本年度,我們確實地感受到網(wǎng)絡攝像機的普及度大大提高了。網(wǎng)絡攝像機的優(yōu)勢,其本質并未改變:提供更清晰優(yōu)質的圖像,通過與網(wǎng)絡的密切結合,讓視頻監(jiān)控更加智能等。但是隨著技術的進步,這些優(yōu)勢和特點得到了更大的加強,也更為突出和顯著。
優(yōu)勢一:帶來極高的圖像細節(jié)
網(wǎng)絡攝像機的優(yōu)勢之一就是使視頻監(jiān)控能夠超越傳統(tǒng)的PAL / NTSC制式的分辨率和幀速率限制,帶來極高圖像細節(jié)的高清晰度視頻。即使是100萬像素網(wǎng)絡攝像機,也提供了接近3倍于模擬CCTV攝像機的分辨率,高端網(wǎng)絡攝像機,可以提供高達500萬像素、甚至更大的分辨率。
然而高分辨率并非網(wǎng)絡攝像機在清晰圖像領域的唯一進展,將HDTV引入視頻監(jiān)控領域,真正推動了高清在視頻監(jiān)控領域的應用。有了百萬像素以上的分辨率,HDTV意味著高清晰的圖像細節(jié)。除此之外,一個真正符合行業(yè)標準的HDTV高清網(wǎng)絡攝像機,能確保優(yōu)異的色彩還原,全幀速率和16∶9圖像縱橫比格式。
MPEG-1壓縮標準的引入奠定了數(shù)字電視的基礎,推動了全世界現(xiàn)代電視標準的發(fā)展。運動圖像和電視工程師衆(zhòng)-會SMPTE是HDTV標準的制定組織,該組織作為權威的全球電影、電視、視頻和多媒體標準制定者,確定了兩個最重要的標準:SMPTE 296M和SMPTE 274M.SMPTE 296M定義了使用1280×720像素的分辨率逐行掃描,SMPTE 274M定義了1920×1080像素的分辨率隔行或逐行掃描。
HDTV應用網(wǎng)絡攝像機意味著圖像讓人的眼睛觀察更為舒適,25/30全幀速率視頻和出色的色彩還原。HDTV提供的寬屏幕16×9圖像,是經(jīng)多年研究后最終的選擇,它包含更多的視頻有效信息。事實上,真正完全符合HDTV標準的高清網(wǎng)絡攝像機比普通的百萬像素或HD攝像機提供更高等級的的圖像質量,提供更好的全幀速率視頻。
在機場、鐵路、賭場、城市監(jiān)察、護照管制、工廠生產(chǎn)控制等領域,HDTV高清網(wǎng)絡視頻都可以提供更完美的解決方案。
目前的HDTV有三種顯示分辨率格式,分別是:720p(1280×720,逐行)、1080i(1920×1080,隔行)和1080p(1920×1080,逐行),其中p代表英文單詞progressive(逐行),而i則是interlaced(隔行)的意思。
相比HDTV,一般百萬像素網(wǎng)絡攝像機不遵裓-任何視頻標準,與數(shù)碼相機圖像傳感器的像素數(shù)更為相近。例如,數(shù)百萬像素網(wǎng)絡攝像機通常提供有限的幀速率。百萬像素網(wǎng)絡攝像機也有許多很好的應用,像在極端需要視頻圖像細節(jié)的應用中,例如,銀行監(jiān)視、交通樞紐和其他場所。
此外,300萬以上的高像素網(wǎng)絡攝像機可以支持"多視域"技術,在一個監(jiān)視場景中劃分出多個子場景,每個子場景的視頻以獨立的碼流輸出。這樣不僅僅是真正以一個高像素攝像機替代多臺普清攝像機,而且還建立了全局視域和子視域的聯(lián)系。支持數(shù)字PTZ(平移/傾斜/變焦)也是百萬像素攝像機提供的另一個優(yōu)勢。
百萬像素和HDTV網(wǎng)絡攝像機具備很多優(yōu)勢。仍有不少應用領域,標準分辨率網(wǎng)絡攝像機也能提供最佳的解決方案。標準分辨率通常意味著的D1(720×576像素)分辨率,SVGA(800×600像素)分辨率。在復雜的燈光場景,需要極端的感光度和寬動態(tài)范圍時,標準分辨率攝像機能發(fā)揮最大優(yōu)勢。有些標清攝像機提供比傳統(tǒng)的25/30幀每秒更高的幀速率,適合抓拍快速移動的物體。
關鍵是什么是你需要看到的呢?當然,視頻監(jiān)控的需求變化是巨大的。最根本的問題,通常是兩種不同的優(yōu)先選擇:
全景概覽:在這種情況下,其目的是要取得一個場景的全景概覽。例如,在購物商場,所安裝攝像機的主要目的可能是在人流監(jiān)控和查看其行動,而不是個人的辨識。或者查看停車場是否已滿或有空的空間,而不是對個別車輛識別或讀取車牌。對于以上應用,需要足夠的分辨率以覆蓋場景。
高細節(jié):若需要能夠識別場景中的人或物體。這可能是基于點的監(jiān)測,要清楚地看到每一個項的客戶購買,或在某種情況下,需要能夠識別人臉。高細節(jié)的圖像可以通過安裝有變焦能力的網(wǎng)絡攝像機,實現(xiàn)更密切的監(jiān)控。HDTV網(wǎng)絡攝像機將提供比標清網(wǎng)絡攝像機更詳細、清晰的細節(jié)和更高分辨率的圖像。
認真分析自己的視頻監(jiān)控需求。通常,答案就在于結合了標清網(wǎng)絡攝像機、HDTV網(wǎng)絡攝像機和百萬像素網(wǎng)絡攝像機。通過平衡需求,一個IP監(jiān)控解決方案,可以具有最佳的成本效益和滿足所需圖像的可用性。
優(yōu)勢二:H.264技術
提高帶寬和傳輸能力
隨著網(wǎng)絡的延伸,網(wǎng)絡攝像機可以更容易快速地部署。視頻、音頻、PTZ控制和報警信息可以在同一根網(wǎng)線上傳輸,大大簡化了系統(tǒng)布線。同時網(wǎng)絡攝像機開始支持QoS,IEEE802.1X等網(wǎng)絡標準和協(xié)議。
QoS(Quality of Service)即服務質量。對于網(wǎng)絡業(yè)務,服務質量包括傳輸?shù)膸?、傳送的時延、數(shù)據(jù)的丟包率等。在網(wǎng)絡中可以通過保證傳輸?shù)膸挕⒔档蛡魉偷臅r延、降低數(shù)據(jù)的丟包率以及時延抖動等措施來提高服務質量。
新型的網(wǎng)絡攝像機可以標示自身產(chǎn)生的視頻、告警等IP數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級,在QoS配置完善的網(wǎng)絡中,這些監(jiān)控視頻流作為較高優(yōu)先級的業(yè)務可以在不受較低優(yōu)先級業(yè)務的影響下通過交換機,減少視頻延遲。
IEEE802.1x 協(xié)議是基于客戶/服務器的訪問控制和認證協(xié)議。它可以限制未經(jīng)授權的網(wǎng)絡用戶/設備通過接入端口訪問局域網(wǎng)或無線局域網(wǎng)。在獲得交換機或局域網(wǎng)提供的各種業(yè)務之前,802.1x對連接到交換機端口上的用戶/設備進行認證。在認證通過之前,802.1x只允許EAPoL(基于局域網(wǎng)的擴展認證協(xié)議)數(shù)據(jù)通過設備連接的交換機端口;認證通過以后,正常的數(shù)據(jù)可以順利地通過以太網(wǎng)端口。支持IEEE802.1x的網(wǎng)絡攝像機可以更好地保證網(wǎng)絡的安全性和私密性。
網(wǎng)絡攝像機對于QoS、IEEE802.1x等協(xié)議的支持,是網(wǎng)絡視頻監(jiān)控方案不斷延伸的反映,對網(wǎng)絡攝像機應用于統(tǒng)一網(wǎng)絡(多種應用運行于同一網(wǎng)絡)、廣域網(wǎng)絡,甚至是Internet都提供了更好的技術上的鋪墊和支持。
而對于網(wǎng)絡攝像機最為重要的帶寬問題,H.264技術標準的出現(xiàn)提供了有效利用帶寬的新方法。新一代的壓縮技術H.264已成熟,支持H.264壓縮編碼的芯片已經(jīng)可以支持1080p全幀速視頻的輸出并已經(jīng)全面應用在網(wǎng)絡攝像機產(chǎn)品中。H.264與MPEG4同屬于幀間編碼算法,然而在壓縮編碼效率上作了明顯的改良和提升。相比于MPEG4,H.264在保證同等圖像質量的前提下,平均碼流下降了近50%,大大地節(jié)省了網(wǎng)絡占用帶寬和視頻存儲需求。H.264 HDTV 720p視頻流的帶寬占用已經(jīng)可以和MPEG-4 D1視頻流的帶寬占用相當。
H.264引入了改良的幀間預測機制,提高了糾錯和網(wǎng)絡兼容性,并已被眾多人們熟悉的視頻領域所支持和廣泛使用。選用H.264算法,可以使用戶從多種不同的角度受益:用戶既可選擇在保證現(xiàn)有圖像質量的前提下大大降低網(wǎng)絡和存儲的投資;也可選擇在保留現(xiàn)有的網(wǎng)絡、存儲設備投資的條件下,提高視頻圖像分辨率,獲得更為清晰的視頻或者提高視頻幀速,獲得更為流暢的視頻。采用H.264算法,大大推動HDTV、百萬象素技術在視頻監(jiān)控領域的發(fā)展。
H.264作為一種值得信賴的視頻壓縮國際標準已經(jīng)開始全面取代MPEG4,成為幀間壓縮的代表算法,與幀內壓縮的代表算法MJPEG一起成為國際視頻壓縮的主流算法標準。
優(yōu)勢三:與智能視頻分析技術緊密聯(lián)系
隨著網(wǎng)絡的延伸,視頻監(jiān)控規(guī)模不斷擴大,使得智能化的視頻成為監(jiān)控的必要選擇。根據(jù)研究,在一個4分屏的監(jiān)視器前,一個操作員最多只能聚精會神地觀察20分鐘,就會開始錯失重要事件。因此,在成百、上千,上萬路的視頻部署后,智能化是視頻監(jiān)控發(fā)展的必然方向。但是什么樣的智能網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)是用戶需要的呢?智能網(wǎng)絡視頻必須能滿足用戶個性化的需要。
目前,基于網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能視頻功能的實現(xiàn)主要采用中心分析的方式。這種實現(xiàn)方式是指通過運行在后端服務器的視頻管理軟件對前端攝像機傳輸回來的視頻流進行智能化的視頻分析,從而實現(xiàn)對前端視頻信息的智能化處理;后端服務器或后端管理軟件,需要負責日常視頻的實時瀏覽、視頻錄像即回放和日志事件的管理,同時還需負責對各路視頻進行智能分析。隨著系統(tǒng)規(guī)模的增長,這種方式對后端管理資源和傳輸帶寬會帶來巨大壓力,需要通過提高后端設備性能來緩解,如提高服務器配置、增加服務器、交換機數(shù)量等,而與之俱來的成本壓力導致最終只有部分視頻得到分析。
因此,全面的智能視頻分析必然會以"邊緣智能"的方式得以實現(xiàn)。這種實現(xiàn)方式是指通過前端網(wǎng)絡視頻設備對視頻信息進行智能分析,實現(xiàn)相應的智能視頻功能。在這種系統(tǒng)中,前端攝像機通過嵌入式的視頻分析服務實現(xiàn)對拍攝的視頻進行分析,系統(tǒng)壓力分散在各個前端視頻設備上。復雜的智能分析可以在前端邊緣預處理后,再傳輸至后端,進一步降低對傳輸帶寬和中心服務器的壓力。進而實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的全面智能"每一路視頻均是智能的".
而"邊緣智能"的開放性非常重要,必須保持開放,更多的智能分析應用才能被開發(fā),部署到前端網(wǎng)絡攝像機,滿足用戶各種各樣的個性化需要。
結束語
無論是實現(xiàn)更好的視頻、圖像質量,還是與網(wǎng)絡密切結合,實現(xiàn)全面的網(wǎng)絡智能視頻,開放性都是網(wǎng)絡攝像機帶來的最大轉變。只有100%標準化,開放的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)才能更好地保護用戶投資,才能不斷地追隨技術的進步,滿足用戶日益發(fā)展的需要。這才是IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)最根本的不同。