攝像機已經(jīng)接近極限，在短時間內(nèi)也沒有提升的空間；而高清網(wǎng)絡(luò)攝像機在清晰度方面可以說正處于快速提升的階段，從百萬像素，到200萬，再到300萬，500萬等都已經(jīng)有相應(yīng)的產(chǎn)品在市場上出現(xiàn)，隨著高清攝像機技術(shù)的日漸成熟，從視頻會議、廠區(qū)監(jiān)控一直到小區(qū)安防都離不開其身影，面對以前視頻中，監(jiān)控人員睜大了眼睛也不看清的監(jiān)控物，現(xiàn)如今都得到了很好的解決！
　　
　　現(xiàn)狀及問題
　　
　　在安防領(lǐng)域高清的發(fā)展涉及到方方面面，概括起來可以總結(jié)為5個字，即“采”、“傳”、“存”、“顯”、“控”，高清的市場也與這5個字息息相關(guān)。從這五個部分，可以看到高清的市場現(xiàn)狀：
　　
　　前端采集
　　
　　高清的視頻效果保證首先來源于高清信息的采集，如果沒有前端高清視頻采集，無法談及后端的高清效果。不管是高清還是模擬，其攝像機的清晰度主要取決于感光芯片的性能，主要有CCD和CMOS兩種，在高清監(jiān)控領(lǐng)域，也都有所應(yīng)用。
　　
　　CCD英文全名ChargeCoupledDevice，感光耦合元件，它是一種可記錄光線變化的半導(dǎo)體成像器件，因而具有靈敏度高、抗強光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動等優(yōu)點。CCD對監(jiān)控場景的適應(yīng)性更佳，在低照度下效果表現(xiàn)更好。CCD由以前1/4英寸到現(xiàn)在1/3英寸、1/2英寸甚至2/3英寸等等，代表了其技術(shù)的不斷發(fā)展，再經(jīng)過圖像處理芯片的配合，能夠達到分辨率720P甚至1080P的輸出。在高清的CCD領(lǐng)域，SONY擁有zui高的話語權(quán)，它的IT1方案中基于ICX445的130萬CCD芯片是各大廠家采用zui多的一款百萬像素CCD，其有效像素為1280x1024，zui高分辨率根據(jù)各家技術(shù)實力的不同可以到達720P或者更高的960P，如天地偉業(yè)、海康等公司的百萬像素高清產(chǎn)品其zui高分辨率都可以達到1280x960，即960P這個分辨率；針對200萬像素的高清監(jiān)控，SONY推出了他們的ICX274芯片，該芯片的大小為1/3英寸，zui高分辨率為1600x1200即UXGA分辨率，目前市面上絕大多數(shù)的200萬CCD高清產(chǎn)品都是基于該芯片方案而設(shè)計的。
　　
　　CMOS英文全名Compleme-ntaryMetal-OxideSemiconductor，互補性氧化金屬半導(dǎo)體，CMOS和CCD一樣同為可記錄光線變化的半導(dǎo)體。由于工藝水平、圖像處理技術(shù)及成本等綜合因素的限制，CMOS的傳感器zui大的缺點在于圖像噪點多，低照情況下表現(xiàn)差；與CCD相比，zui大的優(yōu)點在于CMOS的制造原理更加簡單，體積更小，功耗可以大大的降低。從目前情況來看不論是130萬像素還是200萬像素都還是CCD占絕大多數(shù)，而且基本都應(yīng)用在中市場；而CMOS的價格便宜基本都應(yīng)用于低端市場；但是隨著CMOS在制造工藝和影像處理技術(shù)上的不斷突破，業(yè)內(nèi)對CMOS的前景預(yù)測也越來越樂觀，有專家預(yù)言，隨著300萬像素的CMOS圖像傳感器的上市，圖像傳感器即將進入“CMOS時代”。CMOS在高像素方面有著一定的優(yōu)勢。
　　
　　編碼傳輸
　　
　　除前端采集外，高清編碼及傳輸也是在監(jiān)控系統(tǒng)中*的重要環(huán)節(jié)，高清視頻常見編碼格式有H.264、M-JPEG、MPEG4等格式。
　　
　　在這幾種編碼格式中，H.264是目前zui有前途的一種編碼格式，相對于MPEG2、MPEG4而言，其壓縮效率是三種編碼中zui高的。H.264標準由電信聯(lián)盟電信標準化部（ITU-T）和標準化組織/電工委員會（ISO/IEC）共同研究發(fā)布，因此H.264有兩個名稱，一個是沿用ITU-T組織的H.26x名稱，叫“H.264”，另一個則是AVC（視頻編碼）。H.264格式的zui大特點是在保證畫面質(zhì)量的情況下，它可以把文件大小控制在MPEG2格式的二分之一甚至三分之一。所以其更高的壓縮比、更好的IP和網(wǎng)絡(luò)信道的適應(yīng)性，在數(shù)字視頻通信和存儲領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是需要注意的是，H.264獲得*性能的代價是計算復(fù)雜度增加，因此H.264的硬件要求是zui高的。
　　
　　目前編碼芯片有以海思為代表的ASIC和以TI為代表的DSP兩大陣營，海思從Hi3510開始，就對監(jiān)控的視頻壓縮技術(shù)進行重點研究。在使用H.264壓縮標準下考慮到視頻的時延性和打包的方便性，推出了2M帶寬的720P實時Hi3512高清解決方案，Hi3515芯片方案在此基礎(chǔ)上將性能提升到了1080P@30fps，強化細節(jié)效果等等。TI的DSP如達芬奇數(shù)字媒體處理器TMS320DM6467，是基于DSP的SOC（片上系統(tǒng)），集成了300MHz的ARM內(nèi)核和600MHz的DSP內(nèi)核，并采用高清視頻協(xié)處理器，在執(zhí)行H.264HP@L4（1080p30fps、1080i60fps、720p60fps）的同步多格式高清編碼、解碼與轉(zhuǎn)碼方面，表現(xiàn)出色。
　　
　　高清存儲與高清顯示
　　
　　在傳輸過程中，高清意味著需要更高帶寬。一般認為，H.264編碼D1（720×576）畫質(zhì)的碼流為1.5M左右，那么以1080P計算，畫面尺寸約是D1的5倍，簡單計算，碼流也是5倍。因此，H.264編碼的一個1080P高清畫面所用帶寬約為8M，與D1畫質(zhì)的MPEG2相當。由此可以看出，對于“高清”，網(wǎng)絡(luò)傳輸并沒有特別的要求。目前的互聯(lián)網(wǎng)對大路數(shù)的高清傳輸還有一定的瓶頸，在一些平安城市或多級聯(lián)網(wǎng)的項目中，大都采用專網(wǎng)或者光纖。相比模擬傳輸，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳輸高清視頻具有得天獨厚的優(yōu)勢。
　　
　　目前高清在編碼傳輸中遇到一個zui大的問題就是各個廠家雖然都采用H.264編碼但是格式不統(tǒng)一，各家的編解碼設(shè)備不能混用，標準不統(tǒng)一，雖然ONVIF的出現(xiàn)使得這一現(xiàn)象有解決辦法，但是由于各家對ONVIF協(xié)議的理解和認知層面的差異，即使IPC和平臺都做了對ONVIF的支持，也可能面臨著對接及互訪不成功的現(xiàn)象。
　　
　　高清存儲
　　
　　對于高清平臺存儲來說，存儲的類型一般采用兩種方式：分布式存儲和集中存儲；存儲設(shè)備部分，一般會有：NVR（NetworkVideoRecorder）網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機和IPSAN兩種存儲設(shè)備。其中NVR作為一個新興的產(chǎn)品，在網(wǎng)絡(luò)攝像機尤其是高清攝像機的普及中扮演著非常重要的角色，其主要功能是對網(wǎng)絡(luò)視頻流進行錄像、存儲，并提供實時顯示和代理轉(zhuǎn)發(fā)等功能，一般多采用嵌入式架構(gòu)，硬解碼支持多路網(wǎng)絡(luò)標清或者高清攝像機接入。以天地偉業(yè)的嵌入式NVR為例，它可以支持16路標清或者8路高清網(wǎng)絡(luò)攝像機的接入；嵌入式硬解碼，可以實時預(yù)覽，錄像；內(nèi)置硬盤盤位可以存儲；內(nèi)置代理轉(zhuǎn)發(fā)模塊可以對接入的視頻流進行轉(zhuǎn)發(fā)；此外還帶有VGA和BNC兩種輸出接口可以解碼上墻顯示；此外它還可以作為節(jié)點設(shè)備，在系統(tǒng)做中做節(jié)點監(jiān)控和分布式存儲；高清存儲的另一個重要設(shè)備就是IPSAN。
　　
　　隨著高清的普及，IPSAN在存儲中扮演著越來越重要的角色，IPSAN通過采用IP構(gòu)架的以太網(wǎng)傳輸，具備良好的擴展性、共享性和較低的分攤應(yīng)用成本，是目前多路高清監(jiān)控存儲主要采用的技術(shù)之一，而存儲介質(zhì)儲多半是采用我們常見的硬盤，容量一般是TB級別，隨著2TB硬盤甚至更高容量的產(chǎn)品走入我們視線，大型高清監(jiān)控系統(tǒng)PB級海量存儲解決方案也得到普遍應(yīng)用。
　　
　　目前高清存儲面臨的一個問題就是在大路數(shù)多級聯(lián)網(wǎng)的高清項目中，如果降低存儲的成本，一方面這需要壓縮算法的改進，一方面需要硬盤及IPSAN的成本下降。在算法方面，目前已經(jīng)有廠家：如天地偉業(yè)，可以實現(xiàn)2M碼流傳輸720P的高清圖像，使一路高清一小時的存儲空間大約在1.8G左右。
　　
　　高清顯示
　　
　　高清的解碼顯示通常由高清解碼器或者高清網(wǎng)絡(luò)矩陣來完成，通過高清解碼器或者高清網(wǎng)絡(luò)矩陣配合網(wǎng)絡(luò)鍵盤使用可以實現(xiàn)畫面切換，高清上墻，輪詢切換等。以高清輸出接口來說，目前主流有的VGA和HDMI等接口，VGA的zui為普遍，而且應(yīng)用范圍也zui廣，造價也*；HDMI接口代表著高清顯示接口的趨勢，它的主要特點是色彩還原度高，畫質(zhì)無損耗。
　　
　　平臺控制
　　
　　在顯示器這部分，一般分為CRT、LCD、PDP三種。受高清電視技術(shù)發(fā)展的影響，監(jiān)控顯示設(shè)備的高清化速度非常快。CRT器件以其亮度高、反差大、色彩還原好、圖像細膩等優(yōu)勢，一直保持著高指標、高質(zhì)量的水平，是三種器件中觀看效果的。但由于受到自身重量、體積等因素影響，CRT監(jiān)視器一般用于技術(shù)監(jiān)看，適用于對圖像總體質(zhì)量的zui終把握。而LCD、PDP器件由于采用逐點顯示方式，沒有回掃線，具有圖像細膩、無閃爍現(xiàn)象，不易造成視覺疲勞的優(yōu)勢。其中，LCD監(jiān)視器以輕薄、省電為特色，PDP以高亮度、大尺寸聞名。在軌道交通、平安城市等大型圖像聯(lián)網(wǎng)指揮中心，大都使用了拼接大屏。目前拼接屏中DLPzui成熟，但LCD的拼接系統(tǒng)也在逐漸搶占市場。LCD拼接系統(tǒng)目前有個2cm左右縫技術(shù)沒有解決，因此在使用有些受限。單從清晰角度來說，LCD*可以滿足1080p的使用要求。
　　
　　平臺控制
　　
　　目前在平臺尤其以大規(guī)模高清監(jiān)控平臺遇到問題zui為典型，例如：視頻設(shè)備數(shù)量龐大；由于項目是分期建設(shè)，前端設(shè)備的品牌很雜，如何實現(xiàn)統(tǒng)一管理；實施過程中網(wǎng)絡(luò)環(huán)境多種多樣，非常雜亂；在多級聯(lián)網(wǎng)的情況下，還經(jīng)常涉及到多級聯(lián)網(wǎng)的問題，對接起來非常困難，這些都是平臺控制面臨的非常顯示的問題。針對這種情況，天地偉業(yè)的高清平臺部署采用“分而治之”的策略將高清監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成化整為零，將大系統(tǒng)建設(shè)問題按管理分級、業(yè)務(wù)分層、設(shè)備分類進行逐級分解為小系統(tǒng)建設(shè)問題，以邏輯上的虛擬條帶為構(gòu)建基礎(chǔ)單元解決系統(tǒng)中大量設(shè)備的管理、擴充問題，并實現(xiàn)病毒和網(wǎng)絡(luò)風暴的隔離，避免了單點故障擴散到整個系統(tǒng)。而統(tǒng)一管理是在解決每個小系統(tǒng)的問題后再把每個小系統(tǒng)堆疊起來進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)靈活的系統(tǒng)擴充，也便于系統(tǒng)建設(shè)分步實施。而且充分考慮高清高清標清的兼容性問題，采用“中間件服務(wù)器”概念對錄像流媒體做支撐，實現(xiàn)模擬視頻全實時，數(shù)字視頻高清晰的技術(shù)要求；對大規(guī)模的視頻監(jiān)控實施統(tǒng)一的資源管理，開放的設(shè)備兼容性，實現(xiàn)不同廠家設(shè)備的互聯(lián)互通；在顯示部分，支持多畫面分割顯示，多類型切換模式滿足不同用戶的觀看需求；集成靈活的警情接入，實現(xiàn)全面的報警聯(lián)動，對多級的聯(lián)網(wǎng)調(diào)度實現(xiàn)直觀的場景定位；以及集成應(yīng)急預(yù)案宏策略，完善的日志記錄，鍵盤客戶端操作，GIS地圖矢量定位等等功能來確保大規(guī)模高清監(jiān)控平臺的業(yè)務(wù)需求和平穩(wěn)運行。
　　
　　結(jié)束語
　　
　　在監(jiān)控領(lǐng)域，高清化，網(wǎng)絡(luò)化的時代已經(jīng)來臨，高清作為監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的主要方向之一，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來新的變革，高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控正在以一種高姿態(tài)、高要求進入我們的世界，不斷滿足市場競爭需求。隨著各個廠家對高清市場的重視，高清相關(guān)方案的完善，高清必將會取代模擬，成為監(jiān)控市場的主導(dǎo)者。