IP高清未來(lái)發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)結合

一、高清攝像機方案重點(diǎn)分析

1、高清監控ImageSensor是關(guān)鍵

IP高清攝像機從本意上講超越了傳統常用的模擬攝像機?，F在市面上的高清監控攝像機已經(jīng)形成以百萬(wàn)像素為基礎，200萬(wàn)像素，300萬(wàn)像素為先導的多元化產(chǎn)品格局。一臺IP高清網(wǎng)攝像機主要由視頻采集、視頻編碼、網(wǎng)絡(luò )傳輸等幾部分組成。一臺IP高清攝像機可以被看作一臺高清攝像機和一臺電腦的結合體。它通過(guò)CMOS/CCD感光器進(jìn)行逐行掃描，將光信號直接能夠捕獲影像并通過(guò)SoC單芯片處理，直接通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行傳輸，從而使用戶(hù)能夠通過(guò)標準的基于IP網(wǎng)絡(luò )基礎構架在本地或者遠程地點(diǎn)實(shí)現觀(guān)看、存儲和管理高清視頻數據。

IP高清攝像機以核心部件的圖像傳感器（ImageSensor）做分類(lèi)的話(huà)，主要有CCD和CMOS兩種。其中CMOS又細分為傳統的CMOS和ExmorCMOS即背照式CMOS.CCD和CMOS就基本結構和工作原理來(lái)說(shuō)，區別如下：

CCD是ChargeCoupledDevice（電荷耦合器件）的縮寫(xiě)，它是一種半導體成像器件，CCD電荷耦合器存儲的電荷信息，需在同步信號控制下一位一位地實(shí)施轉移后讀取，電荷信息轉移和讀取輸出需要有時(shí)鐘控制電路和三組不同的電源相配合，整個(gè)電路較為復雜。

CMOS是ComplementaryMetal-OxideSemiconductor（互補性氧化金屬半導體）的縮寫(xiě)，和CCD一樣同為在高清攝像機中可記錄光線(xiàn)變化的半導體，CMOS光電傳感器經(jīng)光電轉換后直接產(chǎn)生電流（或電壓）信號，信號讀取十分簡(jiǎn)單，兩者的特點(diǎn)如下。

CCD電荷耦合器需在同步時(shí)鐘的控制下，以行為單位一位一位地輸出信息，速度較慢；CMOS光電傳感器采集光信號的同時(shí)就可以取出電信號，還能同時(shí)處理各單元的圖像信息，速度比CCD電荷耦合器快很多；CCD電荷耦合器大多需要三組電源供電，耗電量較大；CMOS光電傳感器只需使用一個(gè)電源，耗電量非常小，CMOS光電傳感器在節能方面具有很大優(yōu)勢。

2、IP高清攝像機的“大腦”：核心處理芯片

高清IPC的設計方案很多，但從架構上來(lái)看，主要包括兩種：其一，采用CCD/CMOS傳感器作為圖像采集設備，配套提供實(shí)現圖像處理和編碼功能的SoC芯片；其二，采用前端攝影機模塊，作為圖像采集設備，和一個(gè)通用的ASIC或DSP進(jìn)行編碼和傳輸。由于第一種架構設計靈活，廣泛被廠(chǎng)家采用。

在圖像處理方面有三種實(shí)現方案：第一種方案采用專(zhuān)用的ISP處理芯片和編碼處理部分，該方案較靈活，采用專(zhuān)用的ISP芯片穩定性好，能夠保證圖像的質(zhì)量；第二種方案采用集成ISP的編碼芯片，該方案靈活性次于第一種方案，且專(zhuān)用的ISP處理芯片穩定性雖高，但圖像質(zhì)量一般、成本較高；第三種方案采用FPGA等芯片實(shí)現信號處理及編碼功能，該方案靈活性最強，但是穩定性差、成本最高、圖像質(zhì)量難于保證。專(zhuān)用ISP方案設計靈活、性?xún)r(jià)比高、可以保證圖像的質(zhì)量，適用于高清IPC的設計。

二、IP高清攝像機產(chǎn)品的創(chuàng )新及應用

隨著(zhù)IP高清攝像機應用領(lǐng)域和市場(chǎng)需求的不斷擴張，用戶(hù)對畫(huà)面品質(zhì)及功能的不斷提升，IP高清攝像機會(huì )逐漸從一個(gè)單純的安防監控，演變到集多種功能更多、多種操作、多種管理等多種需求與一體的一個(gè)設備，具體來(lái)說(shuō)，IP高清攝像機在如下幾個(gè)方面會(huì )有創(chuàng )新及應用。

1、IP高清攝像機與物聯(lián)網(wǎng)結合

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的射頻技術(shù)（RFID）的成功應用，在未來(lái)可以實(shí)現與高清視頻的無(wú)縫結合從而帶來(lái)很好的實(shí)際應用?？梢酝ㄟ^(guò)IP高清攝像機的COM接口接收從射頻傳輸過(guò)來(lái)的數據，做到圖像和射頻的結合。舉例來(lái)說(shuō)，此項技術(shù)可以代替固定打卡、非法人員識別從而有助于改進(jìn)實(shí)際中很多較為繁瑣的工作，體現高智能、高技術(shù)的價(jià)值。

2、IP高清攝像機與報警設備聯(lián)動(dòng)

IP高清網(wǎng)絡(luò )攝像機上的報警（ALARMI/O）接口，可處理開(kāi)關(guān)量電平，當IP高清攝像機接收到此數據后，可以對其進(jìn)行編碼處理，而后送入TCP/IP網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)應用軟件對該報警信號進(jìn)行各種聯(lián)動(dòng)響應設置，如發(fā)出聲、光報警與進(jìn)行報警錄像等。

3、IP高清攝像機與移動(dòng)設備結合

隨著(zhù)3G技術(shù)的普及，以及每臺IP高清攝像機都擁有自己獨立的IP地址，可以通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò )能夠直接與移動(dòng)設備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )連接，實(shí)時(shí)傳輸高清圖像，實(shí)現無(wú)線(xiàn)高清視頻的傳輸。也可以在IP高清攝像機中配置內置的Email、FTP等客戶(hù)端，當在能接入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，IP高清攝像機設備還可以通過(guò)Email、FTP等方式把報警觸發(fā)時(shí)抓拍的圖片或錄像發(fā)送到移動(dòng)設備。也可以通過(guò)COM口與能連接的SIM卡的設備連接，利用短信、彩信方式下發(fā)給指定的手機終端。這樣，做到實(shí)時(shí)且智能的監控，而僅利用很小的帶寬和成本。

4、從智能方面切入IP高清攝像機

因為IP高清攝像機前端即是帶有操作系統的，所有在前端上就可以附帶很多智能的算法。智能算法可以直接處理從芯片輸出的原始圖像信息，基于原始圖像，做一些恰當的、適合特征場(chǎng)合的應用。比如，可嵌入出入口人數統計功能。該功能可通過(guò)對攝像機所監控的畫(huà)面進(jìn)行分析，自動(dòng)統計計算穿越重要出入口或指定區域的人或物體的數量。而且在低碳時(shí)代，為智能算法與節能環(huán)保思想的結合則開(kāi)辟了另一巨大的市場(chǎng)。在黨政機關(guān)、學(xué)校、企業(yè)和大型家居環(huán)境，還可采用智能視頻分析技術(shù)消除巨大的電能浪費與安全隱患，如自動(dòng)關(guān)閉不必要的燈或打開(kāi)有人辦公工作的燈或視需要調整燈光的強度等。

智能化、標準化，高效應用普及

隨著(zhù)IP高清高速球的日益普及，大家對其智能化的期望也會(huì )越來(lái)越強烈。近期比較熱點(diǎn)的就是IP高清智能跟蹤球，這款產(chǎn)品同時(shí)輸出兩路圖像，一路為固定全景圖像，另一路為智能目標跟蹤圖像，這種應用一舉改變了傳統高速球的應用模式，極大的提升了高速球記錄的圖像信息的價(jià)值。

當然，智能跟蹤球僅僅是IP高清高速球在智能化方面的一個(gè)例子，更廣闊的IP高清高速球智能化應用，還將體現在如何將各種不同的智能功能按需加載到IP高清高速球里，滿(mǎn)足不同行業(yè)、不同環(huán)境下的智能應用。

要實(shí)現IP高清高速球的智能化，除了對圖像識別智能分析算法有很高要求之外，對上文提到的云臺精確控制、快速對焦、平穩加速等技術(shù)也有更高的要求。

對于是否能夠接入不同廠(chǎng)商、不同品牌的NVR和管理平臺，是IP高清高速球接下來(lái)在應用普及中必將面臨的問(wèn)題。根據當前的標準化進(jìn)展情況來(lái)看，ONVIF應該是解決這一問(wèn)題的主要途徑之一。遵循ONVIF標準將會(huì )成為IP高清高速球的基本性能之一。

結語(yǔ)

在監控網(wǎng)絡(luò )化大潮的推動(dòng)和市場(chǎng)需求的驅動(dòng)下，IP高清獲得了實(shí)實(shí)在在的突破。IP高清攝像機所特有的聯(lián)網(wǎng)、開(kāi)放、遠程訪(fǎng)問(wèn)等特性勢必會(huì )大量應用在各種各樣的實(shí)際項目中，這標志著(zhù)安防監控已經(jīng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )時(shí)代，高清時(shí)代。高清技術(shù)和產(chǎn)品的不斷涌現，高清監控系統的現實(shí)應用，將加速促進(jìn)視頻監控系統與安防其它子系統的無(wú)縫整合，再進(jìn)一步促進(jìn)安防系統與行業(yè)業(yè)務(wù)管理系統的無(wú)縫對接，這為視頻監控的發(fā)展帶來(lái)好處。