去年，高清攝像機(jī)及高清監(jiān)控系統(tǒng)仍處于一個(gè)起步、探索階段，今年，高清攝像機(jī)便遍地開(kāi)花，幾乎每家安防企業(yè)都推出了高清系列監(jiān)控產(chǎn)品，高清技術(shù)實(shí)現(xiàn)大跨步，高清攝像機(jī)及高清監(jiān)控系統(tǒng)都更上了一層樓。高清監(jiān)控市場(chǎng)目前主要是模擬高清、網(wǎng)絡(luò)高清和數(shù)字高清，后兩者正是當(dāng)今安防領(lǐng)域發(fā)展得如火如荼的兩種高清監(jiān)控模式，市場(chǎng)上也有諸多細(xì)分，包含了百萬(wàn)高清、200萬(wàn)高清、300萬(wàn)高清、400萬(wàn)高清，甚至500萬(wàn)高清，筆者在此淺議200萬(wàn)像素以上的高清攝像機(jī)技術(shù)發(fā)展路線。
 

　　高清監(jiān)控市場(chǎng)的需求
 

　　人們?yōu)楹螌?duì)高清的追求樂(lè)此不疲？每一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，人們都希望能夠發(fā)揮如同人眼和大腦一樣的功能，不僅能清楚地看到視野所及的場(chǎng)景，還能判別場(chǎng)景中的每一個(gè)現(xiàn)象和動(dòng)作，因此想要“看得更清”和“看得更多”的需求便成為每一個(gè)安防人的追求。
 

　　看得更清：從標(biāo)清到高清的發(fā)展，是人們對(duì)“看得更清”的證明。從上海世博會(huì)到廣州亞運(yùn)會(huì)、深圳大運(yùn)會(huì)等活動(dòng)盛世將高清監(jiān)控的應(yīng)用逐步深化和拓展，越來(lái)越高像素的攝像機(jī)被研究開(kāi)發(fā)出來(lái)，高清化的普及應(yīng)用勢(shì)在必得。
 

　　看得更多：“看得更清”賦予了“看得更多”的可能，可以從兩個(gè)方面分析，一個(gè)是看的范圍更大，能夠像人眼一樣清晰看到上下左右180°空間里的所有細(xì)節(jié)和事物，一個(gè)是看到的細(xì)節(jié)更多更全，能夠清晰捕捉到畫(huà)面內(nèi)更多的信息，為“我”所用。
 

　　那么，想要看得更清、更多，超高清攝像機(jī)的技術(shù)發(fā)展路線是怎樣的呢？
 

　　高清基礎(chǔ)核心技術(shù)模塊加速推進(jìn)
 

　　高清技術(shù)是“看得更清”的基礎(chǔ)。在過(guò)去幾年，行業(yè)內(nèi)積累了很多關(guān)鍵技術(shù)，高清技術(shù)在一步步的探索中亦得到很大發(fā)展，其核心包含了機(jī)芯模塊、高清編碼模塊等。
 

　　200萬(wàn)像素以上的高清攝像機(jī)對(duì)高清機(jī)芯的要求比較高。高清機(jī)芯是集嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、圖像處理技術(shù)、鏡頭控制技術(shù)、自動(dòng)聚焦技術(shù)等結(jié)合在一起的新技術(shù)，每一個(gè)模塊都制約著機(jī)芯的發(fā)展。隨著機(jī)芯鏡頭與傳感器技術(shù)的發(fā)展，更多的技術(shù)融入進(jìn)來(lái)，如寬動(dòng)態(tài)技術(shù)、超低照度技術(shù)、智能分析技術(shù)等，更高分辨率、更高倍數(shù)、更低照度的機(jī)芯將滿足用戶(hù)更高的監(jiān)控需求。
 

　　而在CMOS和CCD的選擇上，目前CMOS比CCD更適合高清監(jiān)控。隨著CMOS傳感器制程的改進(jìn)，低照效果大為改善，已可以和CCD相媲美。高清攝像機(jī)像素越高，圖像處理能力要求也越高。采用特殊制造工藝的CCD讀出電路比較復(fù)雜，很難將A/D轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理、自動(dòng)增益控制、精密放大和儲(chǔ)存功能集成到一塊芯片上，處理能力越高體積越大，而借助于大規(guī)模集成制造工藝，CMOS圖像傳感器能非常容易地把上述功能集成到單一芯片上，體積可以做得相當(dāng)小。CCD由于信息讀取速度慢、集成度低的特性，導(dǎo)致在200萬(wàn)以上像素的高清攝像機(jī)上很難實(shí)現(xiàn)全幀率，而且功耗大、發(fā)熱量大、成本高。
 

　　在高清編碼模塊，主要以H.264應(yīng)用，其壓縮比高，網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)低帶寬占用，同等畫(huà)質(zhì)下，H.264所占帶寬比MJPEG和MPEG4要低30%左右。除高壓縮比外，H.264可實(shí)現(xiàn)全高清畫(huà)質(zhì)、高幀率、多分辨率支持以及低編解碼延時(shí)，應(yīng)用于高清監(jiān)控中再適合不過(guò)。目前大多數(shù)安防生產(chǎn)廠家的高清產(chǎn)品都采用的H.264高清編解碼技術(shù)。
 

　　高清技術(shù)助力智能視頻監(jiān)控
 

　　智能視頻分析技術(shù)與算法的有效性、畫(huà)面的清晰度、背景復(fù)雜性、光照條件等因素都有著很大的關(guān)系。標(biāo)清攝像機(jī)所能容納的視頻信息很少，由于圖片的清晰度不夠、環(huán)境條件的不足會(huì)影響例如行為識(shí)別、車(chē)牌識(shí)別、人臉識(shí)別等，這也直接影響相關(guān)部門(mén)對(duì)違法行為的判定以及刑事案件的線索收集。
 

　　隨著智能視頻分析技術(shù)的研究以及高清技術(shù)的發(fā)展，高細(xì)節(jié)、高清晰的畫(huà)面能得到更多更準(zhǔn)確的信息，實(shí)現(xiàn)更有效的智能視頻監(jiān)控，可應(yīng)用于城市治安管理(如治安卡口信息識(shí)別、道口車(chē)輛查控、網(wǎng)吧人臉比對(duì)等)、大型活動(dòng)安保(例如上海世博會(huì)園區(qū)出入口人像采集比對(duì)、虛擬水岸電子圍欄等)、監(jiān)所管理等業(yè)務(wù)領(lǐng)域。目前智能識(shí)別在治安卡口的應(yīng)用比較多，如超高清攝像機(jī)可清晰記錄車(chē)牌信息、車(chē)輛信息、車(chē)輛前排人員的人臉信息等，進(jìn)一步拓展了高清卡口系統(tǒng)的應(yīng)用。以下以高清卡口監(jiān)控為例進(jìn)行說(shuō)明：
 

　　1、卡口高清監(jiān)測(cè)記錄
 

　　采用超高清攝像機(jī)抓拍技術(shù)，全天候24小時(shí)不間斷地對(duì)車(chē)輛自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)抓拍和記錄，所拍圖片可清晰辨別車(chē)輛類(lèi)型、車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)牌顏色等內(nèi)容，并提供一張高清晰圖片作為全景(兼特寫(xiě))圖片，提供的圖片可以疊加違法車(chē)輛的違法細(xì)節(jié)信息(如時(shí)間和日期、地點(diǎn)、速度等信息)；夜間采用智能頻閃燈進(jìn)行補(bǔ)光或采用強(qiáng)光抑制技術(shù)，可以根據(jù)拍攝圖像中車(chē)輛特征的效果自動(dòng)調(diào)整快門(mén)速度和曝光強(qiáng)度，抓拍車(chē)牌及司乘人員信息，獲取高清晰圖片。
 

　　2、車(chē)牌號(hào)自動(dòng)識(shí)別
 

　　通過(guò)超高清攝像機(jī)與智能識(shí)別分析技術(shù)的結(jié)合，實(shí)時(shí)自動(dòng)識(shí)別機(jī)動(dòng)車(chē)輛牌照號(hào)碼，抓拍和記錄過(guò)往車(chē)輛/超速違法車(chē)輛圖片。同時(shí)，可實(shí)時(shí)對(duì)通過(guò)車(chē)輛進(jìn)行車(chē)牌識(shí)別與實(shí)時(shí)黑名單進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)可疑車(chē)輛時(shí)，實(shí)時(shí)報(bào)警提示；當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，自動(dòng)將報(bào)警信息上傳給指揮中心，同時(shí)以聲音、圖形及文字的方式提示中心值班人員，直到人員干預(yù)解除報(bào)警，所有報(bào)警信息同時(shí)生成日志記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便以后查詢(xún)和檢索。
 

　　除此之外，高清卡口還可實(shí)現(xiàn)車(chē)輛流量控制、交通及違法數(shù)據(jù)上傳、查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、流量分析、信息共享、系統(tǒng)檢測(cè)功能等，在此不贅述。
 

　　高清技術(shù)與其它技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用
 

　　超高清攝像機(jī)與其它技術(shù)相結(jié)合，能zui大效果得發(fā)揮高清的作用，例如與全景視頻技術(shù)、瞭望式技術(shù)、強(qiáng)光抑制技術(shù)等結(jié)合應(yīng)用，讓我們看到更多、看得更明白，效率更高。
 

　　1、與全景視頻技術(shù)的結(jié)合
 

　　高清全景攝像機(jī)主要有兩種，一種是基于超廣角魚(yú)眼鏡頭的高清全景攝像機(jī)，一種是在單只高清攝像機(jī)中設(shè)計(jì)多個(gè)高清攝像頭實(shí)現(xiàn)全景成像，主要以前者為主。高清賦予全景攝像機(jī)更深層次的含義，高分辨率的圖像傳感器對(duì)于全景攝像機(jī)而言*，其本身在全視角的優(yōu)勢(shì)令其擁有豐富的視頻信息，因此信息處理量比較大，如果分辨率達(dá)不到一定的要求，圖像放大后就會(huì)模糊不清，雖然實(shí)現(xiàn)了無(wú)盲點(diǎn)監(jiān)控，但是卻不能分辨監(jiān)控物體和人物，達(dá)不到監(jiān)控效果。因此，超高清攝像技術(shù)應(yīng)用在全景監(jiān)控領(lǐng)域是非常有價(jià)值的一項(xiàng)拓展。
 

　　2、與瞭望監(jiān)控技術(shù)的結(jié)合
 

　　瞭望監(jiān)控所拍攝的范圍至少達(dá)到1公里以上，監(jiān)控距離長(zhǎng)，監(jiān)控面廣，所涉及的視頻信息和所要處理的信息量都非常大，如果視頻達(dá)不到高清效果，看不清遠(yuǎn)距離的物體，瞭望監(jiān)控便形同虛設(shè)。瞭望監(jiān)控技術(shù)與高清技術(shù)相結(jié)合，方能體現(xiàn)瞭望監(jiān)控的價(jià)值。
 

　　例如迅通的瞭望式高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，采用2/3″高分辨率圖像傳感器，配高清電動(dòng)高倍變焦透霧鏡頭，超長(zhǎng)焦距變焦鏡頭，zui大變焦達(dá)60倍，白天可視距離可達(dá)1.5公里，夜間可達(dá)1公里。同時(shí)支持照度反差平衡功能，寬動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到120dB；整機(jī)采用*的加固處理，抗惡劣環(huán)境，防塵、防水，防護(hù)等級(jí)高達(dá)IP66，適用于要求高清畫(huà)質(zhì)且監(jiān)視距離遠(yuǎn)的條件下，如城市高空瞭望、平安城市建設(shè)、邊境、公路、鐵路、海事航道、機(jī)場(chǎng)、碼頭等遠(yuǎn)距離監(jiān)控場(chǎng)合。
 

迅通瞭望式高清攝像機(jī)
 

　　3、與強(qiáng)光抑制技術(shù)的結(jié)合
 

　　強(qiáng)光抑制技術(shù)能有效抑制強(qiáng)光點(diǎn)直接照射造成的光暈偏大，視頻圖像模糊，能自動(dòng)分辨強(qiáng)光點(diǎn)，并對(duì)強(qiáng)光點(diǎn)附近區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)償以獲得更清晰的圖像。高清攝像機(jī)加入強(qiáng)光抑制濾光處理芯片，可以有效抑制迎面的強(qiáng)光。
 

　　例如迅通的超寬動(dòng)態(tài)強(qiáng)光抑制高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，是高反差的環(huán)境和強(qiáng)光線條件下的理想攝像機(jī)，采用了*的強(qiáng)光抑制技術(shù)(HLM)，針對(duì)普通攝像機(jī)在強(qiáng)光照射下，無(wú)法辨識(shí)強(qiáng)光下的圖像的缺點(diǎn)而研發(fā)的技術(shù)，即使是在高對(duì)比度光照條件下也能提供更高質(zhì)量的圖像，使圖像亮區(qū)和暗區(qū)部分場(chǎng)景的細(xì)節(jié)都清晰可見(jiàn)，并搭配超高速快門(mén)響應(yīng)，可以捕捉到高速運(yùn)動(dòng)的物體，支持移動(dòng)偵測(cè)和報(bào)警功能。在夜間監(jiān)控道路車(chē)輛時(shí)，能較清晰的捕捉車(chē)輛車(chē)牌，適用于收費(fèi)站、停車(chē)場(chǎng)出路口等高清卡口監(jiān)控。
 

迅通強(qiáng)光抑制高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)
 

　　結(jié)語(yǔ)
 

　　經(jīng)歷了2年時(shí)間，高清技術(shù)、帶寬問(wèn)題、存儲(chǔ)問(wèn)題一直在探索和不斷改進(jìn)中，高清市場(chǎng)正一步步的向前邁進(jìn)，并在很多細(xì)分領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。隨著國(guó)內(nèi)用戶(hù)對(duì)高清的理解，高清正朝著蓬勃的趨勢(shì)發(fā)展，更高像素的高清攝像機(jī)陸續(xù)推出市場(chǎng)，更重要的是，利用高清的優(yōu)勢(shì)和特色，與其它視頻監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合，讓高清為我們做到更多。