高清从悄然来袭向必然应用前行

2014-08-15本刊编辑整理

智能建筑与智慧城市 2014年3期

文│ 本刊编辑整理

从近几年安全博览会所关注的焦点来看，高清已然成为各厂商展示的重点，无论是国际品牌还是国产品牌，不管是高清产品还是解决方案，琳琅满目的高清产品都是展会贯穿始终的主流。高清成为安防领域的发展趋势得到了厂商和业内人士的认可，同时也在一些行业中得到了应用。为了认识高清、了解高清在安防领域的整体情况，本文从其现状、优势、误区、问题、应用等方面收集了相关资料并进行整理，以供参考。

现状

从安防目前市场来看，高清产品的实际应用并未达到普及的阶段，和传统或模拟的监控相比，安防领域的专业人士认为，当前高清产品的市场应用比例不高，但其在安防领域市场比例中会逐年增高，这也成为大家的共识。

由于高清应用当前未达到普及的程度，并且在市场占有的比例较小，因此，当前的监控产品厂商对于高清监控的业务尚不能做大、做强，很多企业很少取得明显的经济效益，更多还是处于投入阶段。但是可以确定的是，传统模拟监控企业普遍拓展高清产品或全面向高清产品转型是一种趋势，但这种趋势并不能取代传统或模拟监控，两者还是在很长的时期中处于共存的局面。

优势

高清视频监控无论是在分辨率、显示效果还是在流畅度方面都比标清更具有优势。从分辨率来看，720p的分辨率是CIF分辨率的9倍，1080i/1080p的分辨率是CIF分辨率的20倍，在相同的显示环境下，高清的效果更为明显。从显示效果来看，高清既支持大屏显示，又支持16：9的宽屏显示，可以大大增强用户的观看效果。从流畅度来看，高清支持更高的帧率，其图像流畅度比标清高一倍。从以上的优势来看，高清将成为监控行业发展的趋势。

误区

从高清视频的现状和优势来看，高清视频还是处于发展阶段。在发展阶段，客观会存在一些认识上的误区，其表现在以下几个方面：

（1）片面追求高清晰度。不同行业应用有着不同的应用需求，片面追求清晰度，并不符合市场应用的原则。

（2）将Full D1或4CIF认为是高清的误区。部分产品供应商将Full D1级别的视频通过插值算法放大到720p，使其得到分辨率为1280×720的图像，其实Full D1或4CIF的分辨率格式只有704×576 和720×576，远未达到高清的标准。

（3）高分辨率和高清解析度间的误区。就高清摄像机而言，其高分辨率和高清解析度取决于摄像机是否满足SMPTE标准，即是否达到720p（1280×720，逐行扫描）、1080i（1920×1080，隔行扫描）、1080p（1920×1080，逐行扫描）三种分辨率中的一种，并且是否具备16 ： 9宽屏的显示模式和帧速，否则即使是百万像素的摄像机也不一定达到高清的要求。

（4）认为将DVR以多路D1画面合成高清视频输出就是高清的功能。DVR设备具有高清画面显示功能，可将多个D1图像（40万像素）组合起来达到高清（200万像素）的效果，但此并不能称之为高清。事实上真正的高清首先要从前端摄像机开始，每一路图像都达到高清分辨率，只有这样才能保证视频采集、编码、传输、浏览、录像、回放等全部高清。

（5）百万像素就是高清。业内人士指出，不提倡百万像素就是高清这样的说法，“百万像素”和“高清”是两个概念。高清是一个行业标准，除其针对分辨率外，图像都还有一定要求；而百万像素不仅达到100万像素，甚至达到几百万千万像素，是一个体系化的内容。那么高清和百万像素究竟有什么差异?衡量图像清晰度的标准是分辨率，高清必须达到美国SMPTE制定的HDTV标准。100万像素并不是一个公认的标准，而是摄像机的图像传感器像素数量，也就是说，当我们听到一个高清摄像机说支持百万像素、200万像素或500万像素时，并不知道这个摄像机的帧率是多少、视频宽高比如何、隔行还是逐行、色彩保真度如何等，而这些信息同样是衡量一个摄像机是否高清的重要参数。

（6）认为高清短期内会全面取代模拟。事实上，从高清的市场比例应用可以想象，高清和模拟平分天下还需要相当长的一段时间，更何况，很多业界人士认为，模拟产品无法被全面取代。

事实上，对用户而言，高清只有包含前端摄像机、管理平台、存储系统、浏览、显示等各个环节才有意义，因此拥有高清整体解决方案才是真正的高清提供商，而不仅是提供单纯的高清网络摄像机。

问题

高清视频监控是安防行业推出的应用于监控领域的专业视频监控摄像机。在高清时代，网络摄像机的高清技术决定了它的发展方向。高清网络摄像机使图像清晰度有了质的飞跃，但也给高清监控系统带来了现实的问题。

（1）带宽问题。由于目前网络带宽有限，高清视频带来的高码率成为其最大的推广瓶颈。如何用低的码率传输高质量的视频是高清监控需要解决的首要问题。同时由于网络的异构性，不同的网络具有不同的信道特性，不同的用户享受到的网络带宽也不相同，甚至同一用户的带宽也可能是随时变化的。随着监控领域的发展，各种用户终端都有连接监控视频的需要，如局域网监控网络带宽较为理想，用户希望浏览高质量的视频；而手机监控领域由于带宽有限，用户更看重低码率下的视频流畅性。如何适应这些不同的带宽环境也是高清监控设备需要解决的问题。

（2）显示问题。相对于标清视频，高清视频的信息量更为丰富，相应的对解码显示性能的要求也大大提高，如目前主流的PC机可以轻松实现8路D1标清视频的解码显示，但若前端是1080p高清视频，只能勉强解码显示1路。对于大型视频监控平台，若全部使用高清视频，服务器解码压力会很大。

（3）存储问题。图像分辨率的提升，必然会消耗更大的存储空间。以1920×1080@30帧视频为例，利用H264的编码算法，为保证清晰度，码流需保持在6Mbps以上，约为标清视频的4～8倍。在标清视频条件下，一台16路DVR内置8块2T硬盘即可满足长时间视频存储需求，而在高清监控中，这一时间将被大大缩短，带来存储成本的增加。

应用

（1）金融行业

金融行业是最早使用视频监控设备的行业之一。在2000年，金融行业的监控系统从模拟升级到数字，但是清晰度却没有跟着升级。作为一个高风险行业，针对其犯罪活动具有快速、突发、隐蔽等特点。如何能够在关键位置和关键时段快速、准确捕获现场的细节成为金融保卫部门的一个重要课题，而高清视频就是最直接的解决手段。高清提供高分辨率视频图像，对于可疑人员的面部特征清晰可辨，再结合智能分析技术，可第一时间发现，并自动跟踪，及时制止犯罪行为的发生。

（2）机场、车站

机场、车站具有人口流动大、人员复杂等特点，是犯罪分子经常出没的地方。在拥挤的人群中，如何能够迅速准确地找到目标?如何及时发现可疑人员，并在第一时间制止犯罪行为的发生?通过机场、车站的出入口等监控区域部署的高清摄像机获取清晰画面并存储，在发生纠纷时需要获取重要的高质量视频证据显得非常重要。

（3）学校

近年来，重大校园恶性事件屡屡发生，校园的安全防范建设得到国家相关部门的高度重视。校园安防升级后，对高清产品的应用也提出一定的需求，但并不是全系统应用，主要为点位需求，比如在校门口、围墙周界、操场等学生密集、流动性大的场所，需要安装高清摄像机监护学校学生安全，发现可疑人员，自动追踪并报警通知学校保卫人员。

（4）道路监控

在道路监控中，如何看清楚在公路上超速行驶车辆的牌照?在十字路口，如何有效抓拍违规驾驶车辆的车牌?在路桥等自动收费口，如何获取来往车辆的车牌信息?在智能交通系统中如何获取高清晰画面，以帮助智能分析软件实现智能监控应用?高清视频监控能够解决道路监控中的诸多需求。前端的高清摄像机能够获取高清晰度画面，通过与智能交通相结合，大大提高图像细节分析的准确率，从而使智能监控发挥更实际的作用。

（5）公安监控系统

经了解，在公安系统应用中，绝大多数的模拟摄像设备均不能满足公安调查取证的需要。传统模拟摄像机传输的视频图像模糊不清，在夜间违法行为高发时间，视频图像无法辨认清楚人脸。每当画面人物较多或动作较快时图像效果更差。高清摄像机的应用，能够提高视频监控的清晰度，为公安系统带来最佳的图像效果。高清丰富的画面细节，覆盖范围广等特点，可以在人流、车流密度很高的公共场所得到很好的应用，对于可疑人员，放大后也可以看清楚人的面部细节特征。通过与视频智能分析技术相结合，为智能监控提供高清晰的视频画面分辨率，有效提高了智能预警的可靠性。