淺析百萬像素高清攝像機技術(shù)及應(yīng)用

隨著安防監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展，安防監(jiān)控的市場需求也在快速地發(fā)生變化。近幾年高清視頻監(jiān)控已經(jīng)成為比較明確的發(fā)展方向，這也就意味著用戶對監(jiān)控的要求將更多的關(guān)注在監(jiān)控圖像的清晰度上，關(guān)注監(jiān)控畫面能在多大程度上與現(xiàn)場保持一致，使之能利用智能分析技術(shù)準(zhǔn)確地識別異常的目標(biāo)。

百萬高清攝像機構(gòu)成

傳統(tǒng)模擬攝像機是無法滿足高清圖像采集需求，高清已經(jīng)成為當(dāng)今視頻監(jiān)控的發(fā)展主流。要實現(xiàn)高清視頻監(jiān)控，離不開高清攝像機，因此，百萬像素高清網(wǎng)絡(luò)攝像機應(yīng)運而生。

百萬像素高清攝像機的出現(xiàn)，為高清監(jiān)控方案的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，那么何為百萬像素高清網(wǎng)絡(luò)攝像機呢?

此處所述百萬像素高清攝像機，指基于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母咔鍞z像機。以一般的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機構(gòu)成為例介紹，從前往后依次包括鏡頭、紅外截止濾光片、圖像傳感器、時鐘同步與圖像處理編碼壓縮主板、電源及I/O網(wǎng)絡(luò)接口板，在所有的構(gòu)成部件中，最為關(guān)鍵的是圖像傳感器，其指標(biāo)優(yōu)秀與否直接影響到高清網(wǎng)絡(luò)攝像機畫面效果。目前市場上大多數(shù)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機均采用CMOS作為感光元件，與CCD傳感器相比，其在高清網(wǎng)絡(luò)攝像機上的應(yīng)用具有優(yōu)勢。

高清成像效果

目前，百萬像素攝像機只是行業(yè)內(nèi)對高清網(wǎng)絡(luò)攝像機的一個統(tǒng)稱，泛指百萬及百萬以上像素的高清攝像機，但業(yè)界尚未形成相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來定義百萬像素和高清的關(guān)系。所謂百萬像素，指應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)攝像機的傳感器的有效像素數(shù)達到百萬以上，與此同時，此高清攝像機所輸出的現(xiàn)場畫面分辨率至少為1280×720。當(dāng)今主流的130萬像素、200萬像素，甚至更高的500萬像素均屬于百萬像素級網(wǎng)絡(luò)攝像機，輸出的圖像分辨率一般至少為720P(1280×720)或1080P(1920×1080)。

百萬像素高清攝像機所提供的視頻畫面是傳統(tǒng)模擬攝像機時代所不能比擬的，清晰度的提高，圖像視野的擴大，均為其最突出的優(yōu)勢。從當(dāng)前行業(yè)的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)來看，視頻畫面分辨率達到720P為高清是最基本的要求，甚至有些場合將其稱之為準(zhǔn)高清，因為從嚴(yán)格意義上講，1280×720的分辨率尚未達到百萬像素。而通常被公認(rèn)的真正高清圖像，其視頻畫面分辨率需要達到1920×1080，即通常所說的1080P。

一方面，從分辨率數(shù)值對比來看：百萬像素高清攝像機提供的畫面分辨率有著數(shù)倍于傳統(tǒng)攝像機清晰度的優(yōu)勢。

在行業(yè)實際應(yīng)用中，客戶往往有著非常明確的監(jiān)控需求，以及所要實現(xiàn)的目標(biāo)要求。如銀行柜員監(jiān)控，需要能夠清晰地看到每一個前來辦理業(yè)務(wù)的人員的面部;交通道路監(jiān)控，需要能夠清晰地看到每一個車道上通過的車輛的車牌號。為了滿足這些特殊的需求，采用傳統(tǒng)的非高清監(jiān)控方式，往往需要針對每一個柜員，每一個車道單獨安裝一臺攝像機，以期縮小監(jiān)控視野，保證監(jiān)控目標(biāo)的清晰度。

在應(yīng)用百萬像素高清攝像機之后，可以使用一臺百萬像素高清攝像機代替多臺非高清攝像機，并能達到需要同時使用多臺傳統(tǒng)攝像機才能達到的監(jiān)控效果。

三車道的道路監(jiān)控，如果使用標(biāo)清D1分辨率格式的攝像機進行監(jiān)控，如需獲取到清晰的車牌信息，就需要分別針對每個車道安裝1臺攝像機，共需要3臺攝像機才能將整條車道完全監(jiān)控。而使用百萬像素高清攝像機，可以實現(xiàn)一臺攝像機對三車道的監(jiān)控，并且獲取清晰的車牌信息，高清監(jiān)控方案中，對3車道僅需要1臺高清攝像機就可完成監(jiān)控。

除了視頻畫面清晰度的高低以外，實際應(yīng)用中還有一個很重要的要求，即視頻畫面的實時性，以PAL制式來看，需要達到25幀/秒的傳輸及播放幀率。當(dāng)前市場上大多數(shù)百萬像素攝像機在720P或1080P分辨率格式下均能夠達到25幀/秒的高幀率傳輸及呈現(xiàn)，而達到2560×1920分辨率的超高清攝像機大多還無法實現(xiàn)此種清晰度下的實時呈現(xiàn)。

百萬像素高清攝像機的出現(xiàn)無疑給廣大使用者帶來了極大的便利，也使得安防監(jiān)控質(zhì)量有了很大的提升，同時也在不斷使傳統(tǒng)模擬攝像機加速退出現(xiàn)有市場。面對百萬高清攝像機的諸多優(yōu)勢，那么在實際應(yīng)用中是否要選擇像素越高的攝像機監(jiān)控效果就越好呢?其實不然，百萬像素高清固然帶來畫面質(zhì)量的提升，但同時也應(yīng)該看到其帶來的網(wǎng)絡(luò)帶寬占用的增加，以及存儲空間需求的提升，比如1080P的高清畫面，在清晰度方面五倍于標(biāo)清D1畫面，D1分辨率傳輸下，僅需要1M的帶寬即可進行傳輸和存儲，而1080P的高清傳輸則需要高達6M的碼率進行傳輸和存儲。因此，在使用百萬像素高清攝像機進行高清監(jiān)控方案建設(shè)的時候，需要綜合考慮傳輸和存儲的投入，選擇最合適的高清攝像機，而并非一味的選擇五百萬像素，甚至于千萬像素產(chǎn)品;或許130萬、200萬像素的攝像機才是最適合的選擇。

智能化應(yīng)用

縱觀現(xiàn)在市場上的百萬像素高清攝像機，不乏具有各類不同特性的機型，而其與高清攝像機搭配的特色功能莫過于與智能視頻分析技術(shù)的融合，成為高清攝像機發(fā)展的一大亮點，如智能高清網(wǎng)絡(luò)攝像機，將智能視頻分析技術(shù)與百萬像素高清進行了有機的融合。

智能視頻分析技術(shù)已成為當(dāng)今技術(shù)發(fā)展的主流方向，不斷得到廣泛的應(yīng)用，此處不對此項技術(shù)做具體剖析，而主要探討智能與高清雙劍合璧的應(yīng)用。

百萬像素帶來了高清晰的畫面質(zhì)量，將視頻監(jiān)控帶入了高清監(jiān)控時代，但并未改變傳統(tǒng)的被動監(jiān)控模式。

現(xiàn)場圖像的高清顯示固然給監(jiān)控人員帶來了高清畫質(zhì)的直觀體驗，但仍無法改變眾多監(jiān)控現(xiàn)場的無重點觀察、容易遺漏等被動局面。再清晰的畫面，如果在出現(xiàn)警情的時候不能給監(jiān)控人員第一時間收到警訊，其有效價值將大打折扣。利用智能視頻分析的預(yù)警功效，第一時間將有警情的高清畫面彈出，其監(jiān)控效率將大大提高。

在傳統(tǒng)模擬攝像機監(jiān)控時代，由于攝像機本身并不具備進行視頻處理的DSP芯片，因此無法將智能視頻分析算法嵌入到攝像機內(nèi)，要想實現(xiàn)智能監(jiān)控，需要額外增加智能視頻分析設(shè)備，成本和維護投入均較大。而百萬像素高清攝像機的出現(xiàn)，其本身具有視頻處理的DSP芯片即主板，因此可以實現(xiàn)將智能視頻分析算法嵌入到百萬像素高清攝像機中。由于智能視頻分析算法將占用DSP的處理能力，為了不影響視頻壓縮，保證視頻畫面的質(zhì)量，同時也為了保證智能視頻分析算法有充足的運算資源以達到較高性能，部分廠家采用雙DSP芯片的方式，一方面保證百萬高清畫質(zhì)，另一方面保證智能視頻分析的性能。