百万像素ip摄像机的优势及应用分析

百万像素 IP 摄像机的优势及应用分析【IT168 转载】近几年随着 IP 网络视频的高速发展，百万像素和高清视频被引入到安防行业也用，成了继“智能视频分析”技术外的新技术理念和新的应用趋势。但是现在很多同仁和朋友以及我们的业主都在逐步了解，但并未对二者有清晰的认识。在此，以本人对两种技术的浅见希望能帮助理解新技术的本质。高清摄像机的概念首先看看“高清”的概念，高清摄像机是不是等于“百万像素摄像机”呢，其实目前行业上对此并没有确定的说法，甚至有人曾经把 4CIF 分辨率（704*576 像素）或 500 线以上的模拟摄像机称作“高清摄像机”，这并没有错，“高清”本身就是一个主观感觉的词。但是，严格意义上的高清是借鉴了广播电视系统的技术。目前，支持1280720 逐行扫描（720P）、19201080（1080i）隔行扫描、19201080 逐行扫描(1080P)三种显示模式的电视可以称为“高清”电视。如此，高清摄像机不一定要达到百万像素（最低在 90 万），但是，百万像素摄像机已经达到“高清”的分辨率标准了。但是对于摄像机，另外一个“高清”指标是帧率，按照广播电视中“高清”概念，高清应该是实时视频，就是无论在 720P,1080I 还是未来成为主流的 1080P 都能满足 25 帧/30 帧全实时状态。但是，目前在视频监控中很难达到百万像素实时，全球仅有 1-2 家厂商可以做到在 130 万像素时接近实时，但是其带宽（一般都在 20-30M 左右）码流已经让人无法容忍在监控行业去应用。*高清网络摄像机的技术原理：高清网络摄像机是高质量成像监控系统的源头，直接将视频进行高清编码压缩并 IP 封装，然后利用 IP 网络来承载高清视频流，实现高清的实时监控、录像、回放、转发的工作。视频芯片目前有 CCD及 COMS 传感器，两者各有优势，尤其 CMOS 在百万像素上有一定优势，而在HDTV 网络摄像机。高清网络摄像机编码方式有 H.264 及 MJPEG 方式，网络协议采用通用主流网络技术，网络接入方式分有线和无线两种方式，网络摄像机集成报警、控制、缓冲等接口设备。百万像素摄像机的概念像素数代表什么意义？最简单的解释方式，就是将长和宽两个数字乘在一起，就是这块感光器有多少像素了。举例来说，1280x960 是 1228800，那我们就简称它为 130 万像素，或 1.3 百万像素。在理论上，用越多像素来表示一张图，那自然就可以表现出越多的细节，或是印出越大张的照片，而不会看到颗粒或锯齿。这也是一般人认定为什么像素数越高越好的主要原因。所以百万像素是代表民用的技术标准，主要是基于静态图像应用的技术标准，而这一技术在近几年被引用到网络视频监控中，但是主要前期在国外，因为国外对视频的实时性要求不高，只是需要几帧即可，而国内用户对实时性要求较高，这是就把广电的技术标准 HDTV 引到网络监控中来以弥补百万像素在实时性，带宽，存储方面的不足。简单总结：200 万对于静态像素（用于拍摄静态照片）来讲是比较低，但是对于动态像素（用于拍摄动态视频）来说已经很高了，达到了高清的标准，高清的动态像素最高可以达到 1920X10802073600，就是 207 万像素。而百万像素是很难实现动态图像的实时性和低带宽传输，原因很简单，百万像素是基于 M-JPEG 算法，而且是低帧率，最大不到 15 帧。而 HDTV 高清的网络摄像机都是基于H.264 等先进算法（国际标准）会大大降低传输的带宽和存储空间，并且是全帧速传输。这点上面 AXIS 的 Q1755 的技术优势显而易见是做到最强的，目前没有其他产品与之匹敌。高清摄像机主要优势一般百万像素高清网络摄像机相比传统模拟摄像机、普通网络摄像机具很多优势：高清晰度，百万像素级的传感器，可以获得更多的视频信息；逐行扫描的 CCD/CMOS 可以让画面更清晰、自然流畅；方便集成智能分析功能；数字PTZ 功能，没有机械移动部件，更耐用；一个百万高清摄像机可以代替多个普通摄像机，节省线缆、安装、维护费用。1）覆盖范围更大百万高清摄像机的一大优势就是，覆盖面更广，相同监视区域可以替代原有的多个固定点摄像机或全方位摄像机。这对于密集型场所，如机场安检通道、车站、地铁、商场出入口、停车场、工厂、银行柜员等，原来一般需要设计多个密集的低分辨率摄像机，来保护死角，而现在，部署百万像素摄像机是个不错选择。假如树上有一只鸟，那么用一支铅弹气枪准确瞄准就可以打下来，如果树上有一群鸟，那么，如果想只开一枪打下多只鸟，如何能做到呢。两种方案，一种是部署多个人持多个气枪，同时瞄准射击；另外一个方案是鸟枪换炮，这样，开一炮可以打下一群鸟。很明显，如果树上的鸟越密集，鸟枪换炮的效益越好，最差的情况是树上只有一只鸟，鸟枪换炮在这种情况下大材小用，会浪费资源。所以，高清摄像机需要好的设计和部署，才能发挥其最大经济效益。2）图像质量好所谓“细节决定成败”，高清摄像机采用先进的感光器使图像细节更加清晰，尤其对于移动物体来说，逐行扫描方式可以给我们提供更好的图像质量，有效解决了隔行扫描带来的梳状模糊现象。可靠的图像质量+细节=可靠快速的调查和分析，让视频存储海量的硬盘数据中全部是有价值的图像资料，这对于车牌、人脸识别等应用具有重要意义。相反，如果图像质量差，缺少细节信息，无疑会给日后的调查分析工作带来巨大的困难。中国有句老话“宁吃仙桃一口，不吃烂杏一筐”。目前国内有些视频监控建设求大求全，比如，对视频监控，经常碰到的硬性指标是“所有摄像机实时存储 30 天”。为控制成本并满足要求，最终的结果可能是“CIF 分辨率的图像实时存储 30 天”，这样，当事后去调查取证一些视频时，可能发现海量 T 级的视频资料多是一筐筐的“烂杏”。其实，如果是高质量的视频，那怕几帧图像，可能就满足事后调查用了。3）数字云台的优势百万高清摄像机的数字云台的概念，是使用较小的数字变焦视频窗口在大的图像中移动，并放大图像中的某个部分，记录下整个全屏图像，当监控人员通过数字变焦将镜头接近到某一选定区域时，还可以继续拍摄整个场景，从而不会错过监控范围内的任何情况。普通的 PTZ 摄像机，只能同时显示一个画面，要么拉近,要么拉远。百万高清摄像机，具有“画中画”功能，可以同时显示全景和局部，非常方便操作。对于一般城市的地图，如果肉眼去看，我们通常可以对城市有个大概的了解，看到各条环路、立交桥、花园等，如果要看得更清晰的街道、小区等，我们可以借助放大镜或把眼睛贴近到地图上。如果可能，我们希望能有两张地图，一张来看整个城市全景的，另外一张精确定位在目标区，这样，两张结合看，可以准确定位自己所找目标的大致方位及细节位置，高清摄像机的数字云台功能就与此一个道理。高清摄像机的应用没有人否认，百万高清摄像机代表的是视频监控的未来，但就目前来说，视频监控还处在“模拟”到“数字”的转化阶段，高清摄像机如果要得到全面应用，还有一定问题需要克服。1）用户认知度问题任何新事物的出现都需要一个过程，过程甚至可能很长。这很正常，对于一种新技术来讲，从其出现到广泛应用，都必然会经历一个市场培育、知识更新、用户接受到认可阶段。新技术越是复杂，原有的技术和模型越是成熟，那么这个新市场的培育阶段持续的时间就会越长。2）高成本因素问题成本是任何建设项目必须考虑的因素，新技术可以给客户带来更高的收益，但是成本很重要。目前高清摄像机给人的感觉是价格非常高。百万高清摄像机对比标准摄像机，就实际效益来讲，成本其实不高。在一个项目中，百万高清摄像机只是因地制宜的选择，不是所有监控点位都需要百万高清摄像机，“鸟枪”是否“换炮”完全取决于实际现场情况。3）大量的带宽占用问题百万像素摄像机，跟 CIF 或 4CIF 分辨率相比，数量级大了几倍。对于 CIF或 4CIF 分辨率，多数采用主流压缩方式 MPEG-4,因其可以很好利用 P 帧和 B 帧，数据量并不是很大，4CIF 实时视频，通常占用带宽 2M 左右。而目前的百万像素摄像机，主要压缩方式为 MJPEG 方式，对于 200 万像素的半实时视频，预计可能 8M 左右，目前的网络负担确实比较大。4）海量存储占用问题存储空间与码流成正比，而百万高清视频需要大量的码流来支持其高分辨率，那么，用户会遇到大量的存储空间需求。通常，他们往往看到的是“一个摄像机需要的存储空间是如此大”，而忽略了实质上一个高清摄像机实质代替了多个普通摄像机。因为完美的图像质量，视频的存储变得更有价值。另外，如果能够做到减帧存储或时间、报警存储相结合的话，视频存储空间的需求并不是那么惊人。鸟枪换炮