全面认识高清 剖析高清IP解决方案要点

　　一、全面认识高清

　　1.1 高清不仅仅是高清IP，还有数字高清、模拟高清。

　　高清IP从感光器件上又可分为CMOS类型和CCD类型。目前虽然CCD占据了主流市场，但CMOS与CCD之争一直就没有停歇过。近年来随着新型CMOS技术的不断应用，CMOS在监控场景中成像画质的不断提升，使得CMOS传感器得以进一步蚕食CCD的市场。

　　数字高清又可分为HD-SDI非压缩数字高清与SFP数字高清。HD-SDI接口，实时数字视频，可与其他业务系统即时联动。HD-SDI是一个广播级的高清数字输入与输出端口。该接口采用同轴电缆，以BNC接口作为线揽标准，有效距离为百米，是数字非压缩高清信号中等距离传输的较佳选择。SFP数字高清采用光纤接口，光传输方式，适用长距离传输。

　　模拟高清是指模拟700线解决方案。前端摄像机采用基于“Effio”信号处理器的方案，提供高解析画质、高信噪比及高色彩还原能力。实现摄像机监控图像达到700条TV lines水准的解析度 ，并且在宽动态、 2D及3D降噪、低功耗等方面都有显着提升。在后端配合960H的DVR方案，系统成熟组网容易，产业链较为成熟，方案随动性佳。下图为大华混合高清解决方案组成示意图。
 

　　1.2 ISP能力是关键

　　摄像机的ISP能力是关键，ISP处理能力和处理质量直接关系到摄像机的3D数字降噪、宽动态、区域白平衡等诸多功能，参见下图。
 

　　高清摄像机的像素是关键，那么摄像机的ISP能力更是关键，是摄像机全天候应用的关键。所以，我们认为，如果只是单纯的提高像素，而没有配套的ISP处理能力的提升，那么图像质量是无法得到保证的。

　　1.3 配套件不全

　　高清镜头配套不全：200万以上的电动变焦镜头、高精度的电动云台等缺乏，高清IP配套件整体量少价高。不仅从传输和存储角度看，从配套角度，我们认为130万、200万的高清IP更靠近规模应用。

　　1.4 高清的核心问题

　　从系统角度，高清要解决的三大核心是：带宽问题、显示问题、存储问题。从系统底层的业务单元最先完成高清应用是最现实的切入方式。高清在小系统中应用是最现实的，能充分发挥本地各种高清接口（HDMI、DVI、VGA）的能力。上层管理应用高清，需要合理规划主干网络，要充分考虑系统活化率。根据活化率规划限定上传路数以保证高清图像质量。

 
　　二、行业客户们对高清IP的需求

　　随着经济的发展和社会的进步，人们对安全保障的要求不断提高，公共安全问题也就越来越受到社会各界的关注。公安机关为了维护社会治安、确保人民生命财产安全与社会稳定，加强对重点区域、重点场所的可视化监控管理，建设高清视频监控系统已成为非常必要的手段。人们对安全防范的重视同时促进了视频监控系统在安防领域中的重要地位。对于视频监控产品的要求也在不断提高，功能要求更加完善、稳定，视频图像要求更加清晰、准确。因此，高清网络摄像机的技术发展便成为视频监控系统的重点关注之一。

　　摄像机的发展经历了从模拟--数字的发展，同时从低清--标清--高清的不同的发展时期，使得视频清晰度也相应得到了很大程度的提高。模拟摄像机的水平分辨率从380线发展到540线以上，数字摄像机从25万像素发展到百万像素以上。

　　目前，视频监控领域中还没有高清的标准， “高清”一词借用了广电行业，即高清数字电视(HDTV)，目前业界默认为数字摄像机分辨率达到1280×720p和1920x1080i即为高清摄像机。

　　高清网络摄像机直接输出数字图像，使图像的内容分析、特征分析、取证、识别和搜索等图像分析技术的广泛实际应用成为可能。在应用上，高清网络摄像机的覆盖面远远大于传统的模拟摄像机，使监控者既能观察全景、掌控全局，同时又能清晰观察局部细节。

　　三、高清IP解决方案介绍

　　3.1 高清接入分类

　　高清业务接入单元从应用场景规模上为两类：


        1、小型接入单元，

　　2、中型接入单元，下面对这两类做分别的介绍。

　　1）小型接入单元

　　采用大华高清混合型DVR作为小型高清业务单元的接入，兼容模

　　拟和IP高清，具备强大的本地应用功能，非常适合层级化管理的系统，其主要具备以下特点：

　　l混合接入各种高清IP、模拟700线高清、标清视频；

　　l实现所接入各种数据信息的融合 ；

　　lHDMI完成高清本地显示和基本监控业务，随动性好，延时小；

　　l后端根据网络状况上传视频，保障系统活化率；

　　l适用于实时监测预警要求高的场所；

　　系统组成参见下图：
 

　　2）中型接入单元

　　采用大华SVR作为中型高清业务接入单元的核心，性能强大，支持高清海量视频数据的存储和调用，具备强大的管理应用功能，适合部署在系统的重要节点，其主要具备以下特点：

　　l强调信息存储管理能力，长时间大容量存储；

　　l强调信息后期应用能力，数据分析、数据提取；

　　l强调信息综合检索能力，多条件、多画面统一检索；

　　lAIO（all in one）:集存储、矩阵交换、上墙、管理一体；

　　l适用于重管理高要求的应用场合；

　　系统组成参见下图：
 

 
　　3.2 控制管理系统的结构

　　上面我们介绍了高清的接入，在完成接入之后，需要对所有的接

　　入单元进行有效的控制管理。那么一套基于合理架构并适应业务需求的控制管理系统就显示得尤为重要。而管控系统的架构往往决定了系统的效能。管理控制系统的架构可分为两类：

　　1）星状的控制管理系统

　　参见下图
 

　　l适合多业务应用的大系统；

　　l需要进行软件部署；

　　l不同设备接入平台需要接入开发；

　　2）网状的控制管理系统

　　参见下图
 

　　l适合专业视频应用的系统；

　　l无需要进行软件部署；

　　l设备均为网络节点设备；

　　l设备自组网；

　　四、高清IP存在的问题及未来发展

　　对于目前大部分的视频监控应用业务，如果考虑到监控显示终端的尺寸（一般在20寸的LCD监视器至46寸以上的大屏幕）及人肉眼的视野聚焦范围260-350万像素来看，使用130万-300万像素的摄像机投射到显示终端上进行监控，已足够满足人眼监控的需要。高清在视频监控的应用，对于未来3-5年内就像素而言，130万-300万像素足够应对大部分的监控场景并且更适合规模应用。当然，对于其他的一些特殊应用场合，仍然需要500万以上的高清摄像机，比如交通领域等。

　　对于安防视频监控领域应用的高清IPC对比传统模拟摄像机，

　　高清IPC在一些场合的应用和性能指标上，比如宽动态、低照度、实时性、随动性等仍然未能全面超越模拟摄像机。高清IPC未来的发展，不仅仅是在提高像素上，更关键的还在于提高图像的质量上。

　　众所周知，高清除了带来高清晰的图像外，还带来了庞大的数据流。我们认为，在高清数据流面前，任何的宽带都是窄带。对于像大华、海康这样的高清解决方案提供方而言，整体解决方案在未来需要面对的是，如何更好地处理庞大的高清码流数据的传输、存储、显示这三个重要环节。