高清监控系统画面质量面临的六大挑战

　　
　　 模拟摄像机技术应用成熟：模拟摄像机已经经过了几十年的技术发展，从CCD成像器件制造、配套的ISP图像处理算法到镜头设计和制造都已经非常成熟，镜头已经完全可以低成本、高画质国产化，大规模矩阵国产技术成熟，DVR硬盘录像机已经打上了中国制造的出口标签。所以，按照成像理论(CCD靶面、镜头焦距、目标距离换算关系)和实际效果相比，相差很小。对于从业人员来讲，避免采购那些采用低劣元器件生产的摄像机、矩阵和DVR硬盘录像产品，最终交付的监控系统往往都能够满足用户的需求。

　　在笔者看来，工程商直接套用模拟监控时代的技术来设计高清监控系统，必然存在一定的误区。总结起来，有以下六个方面：

　　·不同厂家高清摄像机CMOS成像质量参差不齐：进入高清时代以来，整体系统架构发生了革命性变化，首先CMOS成像器件占据了高清监控的大部分市场份额，不同CMOS厂家生产的CMOS器件在低照度、宽动态上成像质量不一，高清CCD现在只用于机器视觉或交通卡口等领域；

　　·高清镜头解析度不够。主流大厂的高清镜头的解析度只有140万象素，日本腾龙也仅是在2010年3月正式发布2款支持3百万像素的日夜镜头，这种镜头采用了非球面、超低色散镜片，这才宣告1080P高清监控(需要采用3百万像素的成像器)真正能够达到标称分辨率。而3百万像素镜头要求极高的工艺和模具精度，工艺精度稍微偏移，则导致镜头分辨率下降、图像位移，甚至镜头边缘模糊。所以国产高清3百万像素镜头尚不足以达到主流价格和性能，这导致小马拉大车，只能支持720P的100万像素的镜头搭配1080P的摄像机，这样直接导致监控效果大打折扣，从而大大降低业界对于高清监控的心理预期；

　　·ISP图像处理器性能差异：当前很多高清摄像机厂商直接采用CMOS厂商提供的ISP或者一体化CMOS(内置ISP图像处理器)，这些ISP图像处理器可以应付一般的场景，但是对于需要宽动态的场景，处理效果差，而监控系统和消费电子或者广电应用模式不同，在视频监控系统中，被监控对象无法配合摄像机的角度，所以在背光、逆光等情况下，普通的ISP图像处理器则无法提供有效的宽动态图像，从而造成可视图像质量下降；

　　·视频编码压缩算法差异：当前的网络摄像机主要有两大类，一类是直接购买外协厂家的设计，直接生产，另外一种是自己设计系统并优化视频编码算法。所以为了降低码流，各个厂家会对H.264MP编码算法进行优化，也可称为简化，与广电行业的全动感电影画面相比，安防监控只有30%的典型运动画面。但是过度的优化会导致在运动画面增大时，DSP处理性能不够，直接导致画面质量下降；

　　·VMS视频管理软件约束：标准配置的VMS视频服务器可以处理32路1Mbps标清视频码流，如果是6Mbps高清码流，那么每台视频服务器仅能够处理5路，这必然导致VMS服务器硬件成本的提高。当然对网络也造成很大的压力，因为没有了网络，就没有录像。所以，为了降低网络和服务器压力，高清录像码流降低到4Mbps甚至2Mbps，这也导致了日后查询到的录像画面质量下降；

　　·虽然硬盘容量每年都在翻倍，但是对于高清监控来说，视频录像数据是海量的，虽然95%的视频数据可能永远没有机会被检索，但是安全的需要，有些行业需要保证2年的数据储存。到目前为止，还没有比较成熟的技术能够大幅压缩视频数据，从而降低存储空间。所以为了降低存储空间成本，降低录像码流就不可避免，那么录像回放质量就可想而知。