淺析百萬(wàn)像素高清攝像機技術(shù)及應用

隨著(zhù)安防監控技術(shù)的不斷發(fā)展，安防監控的市場(chǎng)需求也在快速地發(fā)生變化。近幾年高清視頻監控已經(jīng)成為比較明確的發(fā)展方向，這也就意味著(zhù)用戶(hù)對監控的要求將更多的關(guān)注在監控圖像的清晰度上，關(guān)注監控畫(huà)面能在多大程度上與現場(chǎng)保持一致，使之能利用智能分析技術(shù)準確地識別異常的目標。

百萬(wàn)高清攝像機構成

傳統模擬攝像機是無(wú)法滿(mǎn)足高清圖像采集需求，高清已經(jīng)成為當今視頻監控的發(fā)展主流。要實(shí)現高清視頻監控，離不開(kāi)高清攝像機，因此，百萬(wàn)像素高清網(wǎng)絡(luò )攝像機應運而生。

百萬(wàn)像素高清攝像機的出現，為高清監控方案的實(shí)現奠定了基礎，那么何為百萬(wàn)像素高清網(wǎng)絡(luò )攝像機呢?

此處所述百萬(wàn)像素高清攝像機，指基于IP網(wǎng)絡(luò )傳輸的高清攝像機。以一般的高清網(wǎng)絡(luò )攝像機構成為例介紹，從前往后依次包括鏡頭、紅外截止濾光片、圖像傳感器、時(shí)鐘同步與圖像處理編碼壓縮主板、電源及I/O網(wǎng)絡(luò )接口板，在所有的構成部件中，最為關(guān)鍵的是圖像傳感器，其指標優(yōu)秀與否直接影響到高清網(wǎng)絡(luò )攝像機畫(huà)面效果。目前市場(chǎng)上大多數高清網(wǎng)絡(luò )攝像機均采用CMOS作為感光元件，與CCD傳感器相比，其在高清網(wǎng)絡(luò )攝像機上的應用具有優(yōu)勢。

高清成像效果

目前，百萬(wàn)像素攝像機只是行業(yè)內對高清網(wǎng)絡(luò )攝像機的一個(gè)統稱(chēng)，泛指百萬(wàn)及百萬(wàn)以上像素的高清攝像機，但業(yè)界尚未形成相關(guān)的標準來(lái)定義百萬(wàn)像素和高清的關(guān)系。所謂百萬(wàn)像素，指應用于網(wǎng)絡(luò )攝像機的傳感器的有效像素數達到百萬(wàn)以上，與此同時(shí)，此高清攝像機所輸出的現場(chǎng)畫(huà)面分辨率至少為1280×720。當今主流的130萬(wàn)像素、200萬(wàn)像素，甚至更高的500萬(wàn)像素均屬于百萬(wàn)像素級網(wǎng)絡(luò )攝像機，輸出的圖像分辨率一般至少為720P(1280×720)或1080P(1920×1080)。

百萬(wàn)像素高清攝像機所提供的視頻畫(huà)面是傳統模擬攝像機時(shí)代所不能比擬的，清晰度的提高，圖像視野的擴大，均為其最突出的優(yōu)勢。從當前行業(yè)的公認標準來(lái)看，視頻畫(huà)面分辨率達到720P為高清是最基本的要求，甚至有些場(chǎng)合將其稱(chēng)之為準高清，因為從嚴格意義上講，1280×720的分辨率尚未達到百萬(wàn)像素。而通常被公認的真正高清圖像，其視頻畫(huà)面分辨率需要達到1920×1080，即通常所說(shuō)的1080P。

一方面，從分辨率數值對比來(lái)看：百萬(wàn)像素高清攝像機提供的畫(huà)面分辨率有著(zhù)數倍于傳統攝像機清晰度的優(yōu)勢。

在行業(yè)實(shí)際應用中，客戶(hù)往往有著(zhù)非常明確的監控需求，以及所要實(shí)現的目標要求。如銀行柜員監控，需要能夠清晰地看到每一個(gè)前來(lái)辦理業(yè)務(wù)的人員的面部;交通道路監控，需要能夠清晰地看到每一個(gè)車(chē)道上通過(guò)的車(chē)輛的車(chē)牌號。為了滿(mǎn)足這些特殊的需求，采用傳統的非高清監控方式，往往需要針對每一個(gè)柜員，每一個(gè)車(chē)道單獨安裝一臺攝像機，以期縮小監控視野，保證監控目標的清晰度。

在應用百萬(wàn)像素高清攝像機之后，可以使用一臺百萬(wàn)像素高清攝像機代替多臺非高清攝像機，并能達到需要同時(shí)使用多臺傳統攝像機才能達到的監控效果。

三車(chē)道的道路監控，如果使用標清D1分辨率格式的攝像機進(jìn)行監控，如需獲取到清晰的車(chē)牌信息，就需要分別針對每個(gè)車(chē)道安裝1臺攝像機，共需要3臺攝像機才能將整條車(chē)道完全監控。而使用百萬(wàn)像素高清攝像機，可以實(shí)現一臺攝像機對三車(chē)道的監控，并且獲取清晰的車(chē)牌信息，高清監控方案中，對3車(chē)道僅需要1臺高清攝像機就可完成監控。

除了視頻畫(huà)面清晰度的高低以外，實(shí)際應用中還有一個(gè)很重要的要求，即視頻畫(huà)面的實(shí)時(shí)性，以PAL制式來(lái)看，需要達到25幀/秒的傳輸及播放幀率。當前市場(chǎng)上大多數百萬(wàn)像素攝像機在720P或1080P分辨率格式下均能夠達到25幀/秒的高幀率傳輸及呈現，而達到2560×1920分辨率的超高清攝像機大多還無(wú)法實(shí)現此種清晰度下的實(shí)時(shí)呈現。

百萬(wàn)像素高清攝像機的出現無(wú)疑給廣大使用者帶來(lái)了極大的便利，也使得安防監控質(zhì)量有了很大的提升，同時(shí)也在不斷使傳統模擬攝像機加速退出現有市場(chǎng)。面對百萬(wàn)高清攝像機的諸多優(yōu)勢，那么在實(shí)際應用中是否要選擇像素越高的攝像機監控效果就越好呢?其實(shí)不然，百萬(wàn)像素高清固然帶來(lái)畫(huà)面質(zhì)量的提升，但同時(shí)也應該看到其帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò )帶寬占用的增加，以及存儲空間需求的提升，比如1080P的高清畫(huà)面，在清晰度方面五倍于標清D1畫(huà)面，D1分辨率傳輸下，僅需要1M的帶寬即可進(jìn)行傳輸和存儲，而1080P的高清傳輸則需要高達6M的碼率進(jìn)行傳輸和存儲。因此，在使用百萬(wàn)像素高清攝像機進(jìn)行高清監控方案建設的時(shí)候，需要綜合考慮傳輸和存儲的投入，選擇最合適的高清攝像機，而并非一味的選擇五百萬(wàn)像素，甚至于千萬(wàn)像素產(chǎn)品;或許130萬(wàn)、200萬(wàn)像素的攝像機才是最適合的選擇。

智能化應用

縱觀(guān)現在市場(chǎng)上的百萬(wàn)像素高清攝像機，不乏具有各類(lèi)不同特性的機型，而其與高清攝像機搭配的特色功能莫過(guò)于與智能視頻分析技術(shù)的融合，成為高清攝像機發(fā)展的一大亮點(diǎn)，如智能高清網(wǎng)絡(luò )攝像機，將智能視頻分析技術(shù)與百萬(wàn)像素高清進(jìn)行了有機的融合。

智能視頻分析技術(shù)已成為當今技術(shù)發(fā)展的主流方向，不斷得到廣泛的應用，此處不對此項技術(shù)做具體剖析，而主要探討智能與高清雙劍合璧的應用。

百萬(wàn)像素帶來(lái)了高清晰的畫(huà)面質(zhì)量，將視頻監控帶入了高清監控時(shí)代，但并未改變傳統的被動(dòng)監控模式。

現場(chǎng)圖像的高清顯示固然給監控人員帶來(lái)了高清畫(huà)質(zhì)的直觀(guān)體驗，但仍無(wú)法改變眾多監控現場(chǎng)的無(wú)重點(diǎn)觀(guān)察、容易遺漏等被動(dòng)局面。再清晰的畫(huà)面，如果在出現警情的時(shí)候不能給監控人員第一時(shí)間收到警訊，其有效價(jià)值將大打折扣。利用智能視頻分析的預警功效，第一時(shí)間將有警情的高清畫(huà)面彈出，其監控效率將大大提高。

在傳統模擬攝像機監控時(shí)代，由于攝像機本身并不具備進(jìn)行視頻處理的DSP芯片，因此無(wú)法將智能視頻分析算法嵌入到攝像機內，要想實(shí)現智能監控，需要額外增加智能視頻分析設備，成本和維護投入均較大。而百萬(wàn)像素高清攝像機的出現，其本身具有視頻處理的DSP芯片即主板，因此可以實(shí)現將智能視頻分析算法嵌入到百萬(wàn)像素高清攝像機中。由于智能視頻分析算法將占用DSP的處理能力，為了不影響視頻壓縮，保證視頻畫(huà)面的質(zhì)量，同時(shí)也為了保證智能視頻分析算法有充足的運算資源以達到較高性能，部分廠(chǎng)家采用雙DSP芯片的方式，一方面保證百萬(wàn)高清畫(huà)質(zhì)，另一方面保證智能視頻分析的性能。