垂直打擊：談高清監(jiān)控選購與安裝

高清監(jiān)控

    不同的行業(yè)、不同的場合對圖像清晰度的要求不同，如在車水馬龍的鬧市區(qū)如何看清一個人的面部特征、看清楚車輛的牌照是很重要的;在高樓大廈的大廳內(nèi)，擁擠喧鬧的出入口、停車庫的出入口、高速公路、體育場館等場合，則能大大提升系統(tǒng)的應(yīng)用價值。

    高清監(jiān)控

    高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提供視頻監(jiān)控的信源，它已將視頻進(jìn)行高清編碼和IP封裝，通過IP網(wǎng)絡(luò)來承載高清圖像，可實現(xiàn)高清監(jiān)視、錄像等監(jiān)控功能。

    在發(fā)送端，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)集成了圖像采集、視頻壓縮編碼、通信控制和傳輸接口，視頻數(shù)據(jù)通過IP網(wǎng)絡(luò)輸出。

    在圖像采集部分，CCD和CMOS兩種傳感器分別針對不同的需求而設(shè)計，CMOS在高像素方面有著一定的優(yōu)勢，而CCD對監(jiān)控場景的適應(yīng)性更佳。在視頻壓縮編碼部分，不同的壓縮算法和算法實現(xiàn)方案決定了高清圖像的質(zhì)量和編碼效率。在通信控制部分，網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性、安全性、碼流的封裝格式和傳輸功能，取決于監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計。在傳輸接口部分，不同的網(wǎng)絡(luò)接入方式，如無線、有線等，均可很好地支持;另外，有的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)還集成了監(jiān)控所需其它接口，如報警、控制、對講等接口。

    在接收端，通過解碼，輸出至高清顯示設(shè)備，如LCD，通過記錄設(shè)備，對高清圖像進(jìn)行錄像。

    由于高清圖像的碼流較大，一般在3Mbps以上，所以圖像的記錄是實現(xiàn)高清錄像的重要環(huán)節(jié)。要記錄高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)圖像，我們可以采用以下幾種方式：

    PC-NVR

    嵌入式NVR

    混合型DVR

    無論采用哪種方式，都應(yīng)具備以下要求，如：

    保證錄像保存周期，需要足夠的存儲空間;

    保證多路并發(fā)記錄的有效性，即記錄過程中不應(yīng)該有瓶頸;

    方便、快捷的檢索與回放效率;

    具備循環(huán)覆蓋方式，多次覆蓋后應(yīng)保證記錄和檢索的效率;

    可靠性、性價比應(yīng)符合監(jiān)控業(yè)務(wù)要求。

    PC-NVR利用PC-DVR開發(fā)技術(shù)，通過高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提供的SDK可進(jìn)行二次開發(fā)，存儲技術(shù)可采用DAS、NAS、IPSAN等。

    嵌入式NVR和混合性DVR，均來源于嵌入式DVR技術(shù)。嵌入式NVR和混合型DVR集網(wǎng)絡(luò)存儲、檢索回放、視頻切換等監(jiān)控功能于一體。如果混合DVR或NVR要支持高清監(jiān)控，那么至少具備以下條件：

    支持高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的接入;

    具備高清解碼和解碼輸出接口(如VGA);

    具備足夠的存儲空間或擴(kuò)展存儲接口。

    目前時常上的幾款高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，分別采用CCD、CMOS傳感器，分別支持1280x720、1600x1200高清編碼，可實現(xiàn)高達(dá)5倍D1效果顯示，碼率在2M-8Mbps之間可調(diào)。在后端上，國內(nèi)首推的DS-9000系列混合型DVR最多可接入8路高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，錄像與解碼分辨率支持1280x720，顯示分辨率支持1280x1024。。支持8個SATA盤位，內(nèi)置的存儲容量可配置，如配備8個1TB的硬盤、配置3Mbps碼率，那么每個通道的平均保存周期約為780小時。

選擇前端時應(yīng)注意問題

    1.高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)還是高清視頻服務(wù)器

    高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)由于是一體化的構(gòu)造，產(chǎn)品簡潔，應(yīng)用起來十分方便，目前成為應(yīng)用的主題。

    高清視頻服務(wù)器用以連接高清攝像機(jī)，在當(dāng)前高清網(wǎng)絡(luò)機(jī)不是很豐富的情況下，也是一個不錯的選擇，將更多的選擇空間留給高清攝像機(jī)。

    2.CCD還是CMOS

    目前高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的攝像部件一般采用CMOS或CCD。

    CMOS由于其極高的性價比，在高清監(jiān)控中占有較大的比重。CMOS技術(shù)成熟，可以提供更高清晰度的圖像，給網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的發(fā)展留了很大的發(fā)展空間。從應(yīng)用上來說，CMOS還存在固有的缺憾，對低照度的適應(yīng)能力差一些。但這不會影響其成為高清攝像機(jī)的主力。

    CCD高清攝像機(jī)，能適應(yīng)低照的環(huán)境，圖像的運動特性也較好，作為百萬級像素的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，是一個不錯的選擇，但普遍價格偏高。因此在選擇中應(yīng)當(dāng)考量使用場景和系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

    3.H.264還是MPEG4

    圖像清晰度的提高對圖像處理和傳輸都提出較高的要求。MPEG4和H.264兩種編碼技術(shù)在目前的高清前端都有使用，技術(shù)的成熟度相當(dāng)，壓縮后的圖像對帶寬的要求略高于后者，但產(chǎn)品的價格存在一定的差異。在應(yīng)用中需考察系統(tǒng)的規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在綜合經(jīng)濟(jì)因素，可以做出選擇。

    4.前端存儲

    高清監(jiān)控的場合往往是比較重要的一些場合，對圖像的安全性要求較高，特別是要防止來自網(wǎng)絡(luò)的偶然性故障所帶來的影響。前端帶有存儲是一個不錯的措施，圖像經(jīng)前端壓縮編碼后存儲在本地的存儲介質(zhì)上，無論網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化，可以有效保證圖像的存儲安全。但大部分的高清前端不會內(nèi)置有硬盤，而是采用存儲卡作為介質(zhì)，措施不當(dāng)，可能引起介質(zhì)的早早報廢，這時需要和后端進(jìn)行協(xié)作。

    后端系統(tǒng)往往有兩種形式：一是監(jiān)控管理平臺(CMS)，一是網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)(NVR)。CMS往往注重聯(lián)網(wǎng)特性，注重大容量轉(zhuǎn)發(fā)、存儲和用戶管理，是一種較為上層的部分，而跟高清攝像機(jī)業(yè)務(wù)關(guān)系上最緊密的應(yīng)該是NVR，因此在高清監(jiān)控系統(tǒng)中我們關(guān)注的后端將主要是NVR。

選擇后端時應(yīng)關(guān)注問題

    NVR同樣是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的產(chǎn)物，在高清監(jiān)控以前，NVR是以DVR終結(jié)者形象出現(xiàn)的話，那么在高清監(jiān)控系統(tǒng)中，NVR將是一支生力軍，充當(dāng)起這個市場的主角。在高清監(jiān)控系統(tǒng)中NVR的選擇應(yīng)當(dāng)重點考查以下的方面：

    1.圖像存儲

    高清監(jiān)控會引起錄像存儲空間的增大，因此要有足夠的存儲空間用于錄像存儲，在特定的專業(yè)場合，對存儲的要求則更高。NVR需要本身有足夠的存儲空間，在需要擴(kuò)展的時候能夠方便的進(jìn)行擴(kuò)展，目前常見的存儲擴(kuò)展設(shè)備包括eSATA陣列、IPSan陣列，而這往往也是衡量一個NVR的擴(kuò)展性的一個重要指標(biāo)。

    另一方面，專業(yè)場合對于錄像的安全性要求很高，存儲介質(zhì)的可靠性問題將顯得比較重要。一般而言，業(yè)內(nèi)有兩種方法可以提升存儲的安全性，一種是磁盤的輪休，多個磁盤中，同一時間只有一個磁盤工作，不工作的硬盤處于休眠狀態(tài)，這間接提升了磁盤的使用壽命;第二種是使用RAID技術(shù)，常用在存儲陣列中，對于偶爾出現(xiàn)的磁盤故障，更換磁盤后能方便的還原圖像資料。一般而言這兩個特性也是商業(yè)級和專業(yè)級系統(tǒng)的區(qū)分的標(biāo)識。

    2.圖像本地解碼顯示

    圖像本地解碼顯示是NVR產(chǎn)品的基本特性。由于高清的圖像分辨率的需要，一般要求NVR能夠解碼還原高清攝像機(jī)的圖像，如攝像機(jī)是1920*1080的，那么NVR至少也要能支持1920*1080圖像的顯示。由于高清圖像的解碼需要的資源極大，NVR如果接入16路高清圖像，那么不可能同時進(jìn)行16路高清的同時解碼顯示，也沒有必要，這時可以使用多碼流技術(shù)，單畫面時，高清解碼顯示，多畫面則解碼較低分辨率圖像。

    設(shè)備在本地解碼顯示方面一般要求具備VGA接口，可以連接性價高的VGA監(jiān)視器，也應(yīng)該具備HDMI等高清接口，以適應(yīng)更專業(yè)的應(yīng)用場合。

    3.ANR功能

    高清監(jiān)控的應(yīng)用市場的定位決定了使用者對監(jiān)控系統(tǒng)的多方面的品質(zhì)要求，一臺好的NVR設(shè)備，應(yīng)該考慮到消除網(wǎng)絡(luò)可能的故障帶來圖像損失風(fēng)險，同時也要易于用戶理解和使用。這時，ANR技術(shù)就是一個非常好的解決方案。高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和高清NVR均要求具備此項技術(shù)能力，協(xié)同存儲，既不浪費存儲資源，又不會因為網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致故障期間的圖像的損失。

    4.接入平臺構(gòu)建大型應(yīng)用

    從目前看，大部分的高清監(jiān)控系統(tǒng)還是行業(yè)專網(wǎng)應(yīng)用居多，高清圖像的瀏覽就不局限于本地，而是要能夠應(yīng)用在行業(yè)的各個方面。那么對于NVR和高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)能夠接入大型視頻監(jiān)控管理平臺已成必然的需求，這樣由高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和組成的啞鈴結(jié)構(gòu)的小集團(tuán)，通過平臺的互聯(lián)互通可以形成一個龐大的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。在高清系統(tǒng)中，后端是否具備組建大網(wǎng)的能力，成為一個重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)。

高清監(jiān)控存在問題

    高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)使圖像清晰度有了質(zhì)的飛躍，但是也給高清監(jiān)控系統(tǒng)帶來了一系列現(xiàn)實的問題：

    網(wǎng)絡(luò)帶寬緊張：分辨率越大、清晰度超高，意味著在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候碼流也會增大，增加網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力。

    存儲空間龐大：數(shù)據(jù)流量的翻倍，增大了錄像容量，給網(wǎng)絡(luò)存儲帶來壓力。

    對中心控制、管理軟件和硬件性能的要求成倍增長;

    對于記錄視頻圖像的管理和事后分析的工作量也將成倍增長;

    投資成本高昂。

    監(jiān)控攝像機(jī)系統(tǒng)必須高清

    高清晰度攝像機(jī)除了前端安裝和選材必須注意外，還必須有傳輸系統(tǒng)，中間系統(tǒng)和終端顯示系統(tǒng)的配合使用才能達(dá)到高清晰度的實際效果。

    針對高清監(jiān)控攝像機(jī)系統(tǒng)來說，視頻圖像的傳送一般會選擇同軸電纜、雙絞線、UTP線(即網(wǎng)絡(luò)傳輸)、無線傳輸、光纜傳輸?shù)确绞�，不管采用哪種方式傳輸，必須使圖像從前端傳輸?shù)胶蠖说恼麄�系統(tǒng)中的各個環(huán)接的帶寬>6M，這樣才能保證圖像達(dá)到高清晰度的要求，并符合工程及技防檢測上的要求。一般情況下同軸電纜超過150米或200米時圖像質(zhì)量會明顯下降，這是由于同軸電纜自身的特性造成的，故必須采取各種措施保證其終端帶寬不小于6M，必要時要給予加視頻補償放大器來解決，一般的視頻放大器的作用不大。其補償?shù)闹笜?biāo)應(yīng)保證高頻補償量、幅頻特性、信噪比、共模抑制比、微分相位失真度、色度亮度延遲、色度寬度增益等都達(dá)到使相關(guān)線纜損耗或衰減造成的缺陷得到補償，從而保證進(jìn)入系統(tǒng)的圖像的高清晰度。

    目前，由于銅纜的價格不斷上升，視頻圖像采用光纜傳送的成本不斷下降，在較長距離或多幅圖像的傳輸中，采用光纜傳送不失為一舉多得的方案被廣泛采用。由于光纜的帶寬大、衰減小、高抗干擾、體積小、保密性強等特點，可較好保證圖像傳送的各項指標(biāo)。當(dāng)采用其他方式傳送圖像時，也必須保證通道的帶寬。

    高清晰度的圖像還必須要靠好的終端顯示設(shè)備來表現(xiàn)在人的視覺面前的，故最好選擇逐行掃描監(jiān)視器。因為在實際使用中隔行掃描監(jiān)視器的圖像閃爍嚴(yán)重，容易使人產(chǎn)生視覺疲勞。若監(jiān)視器的清晰度低則同樣達(dá)不到整體清晰度的要求。因為監(jiān)視器的清晰度時由監(jiān)視器、視頻通道的帶寬和顯像管的點距、會距所決定的。據(jù)資料顯示，其通道帶寬與清晰度之間的折算理論上限為1M/80線左右，若再考慮高清晰度時的視頻信號幅度下降因素，要達(dá)到顯示400線的視頻圖像，則監(jiān)視器清晰度指標(biāo)按經(jīng)驗應(yīng)采用600線以上的機(jī)器。 為了使高清攝像機(jī)系統(tǒng)能正常使用，中間處理設(shè)備，包括矩陣、硬盤錄像機(jī)，視頻服務(wù)器、各種視頻編碼器等等都必須滿足帶寬和圖像壓縮的要求，才能使高清晰度攝像機(jī)充分發(fā)揮其內(nèi)在的作用。光靠使用高清晰度攝像機(jī)而忽視其他配套設(shè)備的選用是達(dá)不到真正目的的。

高清攝像機(jī)的安裝調(diào)試

    在一般的安防監(jiān)控系統(tǒng)安裝上，高清攝像機(jī)和普通攝像機(jī)的安裝和調(diào)試方法基本相同，但必須要注意好鏡頭選配，因為鏡頭的質(zhì)量不好，或者選配不好，很大程度上會影響到畫面的清晰度，例如紅外夜視系統(tǒng)的攝像機(jī)最好選用紅外鏡頭，而1/3英寸CCD一般配用1/3英寸的鏡頭，1/2英寸CCD一般配用1/2英寸鏡頭，安裝調(diào)試時鏡頭的聚焦調(diào)試必須調(diào)好，特別是攝像機(jī)的后焦面要調(diào)準(zhǔn)，很多時候鏡頭的聚焦不清會引起圖像的模糊，達(dá)不到高清晰的要求。另外攝像機(jī)的防護(hù)罩也不能忽視，槍式防護(hù)罩的前端玻璃不能采用一般的平板玻璃，而必須采用較好的光學(xué)玻璃，一般的平板玻璃對圖像的解析力有非常厲害的消弱作用，選用球型罩殼更應(yīng)注意，球面的曲率必須過渡光滑，最好不要把鏡頭對準(zhǔn)球殼的上邊緣，此處光的折射力較大，甚至?xí)��?yán)重影響圖像的清晰度。有一點很重要，就是不管哪種罩殼，最好罩殼內(nèi)的光越低越好，鏡頭至罩殼的距離越短越好，這樣能使鏡頭前的光污染減少到最低，有利于提高圖像的清晰度。

    從現(xiàn)實產(chǎn)品和系統(tǒng)構(gòu)成來看，百萬像素級的高清應(yīng)用基本成型，例如前端的百萬像素攝像機(jī)、傳輸、接口、編碼、圖像處理應(yīng)用、輸出、顯示等環(huán)節(jié)上的產(chǎn)品技術(shù)，以及應(yīng)用系統(tǒng)平臺，根據(jù)本專題的分析來看，基本上具備了運行的基礎(chǔ)。雖然行業(yè)中大家普遍認(rèn)為高清監(jiān)控是行業(yè)和市場發(fā)展的必須趨勢，但從真正的市場應(yīng)用來說，目前各類行業(yè)用戶還沒有具體的現(xiàn)實應(yīng)用心理準(zhǔn)備。

    根據(jù)目前了解的信息來看，目前索尼、安訊士、�？低�視等公司的產(chǎn)品已經(jīng)或正在一些核心大城市中用到百萬高清級的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)工程中，隨著這些應(yīng)用案例的增多，用戶會越來越多的感知到高清監(jiān)控系統(tǒng)不一樣的圖像效果和細(xì)節(jié)展現(xiàn)能力。并由樣本案例的示范效應(yīng)推動，吸引更多的對圖像有高清要求的高端行業(yè)用戶加入這個應(yīng)用陣營，尤其是本身具備良好的局域網(wǎng)絡(luò)或光纖資源的行業(yè)用戶，他們要啟動網(wǎng)絡(luò)高清系統(tǒng)應(yīng)用，是比較容易的事情

    從用戶的心理來看，他們對于圖像的清晰度是首先在乎的。但他們也擔(dān)心，以前用數(shù)�；煊玫南到y(tǒng)，大家都感覺成熟穩(wěn)定了，操作也得心應(yīng)手，一下轉(zhuǎn)到百萬像素的高清上去，穩(wěn)定性怎么樣?在使用方面是否方便?當(dāng)出了故障時，是不是很容易處理，還是要工程集成商來幫助處理?因此，樣本工程應(yīng)用案例是打消這類用戶擔(dān)心的最好辦法，并且樣本工程也有利于廠家和工程集成商去發(fā)現(xiàn)和解決具體應(yīng)用過程中的問題，從而推動產(chǎn)品和系統(tǒng)的進(jìn)一步完善。