高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)諸多問(wèn)題技術(shù)簡(jiǎn)析
2013年02月21日 10:17深圳尤思科國(guó)際有限公司點(diǎn)擊量:1289
高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通常以其分辨率也就是像素?cái)?shù)的不同來(lái)卻分不同規(guī)格和分類,比如常說(shuō)的百萬(wàn)像素高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),即1280x720的高清分辨率,130萬(wàn)像素(1280x960),200萬(wàn)像素(1920x1080全高清),320萬(wàn)像素(2048x1536)等乃至更高的500萬(wàn)甚至800萬(wàn)、1000萬(wàn)像素?cái)z像機(jī)。
除此之外,在實(shí)際應(yīng)用中,根據(jù)不同使用環(huán)境的需要,在產(chǎn)品特性上也有不同的要求,因此除了有多少萬(wàn)像素之分外,還有按照主要特性的分類之別,如適用于明暗差別較大場(chǎng)景的寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī),適用于光線較暗環(huán)境下的低照度攝像機(jī),適用于特殊高危主動(dòng)預(yù)警監(jiān)控場(chǎng)合的智能視頻分析攝像機(jī)等等。
圖像傳感器
高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)作為攝像機(jī)的一種,就必須具備攝像機(jī)所具有的各個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié),比如傳感器(sensor技術(shù))等。Sensor作為zui前端的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的環(huán)節(jié),是zui直接影響攝像機(jī)圖像質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。在高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)上,這點(diǎn)也不例外,并且高清攝像機(jī)上所應(yīng)用的sensor具有特定的要求,需要能夠滿足高清圖像攝取所需的大數(shù)據(jù)量處理能力,以及滿足高清大幅面圖像所需的大靶面,這些都給高清攝像機(jī)sensor的技術(shù)帶來(lái)了成本壓力和技術(shù)挑戰(zhàn)。
Sensor的種類常用的有CCD和CMOS兩種,在模擬攝像機(jī)上常見的是CCD傳感器,但是到了高清時(shí)代,大家可以發(fā)現(xiàn)CCD的應(yīng)用非常少,如果說(shuō)在720P級(jí)別的高清攝像機(jī)上還能看到部分CCD產(chǎn)品的話,那么在1080P級(jí)別的高清攝像機(jī)上,幾乎清一色的CMOS產(chǎn)品。大多高清攝像機(jī)都是以CMOS傳感器為主的原因很簡(jiǎn)單,高清大數(shù)據(jù)量的處理能力CMOS具有的優(yōu)勢(shì),同時(shí)CCD滿足高清應(yīng)用的制造成本大幅提高,關(guān)鍵還得益于CMOS技術(shù)在近幾年的突飛猛進(jìn),早先受限的低照度視頻效果問(wèn)題,寬動(dòng)態(tài)問(wèn)題等均逐步得以解決,再加之CMOS先天的成本優(yōu)勢(shì)使之得以在高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)領(lǐng)域占據(jù)主流位置。
視頻壓縮算法
高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)就是視頻壓縮算法,視頻圖像經(jīng)過(guò)數(shù)字壓縮后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸這是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)zui基本的功能,因此視頻壓縮算法的好于差直接決定了視頻圖像的質(zhì)量。可以從兩個(gè)方面來(lái)看,一方面好的視頻壓縮算法,可以zui大限度的減少畫面的失真,因?yàn)?應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊曨l壓縮均為有損壓縮,畫面信息必然會(huì)有所損失,因此需要zui大限度的在滿足壓縮比率的情況下保留zui多的畫面信息;另一方面好的視頻壓縮算法,可以在提供較好的畫面效果的情況下,使用更低的碼率,也就意味著占用更低的帶寬和更少的存儲(chǔ)空間。
目前主流應(yīng)用的視頻壓縮算法為H.264標(biāo)準(zhǔn),H.264定義了4種不同的Profile(類/級(jí)別),即Baseline(基線類),Main(主要類),Extended(擴(kuò)展類)和HighProfile(類),級(jí)別越高相同畫質(zhì)碼率越小,計(jì)算強(qiáng)度越大。隨著高清應(yīng)用需求的不斷增長(zhǎng),視頻壓縮算法升級(jí)的腳步也沒有停止,在H.264標(biāo)準(zhǔn)被大家廣泛應(yīng)用的同時(shí),H.265標(biāo)準(zhǔn)即將面世。2012年6月25日,電信聯(lián)盟(ITU)在其*公布了工作計(jì)劃項(xiàng)目,原定于2008年至2010年推出的《Highefficiencyvideocoding》(HEVC或稱H.265)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)于2013年1月推出。
H.265算法標(biāo)準(zhǔn)將視頻壓縮效率比H.264提高一倍,即在保證相同視頻圖像質(zhì)量的前提下,視頻流的碼率減少50%,可以實(shí)現(xiàn)利用1~2Mbps的傳輸速度傳送720P,一方面節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬,另一方面節(jié)省了錄像存儲(chǔ)空間,將高清攝像機(jī)的應(yīng)用成本大幅降低。
H.265標(biāo)準(zhǔn)的推出會(huì)給高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的發(fā)展乃至高清監(jiān)控市場(chǎng)帶來(lái)哪些變化,還需要拭目以待,筆者認(rèn)為短期內(nèi)或不會(huì)有太大變化,關(guān)鍵依賴于各芯片廠商的跟進(jìn)程度,如果一切按計(jì)劃行進(jìn)的話,H.265帶來(lái)的變化zui早也要到2013年底甚至2014年才能看到。
寬動(dòng)態(tài)
此外,在滿足各類應(yīng)用場(chǎng)景和高清監(jiān)控建設(shè)方案方面,寬動(dòng)態(tài)也是高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的關(guān)鍵特性所在。很多的應(yīng)用場(chǎng)合都存在逆光或場(chǎng)景中存在明暗差別較大的區(qū)域,此時(shí)如果要想同時(shí)看清楚亮處和暗處,就需要攝像機(jī)具有良好的寬動(dòng)態(tài)效果,以此來(lái)保證過(guò)亮和過(guò)暗之處均可以看清楚。
結(jié)語(yǔ)
高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)還面臨著諸多有待解決的問(wèn)題,如高碼率帶來(lái)的帶寬壓力、存儲(chǔ)壓力,高清鏡頭在實(shí)際項(xiàng)目中的選擇和成本問(wèn)題等等。目前,高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的應(yīng)用還處于初期階段,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,諸多問(wèn)題逐步破解,高清監(jiān)控會(huì)變得更容易,高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的市場(chǎng)也會(huì)迅速放大。
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