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高清监控的技术发展
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数字百万高清摄像机可以说是全面的超越了传统的模拟摄像机,由于其工作原理的本质性区别,模拟摄像机技术在发展中出现了各种瓶颈与限制,而数字百万高清产品的突出特点则克服了这些限制。百万高清摄像机与模拟摄像机最大的差别在于画质上的飞跃。
  高清与传统模拟的比较
从性能而言,数字百万高清摄像机可以说是全面的超越了传统的模拟摄像机,由于其工作原理的本质性区别,模拟摄像机技术在发展中出现了各种瓶颈与限制,而数字百万高清产品的突出特点则克服了这些限制。百万高清摄像机与模拟摄像机最大的差别在于画质上的飞跃。
首先,传统模拟摄像机原本分辨率就不高,加之要受到反复的A/D转换、电磁传输干扰、隔行扫描、D1画面的合成反交错等视频损伤的影响,实际到达人眼时已经非常的模糊不清了,所以无论是D1还是4CIF等只不过是理论数值,在实际应用中清晰度则完全达不到理论数值水平。数字摄像机采用的是数字信号传输,它将光信号转化为数字信号,然后由DSP进行图像压缩与处理,最后通过网络将数字压缩视频输出,数字摄像机在抗电磁干扰性、逐行扫描、画面分辨率方面都拥有传统模拟摄像机所不能比拟的优势。
其次,传统模拟彩色摄像机采集垂直分辨率,PAL制式下625线,去消隐后575线,最高达到540线左右已经是目前的极限,而数字高清摄像机最低可达800线以上,并且从分辨率上来看,传统模拟摄像机最高分辨率可以达到D1或者4CIF左右,约合(40万像素),而数字摄像机则没有此项限制,可以达到百万级像素甚至千万级像素,两者之间在像素和清晰度方面的表现则根本不可同日而语。
第三,数字百万高清摄像机采用的图像扫描模式为逐行扫描,每一帧图像均由电子束顺序一行接着一行连续扫描而成。而传统模拟摄像机的扫描模式则采用隔行扫描,隔行扫描的行扫描频率为逐行扫描时的一半。隔行扫描由于其工作原理所以在应用中拥有诸多缺点,例如产生行间闪烁效应、出现并行现象或出现垂直边沿锯齿化现象等不良效应,并导致整体运动画面清晰度降低。
第四,数字高清摄像机的色彩可以做到比模拟摄像机更加逼真,模拟视频信号中的亮度信号与色度信号由于占用了相同的频带,在由视频采集芯片做梳状滤波(亮色分离)时,很难将色度与亮度信号彻底分离,导致画面出现杂色斑点与色渗透现象,而数字高清摄像机则没有这个烦恼,色彩更加的逼真、更加富有层次感、画面饱和度更佳。
第五,模拟摄像机需要将控制线、视频线、音频线、电源线都以独立的形式进行布线搭配,布线非常的繁琐复杂且工作量大、综合布线成本较高,在工程应用中有许多的局限。
所以,从功能方面来看,数字百万高清产品相较于传统的模拟摄像机来说确实有着许多的优势,但仅从功能这个单一的角度来分析、判断还是比较片面的。为了更加全面地分析安防行业的发展趋势,并解开对本次安博会上数字百万高清的系列产品集体亮相的疑问,笔者从市场需求的角度展开了深入的调查和走访。
高清时代摄像机技术发展
随着高清专业影视摄像机、高清视频会议、高清视频监控等高清视频系统应用的逐步普及,高清视频时代已全面来临。对于广大视频行业从业人员而言,摄像机技术的重要变化,值得关注。
1.高清摄像机是数字化摄像机
CMOS高清摄像机从CMOS Sensor输出图像信号开始,产品整个系统中图像信号均为数字信号,数字信号处理技术贯穿系统全部。这一点与标清摄像机有着根本不同。标清摄像机,很多型号图像芯片输出模拟图像信号,整机也很多输出模拟图像信号
CCD高清摄像机虽然CCD芯片输出的图像信号为模拟信号,但经AFE(模拟前端)后,即转换成数字信号,系统的其后部分也都是数字信号处理技术完成图像信号处理及输出。
2. 数字化摄像机带来的一系列技术革新
i. 高清摄像机往往在DSP图像信号处理阶段,也完成图像压缩,比如MPEG4和H.264压缩。这是数字化图像信号处理带来的特点。在标清摄像机时代,摄像机和视频压缩编码的视频服务器往往分开。
ii.高清摄像机的高清视频数据量大,且高速。数字化的高速高清视频数据,导致标清时代传输介质和传输设备在高清时代将产生重要变化,甚至不再适用。未经压缩的1080P高清数据可达1Gbps以上。H.264算法图像压缩后,数据流量也将达到8Mbps甚至更高之多。对于视频监控应用,这种变化甚至可以说是巨大的。高速数字信号,很大程度上不能采用标清模拟图像信号传输设备及组网。
iii. 标清时代,视频服务器、IPCAM等模拟图像信号数字化处理时,很多情况下,牺牲了图像信号主客观质量,换取数字化传输和存储的便利。高清时代,高清摄像机是数字化摄像机,这种情况将不再。
iv. 高清视频信号的传输,与标清摄像机的模拟图像传输有着较大不同。HDMI接口传输距离短,HD/3G-SDI接口虽然传输距离要远一些,但价格不菲,往往用于演播室等专业传输领域。
v. IPCAM将获得很大发展。高清摄像机是数字化摄像机,数字化图像信号与生俱来的传输手段是网络传输,加之标清摄像机图像传输的介质和设备很多不再适用于高清时代,在小区监控、楼宇监控等场合,传统模拟摄像机的组网及传输方式,很可能被彻底颠覆,代之以以太网等组网方式,实现高清摄像机组网。虽然IPCAM远程图像传输的功能,短期内,由于Internet网速不够,远程访问高清IPCAM还不现实,但随着网络带宽的逐步增大,高清IPCAM远程访问也将日渐增多。起码现在局域网范围内,对每路8Mbps的高清摄像机网速需求,立即可以廉价实现。加之以太网等组网的成熟廉价,可以预计高清IPCAM将在小区监控、楼宇监控等场合逐步普及流行。
技术引领社会进步,高清摄像机的这些特点将很可能带来视频产业的一些重大变化。

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