《電子技術應用》
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高清监控——一列开往春天的地铁
来源:中安网
刘毅
摘要: 过2008、2009年的推进,实现高清监控的技术、产品条件已经有了实质性的进展。市场也开始接受高清监控的概念。……
Abstract:
Key words :

        過2008、2009年的推進,實現(xiàn)高清監(jiān)控的技術、產品條件已經(jīng)有了實質性的進展。市場也開始接受高清監(jiān)控的概念。經(jīng)過兩年的市場預熱和積累,高清監(jiān)控產品有了一個相對集中的推出。2009CPSE安博會上,幾十家視頻監(jiān)控企業(yè)推出了高清監(jiān)控產品。從前端的百萬像素攝像機、高性能編解碼器以及高清顯示設備,基本包括了高清監(jiān)控芯片方案、前端采集、編解碼、網(wǎng)絡傳輸方方面面的產品。
    2010年,是否會是設備廠商爭奪高清監(jiān)控市場更為激烈的一年?是否會有更多的高清產品投入市場,得到成熟的應用?
    芯片、解決方案廠商力推高清設計參考
    作為上游的芯片廠商,德州儀器(TI)的視頻監(jiān)控解決方案幾乎主導了中國視頻監(jiān)控的絕大部分市場。TI的解決方案主導著中國視頻監(jiān)控設備廠商的新產品推出。
    繼2008年推出了高性價比的嵌入式DM355達芬奇解決方案之后,在2009CPSE安博會上,TI宣布面向視頻監(jiān)控市場推出新一代全高清IP攝像機參考設計DM368IPNC-MT5。它可以支持每秒30幀的H.264主類1080p,采用TI以太網(wǎng)供電(PoE)解決方案TPS23753PWP,總功耗僅為3瓦?;贒M368方案實現(xiàn)的IP攝像機不僅可支持每秒60幀720p  H.264 MP或MPEG-4,而且還可支持幀速為15幀每秒的5百萬像素MJPEG。
    與前代DM365方案相比,DM368全套可生產型解決方案的售價提高了200美元,它采用了更高主頻的ARM926EJ-S和提供了更完整的1.5版Linux應用軟件。DM368全套解決方案的最大特點是:主機處理性能提高了30%(視頻性能提升了一倍),但功耗卻僅提高了300mW,從而使得它成為目前市場上功耗最低的每秒30幀1080p  IP攝像機解決方案。
    利用TI  DaVinciTM家族高清處理器TMS320DM365,北京德邦威視科技有限公司推出了基于DM365處理器的高清網(wǎng)絡攝像機解決方案。DBVTDM365IPC是一個低成本的高清網(wǎng)絡攝像機解決方案,該方案采用了500萬像素的CMOS傳感器作為視頻采集模塊,并且可以在每秒30幀的全幀率下以2Mbps的碼率提供分辨率高達1280x720像素的視頻流。并支持多種網(wǎng)絡協(xié)議(TCP/IP,DHCP,HTTP,UDP,UPnP,FTP,SMTP,RTP)以及多種壓縮格式(H.264/MPEG4/MJPEG)。DBVTDM365IPC高清攝像機方案基于TI的DaVinciTM家族高清處理器TMS320DM365,集成了一顆ARM926EJ-S內核,一個H.264高清編解碼協(xié)處理器HDVICP和一個MPEG-4/JPEG高清編解碼協(xié)處理器MJCP,可以支持H.264/MPEG-4的高清視頻的編解碼。
    DBVT的高清網(wǎng)絡攝像機解決方案采用+雙層基板的結構,核心板上集成了包括DM365處理器,NandFlash閃存芯片,單顆DDR2-667存儲器在內的最小系統(tǒng)芯片組。在Flash和內存顆粒的選型上,DBVT選擇了容量高達32M的NandFlash用于支持數(shù)據(jù)的非易失性存儲和單顆DDR2-667內存顆粒用于支持高速數(shù)據(jù)的吞吐。

  在本地存儲接口設計上,該平臺可以同時支持SD/MMC卡接口,USB2.0接口。DM365處理器提供先進高效的H.264/MPEG-4編碼算法可以使得數(shù)據(jù)的帶寬進一步的降低。
    DM365處理器提供了比DM355更加強大的視頻處理前端,并且集成了可以直接支持720P視頻輸出的內置DAC,設計人員通過增加高性能的視頻ADC和DAC,使得該高清網(wǎng)絡攝像機可以支持到1080P分辨率的視頻采集和顯示。
    上海富瀚微電子也在2009年末發(fā)布了富瀚微電子FH8735/FH8736系列H.264視頻編碼芯片,分別針對多通道高清DVR板卡、嵌入式DVR、視頻服務器和高清網(wǎng)絡攝像機應用,提供產品解決方案。
    FH8735是一款多通道H.264視頻編碼芯片,支持H.264 Main Profile和Baseline  Profile,可以完成8路標清或者2路720p高清的實時編碼和多路音頻編碼。除了高性能的視頻編碼能力,F(xiàn)H8735提供了豐富的針對視頻監(jiān)控應用的視頻預處理功能,如de-interlace,  de-noise,  OSD疊加,縮放,移動偵測等。FH8735擁有可以靈活配置的音視頻輸入單元,可以同時接收16路標準BT.656,也可以根據(jù)需要把視頻輸入接口配置為兩路高清視頻輸入接口;可以同時接收八路立體聲音頻輸入。
    FH8735的典型應用包括DVR板卡和嵌入式DVR等需要高分辨率或者多路視頻編碼的領域。FH8735解決方案將大幅降低系統(tǒng)BOM成本,并充分重用原有的系統(tǒng)方案和設計代碼,縮短方案開發(fā)時間,同時保持與原有方案的一致性,充分保障新方案的穩(wěn)定性和產品上市時間。
    FH8736是一款高性能的H.264編碼芯片和IP Camera DVS解決方案。
    FH8736的H.264編碼引擎支持H.264 Main Profile和Baseline  Profile,可以完成一路1920x1080或者4路標清編碼和多路音頻編碼,為新一代IP  Camera提供高清實時編碼能力。FH8736視頻芯片內置高性能的240MHz RISC  CPU,可滿足多用戶訪問、雙向語音對講、移動檢測等監(jiān)控業(yè)務需求;視頻輸入單元可以接收來自CMOS/CCD 模組、 視頻解碼器、LVDS接收器以及HDMI  接收器等輸出的數(shù)字視頻,支持多路標清和高清編碼;針對網(wǎng)絡視頻監(jiān)控應用,包含De-Interlace、De-Noise、移動偵測、OSD疊加等視頻預處理算法和碼流控制算法。FH8736還包含SD接口和33MHz  PCI, 支持本地存儲和無線模塊擴展。
    此外,F(xiàn)H8736支持4路標清視頻輸入,客戶可以在同一個芯片平臺上完成IP Camera和DVS兩類產品。
    廠商拉開2010年度高清產品推廣大幕
    2010年春季,索尼在三亞召開了今年的第一次安防監(jiān)控新品技術研討會。本次研討會上,高清“旋律”貫穿了索尼的全線產品,展出了索尼最新推出的高清攝像機系列產品,包括高清槍機半球系列SNC-CH140/DH140;3款索尼在全球范圍內首次推出的新一代室內型網(wǎng)絡快球機SNC-RH124和室外型網(wǎng)絡快球機SNC-RH164。在2009年CPSE安博會上,索尼就已展示了這幾款高清攝像機系列產品。全新高清網(wǎng)絡快球系列——室內型SNC-RH124,室外型SNC-RH164,是索尼在全球范圍內首次推出的引導行業(yè)潮流的新一代高清網(wǎng)絡快球機型,最高分辨率達到720P(1280*720)。作為全球首款高清網(wǎng)絡快球,索尼RH系列支持H.264,  MPEG-4, JPEG壓縮格式,可實時輸出高清分辨率(1280*720, 30fps)的圖像。
    作為索尼兩款戰(zhàn)略性的網(wǎng)絡高清產品,SNC-RH124,  SNC-RH164也已在2009年安防展上首次和用戶見面。這兩款機型采用索尼最新研發(fā)的針對安防行業(yè)的Exmor  CMOS感光器件,特別在靈敏度和圖像質量上進行了優(yōu)化,極大滿足了安防用戶對于低照度和噪點控制的特殊需求。兩款機型都能支持720P (1280*720)  分辨率,在H.264/MPEG-4/JPEG三種編碼方式下,實時輸出高品質圖像。該系列機型具備最新的智能監(jiān)控DEPA第二代技術——DEPA  Advanced。這兩款720P產品將展開索尼全線安防高清產品的大幕,引領用戶和行業(yè)進入高清監(jiān)控的時代。

        2010年3月17日,??低曉诒本┡e行了以“迎接高清監(jiān)控時代到來”為主題的2010年新品發(fā)布會。在此次發(fā)布會上,??低曂瞥隽诵乱淮腄VR、嵌入式NVR、視頻綜合平臺和網(wǎng)絡存儲設備、新一代的高清攝像機和高清智能球機等眾多新產品。在高清監(jiān)控產品線上,??低曂瞥隽藦那岸瞬杉⒕幋a、傳輸、存儲、控制、解碼輸出,到中心管理平臺的高清監(jiān)控整體解決方案。
    ??低曌鳛閲鴥纫曨l監(jiān)控產品的主要供應商,很早就感覺到了“高清”這一發(fā)展趨勢。在過去的兩年中,海康威視全D1高清晰度編解碼產品在整個編解碼產品體系中所占份額在迅速擴大。在產品方面,??低曂瞥隽藰I(yè)內分辨率最高的高清IP攝像機DS-852MF和DS-862MF,以及基于高清產品的嵌入式NVR和PC式NVR硬盤錄像機。在方案方面,基于??低曅峦瞥龅腎P攝像機和后端NVR產品,海康威視能夠為客戶提供全IP的高清數(shù)字化網(wǎng)絡監(jiān)控解決方案。
    前端采用高清IP攝像機采集現(xiàn)場視音頻信號,通過本地網(wǎng)絡傳輸至本地NVR進行本地存儲。NVR提供本地顯示、控制功能,可以顯示IP攝像機實時圖像,控制IP攝像機云臺鏡頭,接收報警信息,對IP攝像機進行參數(shù)配置。
    海康威視DS-862MF-E、DS-852MF-E系列高清網(wǎng)絡攝像機,分別采用SONY高清逐行掃描CCD、1/3吋高清CMOS傳感器,分別支持最高1280x960、1600x1200高清編碼。其中,DS-862MF-E可達到最高分辨率720P的25幀實時編碼傳輸,而碼率可控制在與D1相當?shù)?Mbps左右。由于DS-862MF-E采用CCD傳感器,與CMOS產品相比,在低照度下效果表現(xiàn)更好。能夠支持ICR濾光片切換的日夜轉化功能,配合輔助紅外燈,可以實現(xiàn)全天候的高清監(jiān)控。DS-852MF-E產品,是一款200萬像素產品。分辨率可達到目前高清的最高標準1080P。而且能夠支持電子云臺功能,可以實現(xiàn)140°全景籠-面監(jiān)控。與傳統(tǒng)的模擬云臺解碼器相比,有超快速PAN/TILE/ZOOM、支持區(qū)域放大、無機械磨損、無噪音等優(yōu)勢。
    在中心監(jiān)控端,??低曁峁┝饲度胧絅VR-DS-9000系列硬盤錄像機和PC式NVR兩種后端顯示、控制和錄像設備。與傳統(tǒng)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)相比,前端采集設備由模擬攝像機轉變?yōu)镮P高清攝像機,信號源由模擬視頻信號轉變?yōu)榛贗P網(wǎng)絡的數(shù)字視頻流,傳統(tǒng)的DVR產品已經(jīng)不適合在高清方案中使用。??低曌钚峦瞥龅那度胧交旌闲陀脖P錄像機DS-9000系列產品,除具備傳統(tǒng)嵌入式DVR的模擬監(jiān)控功能外,還能夠接入海康威視全系列的IP攝像機產品(包括高清IP攝像機)??梢栽?000系列硬盤錄像機上實現(xiàn)對IP攝像機的遠程預覽、錄像、參數(shù)配置、云臺鏡頭控制等功能。9000能夠支持高清IP攝像機顯示分辨率最高可以到1280x720的高清720P標準分辨率。為了配合高清攝像機的大容量,長時間記錄的功能,9000設備還對網(wǎng)絡接口進行了升級,采用了10/100/1000M自適應的網(wǎng)絡接口,可內置8個本地硬盤進行存儲,單盤容量也突破了2TB的限制,為以后大容量硬盤的出現(xiàn)提供了更高的平臺。同時9000設備也能支持??岛蠖司W(wǎng)絡磁盤陣列產品,可以實現(xiàn)實時在線的網(wǎng)絡擴展存儲功能,是一款配合高清攝像機使用的后端集中監(jiān)控產品。
    作為世界知名的專業(yè)視頻監(jiān)控產品生產商,松下推出的高清監(jiān)控產品也非常豐富,包括WV-NP1000/CH百萬像素網(wǎng)絡彩色ABF攝像機,WV-NP1004CH百萬像素網(wǎng)絡彩色攝像機,WV-NP304CH百萬像素網(wǎng)絡日夜型攝像機,WV-NF302CH百萬像素網(wǎng)絡日夜型半球攝像機,WJ-GXD400/CH全高清晰(FuLLHD)數(shù)字編碼器,TH-42PH11CK42寸高清等離子顯示器,TH-50PH11CK50寸高清等離子顯示器等。
    松下的百萬像素攝像機內有松下專用的Uniphier視頻壓縮芯片。松下最新的百萬像素攝像機已經(jīng)具備松下最新的第五代超動態(tài)技術。如松下WV-NP502和WV-NW502百萬像素攝像機以CCD作為成像部件,監(jiān)視及錄像分辨率達到1280*960全實時、H.264壓縮編碼,帶寬占用極低,該攝像機具有寬動態(tài)功能和暗區(qū)補償功能。在緊急情況下,為了捕捉可疑人員的特征,該寬動態(tài)百萬像素攝像機能夠調整工作模式,轉換成300萬像素(2048*1536)的格式進行圖像拍攝。而視頻存儲器要求能對百萬像素的視頻進行記錄,能在較高負荷下承擔24小時30天的不間斷存儲要求。全高清視頻解碼器要求能夠通過切換顯示任意攝像機的視頻圖像。全高清解碼器采用嵌入式操作系統(tǒng)并具備HDMI高清數(shù)字接口作為高清數(shù)字視頻輸出接口。在顯示百萬像素時,解碼器應該能夠顯示1280*960分辨率,每秒25幀的視頻圖像。在大屏上進行像素對應顯示。必須以高清顯示設備配合。

         除了視頻監(jiān)控設備廠商,傳輸設備廠商也紛紛在今年推出了以高清傳輸為主旋律的產品線。絓-蘇新創(chuàng)、北京光橋,深圳諾龍等都推出了以高清數(shù)字視頻傳輸解為主題的決方案。
    高清監(jiān)控,行駛在通往春天的路上
    高清技術給監(jiān)控領域帶來了一場深刻的技術變革,也會引發(fā)國內高清監(jiān)控將帶來行業(yè)的又一輪洗牌。很多企業(yè)已經(jīng)看到了這個趨勢,紛紛將產品線向高清監(jiān)控轉移。素以軟壓縮技術和產品知名的波粒智能便是其中之一。為了迎接高清監(jiān)控時代的到來,波粒智能早在3年前就開始了戰(zhàn)略調整的準備。并于近期推出了數(shù)字百萬像素攝像機系列產品。包括BL-720Q系列數(shù)字攝像機、BL-720I紅外系列數(shù)字攝像機和L-720C-IP系列。而2008年才成立的安奇邏輯(香港)有限公司也將目光對準了國內高清監(jiān)控市場即將釋放的巨大市場需求。美國芯片設計公司TEKLIUM也在為進入中國高清監(jiān)控市場躍躍欲試。
    但是,高清監(jiān)控是不是真的會像人們想象的那樣如約而至?業(yè)內人士對此并不樂觀。至少市場上正真能夠推出高清監(jiān)控產品的廠商不多,高清監(jiān)控產品在廠商監(jiān)控產品中所持比重不到20%,也說明,高清監(jiān)控產品的成熟應用路還長。從目前業(yè)內人士對阻癨-高清監(jiān)控走向成熟應用的分析看,主要存在如下方面:
    1、高清監(jiān)控的標準尚未確定,這就意味著全高清監(jiān)控應用的普及還有很長一段路要走。
    2、在產品系列與配套方面,高清監(jiān)控是一個系統(tǒng)工程,決不僅僅是有一個高清監(jiān)控攝像機就可以實現(xiàn)的。它必須是從前端采集、傳輸?shù)酱鎯?、顯示的全過程的高清。因此,只有實現(xiàn)了整個系統(tǒng)設備的高清,才能實現(xiàn)高清監(jiān)控。
    3、在現(xiàn)階段,高清監(jiān)控的實現(xiàn)依舊存在著高成本和監(jiān)控效果性價比不高的現(xiàn)實。另外,還意味著高清項目改造過程中的資源浪費,因此,高清監(jiān)控的綜合成本依然還高。
    4、能夠滿足高清監(jiān)控發(fā)展的專業(yè)人才的缺乏。目前具有嵌入式技術、視頻技術及監(jiān)控技術的復合型人才太少,成為妨癨-高清監(jiān)控技術快速發(fā)展的重要障癨-。
    但不管存在怎樣的障癨-,高清監(jiān)控發(fā)展的必然趨勢都是不容置疑的。目前存在的障癨-也必將在人們不懈的努力下隨著技術的進步而得以解決。同時,隨著高清監(jiān)控時代的進程,安防行業(yè)的產品開發(fā)和生產的技術門檻將越來越高,這必將帶來新一輪洗牌,通過優(yōu)勝劣汰,凈化市場競爭環(huán)境,提升行業(yè)競爭和發(fā)展水平。
 

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