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智能高速球机的多元化发展
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    随着市场需求的提升,高速球的应用开始呈现多元化发展。数字化、智能化、网络化技术的迅猛发展,促使了高速球的特色功能层出不穷......
    1.网络高速球
    网络高速球是目前高速球的特色发展的重要分支,是传统模拟智能高速球与网络技术的完美结合。在高速球基础上,增加图像及声音编码模块和网络接入模块即可构成一个基本的网络型高速球,实现影音数据和控制数据通过网络这一介质可靠传输。
    如何在有限的网络带宽下更加流畅地传输数据是网络高速球在发展过程中需要解决的首要问题。H.264标准使得运动图像压缩技术上升到一个更高的阶段,如今H.264的压缩编码方式已经成为主流,在较低带宽上提供高质量的图像传输,在同等的图像质量条件下,H.264的数据压缩比是MPEG-4的1.5倍。
    另外,双码流概念的提出突破网络传输和解码资源的瓶颈。双码流是通过在编码端采用两种格式进行编码,这样就对包括芯片在内的硬件系统和软件操作系统都提出了很高的要求。双码流的解决方案有两种,一种是采用更高主频的芯片来进行编码压缩处理,通常至少要达到500M,这样做的好处是成本相应稍低;另一种是采用两片芯片,一片芯片完成一种码流,这样做能达到较高的稳定性。传统意义上的双码流是指采用一路高码率用于本地高清存储,如D1编码,另一路低码率的码流用于网络传输,如CIF编码,同时兼顾本地存储和远程网络传输。目前,双码流的拓宽应用,可以实现任意码流格式选择编码,即在编码是不再指定码流,可实时地选定码流进行编码,不仅实现了双码流传输、存储,还实现了任意选择码流实时压缩、并存。双码流实现了分别编码,另行存储,根据网络带宽灵活选择码流大小,让本定高清存储与低码流传输成为可能,在目前受带宽瓶颈制约和市场需求的状态下,双码流技术还会存在和继续发展。
    2.夜视高速球
    夜间犯罪率居高不下的情况使得具有夜视功能的高速球开始活跃,是红外技术和高速球的完美结合。红外技术给与了这一新生力量足够的支持,一般说来,红外技术有两种实现方式:主动式和被动式。主动式红外是由红外发光设备主动地发出红外光束照射目标,再由摄像机感应目标物体反射回来的红外线并成像;被动式红外不发射红外线,依靠探测目标物体自身的红外辐射形成“热图像”。
    主动式红外夜视高速球,由红外LED和高速球组成,这一组合的出现克服了红外摄像机不具备旋转和普通高速球缺少主动发射红外光束的缺点。然而,这种组合也存在着发展的瓶颈:
    画面质量:夜视画面有手电筒效应,即中间亮、四角暗,在画面中部有泛光、光晕等影响图像质量的现象;
    红外光束的有效照射距离:由于红外光束的散射,有效距离内的物体才会清晰可见;
    红外发光设备的寿命;
    节能与散热:红外发光设备的功率大(耗费能量大);散热量也大,处理不好会对整个系统产生影响;
    主动红外的“反射限制”:只有在红外光束照射范围内的物体,并且表面没有吸光材料或吸光颜色的物体才会反射红外光,监控时受到“反射限制”。
    基于以上几点主动红外的缺陷,被动红外技术开始被高速球家族采纳。被动红外成像技术与高速球完美结合,实现无光线条件下的监控,这一组合有效地克服了主动红外技术的缺陷:
    画面质量:通过红外探测四面阵列将红外能量(热量)转换成为电信号,进而在监视器上生成热图像,并可以显示温度值;
    探测距离:最大探测距离可达2km以上(红外发光设备的红外线有效率最高仅有25%);
    节能和散热:用于高速球的红外热成像仪功率为小于2W(100m可视距离红外发光设备的功率在30W左右,甚至更大);另外用于高速球上的红外热成像仪的焦平面阵列上电路和非均匀补偿相结合可以不需要热电致冷器;
    Lux监控:不受“反射限制”的制约,毕竟,一切绝对温度大于零K氏温度(-273摄氏度)的物体都辐射红外线;
    恶劣环境监控:波长在8-14微米这一大气窗口区的红外线可以穿透雾气、阴霾和浑浊空气、烟、雪等,实现在各种恶劣环境下的监控。
    可以看到,被动红外技术可以克服主动红外技术的几乎所有技术缺陷,但是事无完美,被动红外技术与高速球组合的发展仍然受到制约。由于红外光线位于光谱中波长在0.78~1000微米的部分,其中2.0~1000微米的部分称为热红外线,要与材料透射光谱特性相匹配,无法通过聚碳酸酯等材料的球型下罩,只能通过一些红外材料,如单晶锗等。不仅如此,由锗制成的红外材料价格昂贵,相对来说由硅制成的红外材料相对便宜一些,但是透射率要较锗材料差。这些因素都阻碍了室外型的红外高速球的发展。
    3.智能跟踪,行为分析
    可以自动跟踪和通过行为分析执行相应报警功能的智能高速球一直是高速球智能化的一个重要标志,是高速球与视频处理技术(算法)的组合。早期的自动跟踪和行为分析都是基于PC机通过对视频的读取与处理来实现的,随着DSP处理器技术的发展,已经有球机厂家将是实现自动跟踪和行为分析的视频处理模块嵌入到高速球内部。
    4.无线传输
    高速球和无线传输技术相结合,可以应用到突发公共事件的应急指挥中。突发事件发生是不可预期的,如今年我国南方地区的冰灾,四川地区的地震等自然灾害,也包括一些特殊生产现场,如矿山,海上,旅游景区等,如这些地区发生突发事件时,现场原本没有监控设备或者原本已有的监控设备的使用受到障碍时,需要一些应急指挥平台体系的建立,无线传输高速球正是应这种市场需求应运而生。
作者:迈视王萍

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