據我國IP行業技術分析,IP高清高速球已逐漸成為監控市場的主流產品。隨著科技的不斷發展,視頻監控的需求已經從"看得見",逐漸轉變為"看得清"。現對2016年我國IP行業技術特點分析。智能化球型攝像機產品作為視頻監控圖像的採集系統,在高清化背景下,高清高速智能球應運而生,逐漸成為監控市場的主流產品。
眾所周知,高清網絡高速球之所以逐漸在市場上大放異彩,正是因為市場提出了對高清監控的訴求。而且,相比較於傳統模擬的高速球,高清網絡高速球具備高清晰的畫面、更廣闊的覆蓋範圍、易於擴展的性能、智能分析功能,能夠滿足市場上用戶的高需求。
就解析度而言,高清網絡高速球的畫面清晰度達到了質的飛躍,可以為用戶提供更多的畫面像素,呈現出更豐富的畫面細節。天津市亞安科技電子有限公司的產品部經理梁鴿表示,與模擬和標清高速球相比,由於百萬像素的高速球解析度一般都在720p以上,避免了原來監控畫面不是很清晰,甚至在一些地方存在模糊分辨不清楚的現象。
在保證解析度提高的前提下,高清網絡高速球可以擴大覆蓋的監控範圍,這意味一台高清攝像機的覆蓋範圍相當於模擬高速球的幾倍,可以為用戶提供更多的事件細節或減少高速球的使用數量。「比如在平安城市或者是需要大範圍覆蓋的場所,以前普通的球機可能需要200台,而採用高清網絡高速球只需要 100台即可,18倍720p的網絡高速球覆蓋範圍相當於36倍的D1效果,安訊士網絡通訊技術有限公司的中國區培訓顧問鄒毓帆曾說。
隨著網絡化、高清化、智能化技術的快速發展,普通模擬高速球機和網絡標清高速球機市場出現明顯萎縮,一些沒有掌握核心技術的企業陷入了價格戰。高清高速球機則憑藉自身高清圖像質量、高效編碼性能、卓越互聯互通性能、多樣化安全性保證及人性化功能設計快速占領市場,成為前端視頻監控的利器。
前端作為圖像採集的核心部分,給人眼最直觀的莫過於圖像效果。具備自主機芯研發能力的廠家均在ISP(圖像信號處理)技術上不斷優化提升,同時通過算法和多樣化的功能來提升球機的全天監控效果。
IP行業市場調查分析報告顯示,ISP技術主要是對攝像機傳感器輸出的原始圖像進行處理,獲得更加接近拍攝的真實場景圖像。一方面,通過鏡頭的優化,採用高折射率、低色散光學變焦鏡頭,配合獨特的光圈聯動技術,提供優質的畫面和極高的畫面解析度。另一方面,通過高清ISP技術,優化圖像處理晶片內部參數,提升輸出圖像的清晰度和色彩還原度。優化色彩抑制處理,解決夜間低照度環境下彩色噪點多的問題。優化壞點校正和固態噪聲抑制處理,使夜間輸出的圖像更加乾淨細膩。優化鈉燈和日光燈白平衡方式的處理,還原多樣化場景下的真實色彩。
在霧霾天氣下,空氣中的液滴和固體小顆粒使戶外監控質量降低,圖像顯得色彩黯淡、對比度低,一些重要目標的細節難以觀察,視頻監控的實用性受到很大影響。實時視頻透霧原理是基於大氣透射模型,區分圖像不同區域景深與霧濃度,並進行濾波處理,同時融合圖像增強技術與圖像復原技術,獲得準確、自然的透霧圖像。目前,國內一些領先的安防企業,高清高速球機已具備實時視頻透霧技術,主要應用於高速公路的交通事故易發區段、高速公路卡口等多種戶外場所。
當在強光源照射下的高亮度區域及陰影、逆光等相對亮度較低的區域在圖像中同時存在時,攝像機輸出的圖像會出現明亮區域因曝光過度成為白色,而黑暗區域因曝光不足成為黑色,嚴重影響圖像質量。數字寬動態技術,通過對視頻圖像中高亮區域、黑暗區域進行偵測,並實時的將亮區和暗區進行曲線校正和色彩調整,避免了高對比度或背景光線較強場景下,暗區圖像丟失,亮區色彩失真的問題,在無需更換傳感器的前提下,仍可得到清晰、自然的圖像細節。
平安城市治安監控中,夜間道路監控對行進中的車聚焦出現虛焦和交叉十字架是普遍存在的問題,當球機鏡頭角度和點光源接近平行時,畫面效果更差。通過智能聚焦算法,優化點光源聚焦,智能判斷圖像中亮暗區域,可做到一次性聚准,同時搭配強光抑制功能,解決道路監控點光源聚焦問題。通過運動聚焦算法,優化對運動物體的聚焦,聚焦速度更快,聚焦精度更准。
夜間低照度監控場景下,當光線不足時,視頻監控畫面中容易出現明顯的噪點,早期產品中,一般廠家均採用2D數字降噪技術,對傳輸的圖像信號進行降噪處理,但是效果改善不明顯。隨著技術的發展,3D數字降噪技術在原有2D降噪的基礎上,加強對原始信號進行降噪處理,採用3D時空域聯合降噪處理,結合準確的噪聲強度估計算法,在光照理想、噪聲較低時圖像清晰細節沒有損傷,光照不足時噪聲明顯抑制,圖像細節大量保留,有效提升視頻監控圖像質量和節省碼率。
隨著球機DSP性能的不斷提升,高效編碼引擎全面開啟,目前高清高速球機可以支持標準H.264/MJPEG/MPEG4多種壓縮格式,三碼流傳輸及高性能的壓縮比使得圖像傳輸更為輕鬆。
三碼流是指高清高速球可同時生成三路視頻碼流,每一路視頻流可以分別設置不同的解析度、幀率和編碼方式,主碼流推薦用於區域網內預覽及存儲。子碼流推薦用於網絡傳輸,通過手機進行實時預覽。第三碼流推薦用於公網客戶端訪問,根據實際帶寬大小,提供從標清到高清的解析度可選,滿足不同網絡條件的終端客戶訪問需求。
之前,制約著網絡高清設備普及的重要因素之一就是高清要求的傳輸帶寬和存儲空間相對於標清來說非常大。早前基於 H.264centerProfile編碼壓縮方式,在保證圖像質量的前提下,720p解析度下的高清視頻傳輸推薦採用3至4Mbps的碼率,1080p 解析度下的高清視頻傳輸推薦採用6至8Mbps的碼率。目前隨著編碼性能的提升,高清高速球機上普遍採用H.264HighProfile的編碼格式,720p解析度下的高清視頻傳輸推薦採用1至2Mbps的碼率,1080p解析度下的高清視頻傳輸推薦採用2至4Mbps的碼率,網絡傳輸帶寬和存儲空間均減半的改善,也切實的推動了網絡高清的普及。而在接下來的幾年,基於H.264改進的H.265將後來居上,在高清高速球上實現H.265的壓縮編碼能力也將成為可能,H.265旨在有限帶寬下傳輸更高質量的網絡視頻,滿足高清視頻監控的需要。
視頻監控中,人們通常只對某一個特定區域感興趣,如車牌和人臉等關鍵信息。在實際監控中經常存在由於帶寬有限,導致網絡傳輸圖像整體不夠清晰,從而錯過了畫面中很多的重要信息。ROI(感興趣區域)壓縮編碼技術在圖像中對感興趣區域進行無損壓縮或近無損壓縮,保證圖像質量,而對背景區域進行有損壓縮。這樣在不提高碼流的情況下,獲得視頻監控的關鍵信息。適用於帶寬不夠的條件下依然需要看清關鍵目標。目前一些廠家的高清高速球機上已具備該功能,後續再配合人臉檢測識別等功能,將成為未來智能的新趨勢。
視頻監控行業廠商眾多,大項目中的聯網高清監控不可能出現一家獨大,而往往是多足鼎立的局面。所以高清高速球機需要支持通用的接入標準,通過支持國內的接入標準GB/T28181和網絡標準協議Onvif、PSIA、CGI來提升接入便利性,使組網變得更加靈活。
高清高速球機通過斷網續傳功能,在網絡斷開時啟用前端SD卡進行數據存儲,當網絡恢復正常時,SD卡中的錄像則主動上傳至中心,確保錄像存儲安全性。通過IP位址過濾功能,根據實際應用的需要允許或禁止部分IP位址登陸球機,實現網絡安全性的保障。通過隱私遮蔽功能,劃定多個區域,多種顏色和模式可供選擇,確保監控的合法安全性。
每個廠商的高清高速球機都具備360°;無死角監控、變焦定位的功能,但是在一些人性化的功能設計上,還是存在一定的差異,好的人性化功能設計將帶來較好的用戶體驗。通過智能運動跟蹤功能,變被動監控為主動防禦,使得監控更為靈活有效。通過3D定位功能,快速、準確捕獲細節,使得監控跟蹤目標顯示在畫面中心。通過守望功能,在實際應用中降低球機監控失效的風險。通過定時任務功能,在複雜應用中降低人工控制成本。
了很多年,也在實際應用中積累了很多經驗,智能分析的準確性也是越來越高,現在自動跟蹤的智能技術已經應用於高清高速球上面,通過自動跟蹤功能,使得工作人員能夠從繁雜的操作過程中解脫出來,而高清高速球機可以智能的探測、跟蹤監控目標物體,實現對運動目標的自動跟蹤、錄像、報警。後續,再配合前面提到的ROI功能和人臉檢測識別等功能,可極大提升整體監控價值。
高清高速球機目前僅僅是實現大場景監控的功能,但是在未來則將融合更多的技術應用。將車牌識別及頻閃燈補光等技術應用在高清高速球上面,解決道路視頻監控既要看清車牌又要看清區域環境的問題。將感知技術和圖像診斷技術相融合,實現更為有效的視頻監控。
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