百萬高清攝像機

推動視頻監控設備市場發展的四大技術因素：百萬像素攝像機、高性能編解碼器、強大的分析技術、以及便於從閉路電視（CCTV）遷移到IP/聯網視頻監控的所有底層技術。

視頻監控設備逐步從百萬像素向高清跨進，傳統的模擬監控達到百萬像素都很困難，而網絡視頻監控則使得高清變為可能。這得益於H.264壓縮標準，在同等數據量的情況下，相對於MPEG4標準，H.264壓縮後的容量只有MPEG4壓縮後的20%，這意味着相同的存儲容量H.264的存儲內容是MPEG4的5倍，這可以大大降低用户的存儲成本，並且圖像的傳輸質量不會改變。更重要的是H.264是國際標準，iPhone、電視和其他的一些視頻設備都是採用H.264標準的，這樣兼容性比較好，因而可以用其他的設備來收看監控視頻。百萬像素高清攝像機的特性及應用情況

（1）採用高端百萬像素CCD；

（2）有效像素：1280（H）×960（V）；

（4）曝光時間1/50秒～1/50K秒可設；

（5）攝像機工作參數可編程設置，並具有斷電記憶功能；

（6）彩色/黑白模式自動切換；

（7）雙觸發測速抓拍功能，抓拍參數可編程（幀數可設置）；

（8）網絡診斷功能。

（1）測速抓拍

第一個觸發信號到來，系統清空準備抓拍，第二個觸發信號（抓拍信號）到來，系統得到行車速度，根據設置可進行連續抓拍或根據指定車速抓拍，在啓動補光設備後，當車輛到達抓拍最佳區域時取得圖片，圖片數和圖片之間的時間間隔均可以設置，完成圖片捕捉後，依次傳回疊加車速信息的JPEG或BMP文件。

（2）連續抓拍

主機可設置130萬像素高清晰攝像機的連續抓拍功能，可對抓拍的時間及幀數進行設置，以保證輸出連續輸出高幀率的壓縮圖像。

（3）本地保存

系統設計有大容量（依需求選配）板載存儲器，可支持離線工作。即在網絡異常中斷的情況下，可將數據臨時存儲在本地，等網絡恢復正常後再傳回服務器。

（4）自監測功能

為了方便維護和減少現場維護的工作量，系統設計強大的系統自檢功能，如常見的故障告警、環境温度檢測、前端故障(圖像丟失)等信息。

（5）“心跳包”感知功能

主機可通過向各設備發出探測數據包，接收設備響應數據包以感知設備的存在或工作狀態。

（6）圖像壓縮

觸發抓拍的圖像可以選擇以JPEG或BMP編碼，編碼質量可通過滑桿進行靈活控制。

（7）增益控制

手動增益控制（MGC）：0～30dB可編程設置。

自動增益控制（AGC）

（8）斷電恢復功能

系統可隨時保存當前工作狀態，在斷電再上電的情況下，攝像機自動恢復斷電前的工作狀態，這樣可以大大減少後端干預和維護的工作量。

（9）高清晰度VGA數字圖像輸出

為方便現場調試和用户對產品圖像質量進行評估，攝像機設計有直接VGA視頻輸出接口，可直接通過普通VGA顯示器觀看到實時圖像。

3、應用情況 不同的行業、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如何看清一個人的面部特徵、看清楚車輛的牌照是很重要的；在高樓大廈的大廳內，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，高清攝像機則能大大提升系統的應用價值，為城市治安的監督和管理起到了積極的作用。但是，我們也看到目前高清攝像機並不普及，也許只是剛剛的開始，“中國國際公共安全博覽會優秀產品評比”中評選出的百萬以上的攝像機也是為數不多的幾家，市場推廣情況還不是良好，這都要加大我們的發展和推廣高清攝像機力度，實現我們的目標，讓我們看的更清、更遠。

1、傳統模擬攝像機原本分辨率就不高，加之要受到反覆的A/D轉換、電磁傳輸干擾、隔行掃描、D1畫面的合成反交錯等視頻損傷的影響，實際到達人眼時已經非常的模糊不清了，所以無論是D1還是4CIF等只不過是理論數值，在實際應用中清晰度則完全達不到理論數值水平。數字攝像機採用的是數字信號傳輸，它將光信號轉化為數字信號，然後由DSP進行圖像壓縮與處理，最後通過網絡將數字壓縮視頻輸出，數字攝像機在抗電磁干擾性、逐行掃描、畫面分辨率方面都擁有傳統模擬攝像機所不能比擬的優勢。

2、傳統模擬彩色攝像機採集垂直分辨率，PAL制式下625線，去消隱後575線，最高達到540線左右已經是目前的極限，而數字高清攝像機最低可達800線以上，並且從分辨率上來看，傳統模擬攝像機最高分辨率可以達到D1或者4CIF左右，約合(40萬像素)，而數字攝像機則沒有此項限制，可以達到百萬級像素甚至千萬級像素，兩者之間在像素和清晰度方面的表現則根本不可同日而語。

3、數字百萬高清攝像機採用的圖像掃描模式為逐行掃描，每一幀圖像均由電子束順序一行接着一行連續掃描而成。而傳統模擬攝像機的掃描模式則採用隔行掃描，隔行掃描的行掃描頻率為逐行掃描時的一半。隔行掃描由於其工作原理所以在應用中擁有諸多缺點，例如產生行間閃爍效應、出現並行現象或出現垂直邊沿鋸齒化現象等不良效應，並導致整體運動畫面清晰度降低。

4、數字高清攝像機的色彩可以做到比模擬攝像機更加逼真，模擬視頻信號中的亮度信號與色度信號由於佔用了相同的頻帶，在由視頻採集芯片做梳狀濾波(亮色分離)時，很難將色度與亮度信號徹底分離，導致畫面出現雜色斑點與色滲透現象，而數字高清攝像機則沒有這個煩惱，色彩更加的逼真、更加富有層次感、畫面飽和度更佳。

5、模擬攝像機需要將控制線、視頻線、音頻線、電源線都以獨立的形式進行佈線搭配，佈線非常的繁瑣複雜且工作量大、綜合佈線成本較高，在工程應用中有許多的侷限。

數字攝像機通常採用百萬像素CMOS芯片，CMOS曾經在過去遜色於CCD，但是最近幾年CMOS在技術取得了突破性進展，除了在像素上表現傑出，同時在光照靈敏度上也比過去增長了5倍以上，在加上有的公司擁有多層數字增亮技術，使得百萬高清CMOS芯片數字攝像機已經達到或接近CCD水平。

目前25幀實時720P高清晰錄像與傳輸碼流為500K-3Mbps，平均為1Mbps左右，碼流與D1相當，百萬高清攝像機與後端錄像機先是通過局域網形成閉路監控，局域網的網絡帶寬足夠滿足高清傳輸。但是如果需要互聯網遠程監控，則不一定就傳輸百萬高清，因為波粒的數字百萬高清攝像機支持雙碼流，本地高清路錄像，而遠處則可以根據帶寬情況選擇用CIF分辨率遠程監控。

數字攝像機的最大優勢就是清晰度高，但是清晰度除了攝像機本身，還需鏡頭配合。一般數字攝像機配的是百萬像素鏡頭，而不是普通鏡頭

以720P分辨率為例，平均每路每小時為1G左右。

混合監控DVR作為後端錄像設備，關鍵通道採用百萬像素，普通通道就用模擬攝像機，如某省娛樂監控公安監控系統中，娛樂場所大門入口處全部採用百萬高清攝像機，而其他監控點則用便宜點的模擬攝像機節省成本，一旦發生案情，模擬攝像機把大致特徵與過程錄像，然後配合大門入口處清晰面部錄像。

目前有廠家把百萬高清IP攝像機已經開發成了接入混合式DVR或純數字視頻錄像機，無需配置IP，即插即用，使用簡單方便。

如果監控系統之前用的是DVR卡，可以通過升級軟件，然後把百萬高清攝像機接入與DVR同一局域網內的交換機或路由器上，DVR軟件可以自動探測到百萬高清攝像機，並將百萬高清攝像機的畫面與普通模擬攝像機的畫面在同一軟件界面裏顯示、回放與管理。

取代模擬攝像機

數字攝像機取代模擬攝像機是必然的，只不過是時間問題，預計在三五年內完成取代併成為攝像機主流。

工業相機類數字攝像機廠家在數字攝像機的畫質與色彩還原方面具有優勢，能沿用過去的部分相機技術，但是在視頻壓縮，監控軟件及後端配套設備與技術處於劣勢，導致他們難以成為數字攝像機未來市場的主角。但是他們可以與安防背景IPC廠家合作推動IPC產業發展。

目前數字攝像機的方案主要來源於TI,海思,安霸，目前安霸與海思方案對開發公司研發實力要求較低，而TI的難度大，風險大，但是開發靈活性強，有利於開發出個性化特殊功能。

優秀的數字攝像機產品，除了畫質清晰外，還應該注重碼流、成本、色彩還原度、光照靈敏度、操作簡便、兼容豐富的配套後端設備與成系列的IPC（紅外、半球，高速球，槍機）。

清晰度高是以大的碼流為代價的，清晰度高會導致硬盤與帶寬與電腦資源佔用更大，所有用户需要根據自己的需求，選擇合適的分辨率，也就是要權衡碼流與清晰度，需要提醒的是，當分辨率達到某個值區以上時，繼續提高分辨率是，而人的肉眼感覺清晰度提升卻不大。

數字攝像機，可以一根網線同時傳輸視頻信號，音頻信號，控制信號與電源，一線代替四線，大大降低了佈線成本與難度。

PDVR(純數字視頻錄像機),HybridDVR(混合式DVR),NVR與PC電腦

數字攝像機廠家大多是國外品牌，價格太高，而國內數字攝像機廠家則很多走捷徑採用國外方案，這些廠家恰恰不是DVR背景，所有這些廠家沒有後端錄像設備，導致百萬像素監控應用受限，大多停留在網頁監控這種非正式安防監控狀態。銷售量一直上不去。

數字攝像機的大量普及必須滿足穩定、低價格、完善的配套後端設備條件，當國內DVR背景一線廠家的介入後，他們可以利用自己多年的視頻壓縮算法及監控軟件優勢，將數字攝像機接入到混合式DVR或PDVR上，並利用多年積累的DVR顧客資源，迅速推動數字攝像機的大量普及。而今天以波粒為代表的DVR廠家在數字攝像機及後端監控設備軟件上已經成熟，並且價格競爭力比之前強了許多，從2009年下半年開始，數字攝像機將進入快速成長普及期。

數字攝像機的硬件成本將越來越接近模擬攝像機，自然價格也越來越接近模擬攝像機。目前數字攝像機的價格可以做到與中高檔模擬攝像機相當，而畫質卻遠高於高檔模擬攝像機，價格競爭力非常強。

國內市場對於安防監控產品高清晰度和數字化的需求是十分迫切的，特別在一些民用市場和政府市場領域對於數字百萬高清都有着非常強烈的渴望。目前，客户對於視頻監控產品的要求也在不斷提高，如功能要求更加完善、穩定，性能要求更加清晰、準確。與此同時，在商場、儲蓄所等監控場所要求如何看清一個人的面部特徵？交通道路要求如何看清楚高速行駛車輛的牌照？擁擠喧鬧的火車站、體育場館、廣場等場合要求如何能夠迅速準確的找到目標……？這些都是視頻監控產品亟待解決的問題。

現在的安防產品中，絕大多數的模擬攝像設備均不能滿足使用環境的需要，導致大量的監控都是無效監控、形同虛設，每當事件發生時都起不到提供重要線索的關鍵作用。筆者在與一位公安系統的領導對此問題進行交流時，這位領導感觸頗深地向筆者描述：“我們在辦案的過程中經常會遇到這樣的問題，在犯罪現場附近安裝了視頻監控設備，但是當辦案人員將視頻材料提取出來尋找辦案線索時才發現，這些視頻材料大多數根本提供不了任何對案件有價值的信息，人物模糊不清、還有很多的雪花噪點，特別到了夜間基本上就是一團黑影，而且大部分的案件發生都是非常快速的，每當畫面人物較多或者動作較快時圖像效果就更差，甚至出現圖像丟失或卡的情況，使得我們的辦案人員苦不堪言，許多案件正是沒有辦法及時的取證和收集線索而延誤了辦案的時機。我們有的民警同志只能戲稱這些線索為‘由俄羅斯方塊組成的印像派油畫'。所以，我們非常迫切地希望能夠提高視頻監控的清晰度，讓我們能夠通過這些有效的工具發揮更大的作用保護人民的生產和生活安全。”

與此類似的肺腑之言筆者在公交、社區、商場、超市等領域都曾不止一次聽到。在交通監控領域，由於工作特性所致，交通部門不得不採用清晰度較高的視頻監控產品。但是由於模擬攝像機無法滿足實際需要，所以不得不高價從國外採購清晰度較高的監控設備，而這些產品的性價比極低，但由於沒有競爭產品，所以每年國家不得不花費大量的經費投入到交通的視頻監控項目中。現在國內交管部門最希望的就是看到國內企業通過自主研發在百萬高清領域有所建樹，幫助國內道路監控事業的快速發展。

市場對數字百萬高清產品的需求非常迫切，市場開拓空間也非常巨大。然而，另一個新的問題：既然數字百萬高清產品在四五年前就已經出現，並且從功能和市場需求角度都全面超越了傳統模擬攝像機，為什麼在之前並沒有引起大規模的熱潮呢?

現階段市場普遍認為“數字百萬高清產品是價格昂貴的工程奢侈品”。其實不然，過去，國內市場上的數字百萬高清攝像機幾乎都出自國外廠家及他們的國內代理商，由於競爭不充分加上製造成本相較國內較高，導致產品價格極其昂貴，讓很多的用户都只能望而卻步，導致百萬像素攝像機成為了市場上的“概念”產品。而今天，國內一些技術研發實力強大的核心生產廠家突破國外的技術封鎖和層層技術難關，自主開發生產的國產數字百萬高清攝像機在成本上具有巨大的競爭優勢，一些創新型企業，將用於民用數字照相機的美國TI公司的達芬奇DM3XX系列的芯片，用於安防數字攝像機，由於民用芯片的使用量大並且技術穩定先進，所以一旦在工業應用領域中研發成功，將成為性價比非常卓越的高性能產品。

硬盤佔用大。在傳統概念中，數字百萬高清產品由於其畫質綜合表現卓越，所以碼流非常大，對硬盤要求也非常高。但是隨着電腦硬件的發展，硬盤的價格越來越低廉，而容量卻越來越大，數字720P的分辨率雖然比D1要高出兩倍，但是其碼流幾乎可以做到與D1相當。其原因在於數字百萬高清產品畫面乾淨沒有雪花噪點，加上視頻傳輸過程中沒有圖像干擾，所以大大節省了碼流和硬盤空間。而對於模擬攝像機來説，所有的雪花噪點都將以運動畫面的形式被錄下來。所以綜合來説，硬盤佔用空間大的問題已經得到了全面的解決。

帶寬不夠。以實際數值來説，720P25幀/秒的傳輸與錄像碼流為500K-3Mbps之間，比起傳統352x288分辨率的25幀/秒250K左右的碼流來説確實要稍微大一些，但是在本地錄像的監控環境中，採用光纖、寬帶則根本沒有任何問題，在遠程監控環境中則可以採用雙碼流技術，在遠程顯示採用CIF，而本地則採用高清格式進行錄像處理。技術發展至今，大可不必擔心帶寬的問題影響工程質量。

數字攝像機只是用來進行網絡監控的攝像機。市場上有許多用户將數字高清攝像機稱為網絡攝像機，通過對數字百萬高清攝像機的深入瞭解後，筆者認為這種叫法並不準確。數字攝像機最大的特性是高清，是行業自然發展可用來取代模擬攝像機的更新換代產品，而網絡監控僅是攝像機的其中一個功能，在數字百萬高清攝像機產品系列中，網絡僅是一種傳輸方式而已，還有例如USB、VDSL等其它傳輸方式。

在科技飛速發展的今天，各種配套的綜合硬件得到了不斷的改善和升級，軟件也得到了長足的發展，用户對於百萬高清的認識也不斷深入，可以説數字百萬高清攝像機大展拳腳的時機已經成熟。從目前數字百萬高清產品的各項功能和參數來説，已經全面超越了傳統的模擬攝像機，市場上對於高清的長期需求將得到切實的滿足，未來在安防行業隨着高清的普及，智能監控也將得到長足的發展。