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走近IP闭路电视监控系统

时间:2022-07-27 作者: 湖南诚轩 点击:

随着电视技术从模拟化到数字化,闭路电视监控系统也紧紧跟随电视技术的发展,其中数字化、网络化、智能化是公认的发展方向。但从系统产品发展的角度来看,还有两个明显的特点:

一是系统清晰度持续提高。从前端摄像机产品来看,清晰度从420线、480线到更高的540线;从视频录像机产品来看,从CIF、2CIF到如今的4CIF,系统清晰度持续提高。二是系统使用越来越便利。同样的一体化球、一体机及24V交流输入等产品的出现,极大的方便了用户使用;视频录像机从模拟式磁带录像机到如今的数字硬盘录像机,从不具备联网功能到具有强大的网络性能,系统使用越来越便利。上述两个特点体现了用户最底层、最核心的需求,即闭路电视监控系统一要看的清,二要看起来方便。

从系统角度分析,监控系统的清晰度受几个部分制约,分别是前端采集、传输、编码压缩、解压还原等环节。影响它们的因素分别是前端采集芯片的解析度、传输系统的带宽及方式、数字编解码压缩中的像素总数及其每像素信息量。在现有的技术条件下,前端采集芯片的解析度已经不是局限。目前,在家用照相机中都已经应用到了500万至800万像素的CCD芯片;数字编解码技术所能达到的高度也远远超出了目前的电视监控系统——1080P高清电视信号及高清DVD片源已经说明了技术的先进性。问题就在传输系统上,现有的模拟电视传输系统,沿用了几十年的PAL制式,其使用625行隔行扫描、每秒50场、6.5MHz的传输方式使得理论清晰度存在了极限。这样,反而限制了前后端——前端采集、后端数字编码压缩的发展,使得整个系统的清晰度发展停滞不前。另一个方面,从广播电视的发展来看,美国发布了数字电视的标准取代了原有的NTSC模拟电视标准,也说明了现有的电视系统,要提高清晰度必须从传输方式上改变。

目前模拟电视监控系统和十年前的系统相比,主要的不同是数字硬盘录像机取代了模拟磁带式录像机,其核心框架是相同的。这样的系统结构其便利性持续提高受到了阻碍,对于例如系统扩展、全数字化监控中的智能分析、全面的网络管理能力等要素的加载,均受到很大的局限。

解决上述困扰的唯一途径是IP摄像机,凭借CCD/CMOS的高解析度采集和高像素数字编解码技术,IP摄像机的清晰度可以持续提高。对于软件智能技术,IP摄像机凭借高像素的画面,也可以提供高准确度智能分析的基础,进一步提高整个系统使用的便利程度。在敷设点位的便利性上,IP摄像机凭借现代城市建设中必备的局域网可轻易的延伸到任何部位,甚至凭借802.11x系列的无线传输技术,可在城市中任何区域灵活布点实现移动监控。

在全数字化方案中,现有的一些设备厂商推出了模拟视频摄像机与视频编码器组合的方案。从完成的功能上与IP摄像机相同,性能上却与IP摄像机完全不同。其内因,模拟视频摄像机的输出还是利用PAL制传输系统,不跳开PAL制传输系统,前后端的解析度、分辨率提高再多,也没有任何意义——系统清晰度也应遵守“木桶原理”。

IP摄像机解决了全数字化监控系统的前端部分,而视频的存储是后端部分的重要组成部分。从全数字化监控系统的存储看,有分散存储和集中存储两大方案。许多用户在建设全数字化方案时,唯一的选择是集中存储方案,使用的设备是存储阵列。但是,集中存储阵列也存在着许多问题:软硬件的稳定性、大规模存储与交换的压力、集中的系统性风险、专用服务器与硬盘的成本等。

因为模拟磁带式录像机、数字硬盘录像机的输入个数限制,分散存储是模拟监控时代的唯一选择,也是模拟监控的存储方案之所以非常稳定的关键所在。在全数字方案时代,也有分散存储方案,那就是网络录像机(NVR)。当然,网络录像机也如同数字硬盘录像机一样,存在了工控式与嵌入式两种选择。但从系统角度看,分散存储提供了比集中存储更高的性价比和稳定性优势。

走进IP的愿望是十分美好的,但是目前只能是走“近”。全数字化方案的优点十分明显,但从技术与产品的发展来看,还远未到在重要行业进行大规模应用的时刻,其系统的局限性主要有以下几点:

一、从模拟监控的发展看,数字硬盘录像机的成熟花了6-7年的时间,NVR产品刚刚出现,谈不上可以进入实用的地步;

二、从前端采集芯片的发展看,高像素CCD芯片的高成本、CMOS芯片低照度下的成像质量还没有达到可以普及应用的程度;

三、智能分析技术在目前看,其应用还是受到了环境、对象、算法性能等多个因素的制约,模式识别技术的实用化还需要较长的道路;

四、智能分析技术在行业的个性化发展是智能技术后续应用的又一个关键。行业需求不同将催生不同的智能应用,这是直接影响到智能技术能否在各行业应用的关键。

综上所述,以IP摄像机为标志的全数字化监控系统表明了电视监控技术的发展方向,其清晰度与系统使用便利性均能持续得到提升。但是,全数字化监控系统在当前阶段还需要许多产品与技术的完善,在企业级应用中可以尝试,但还不具备大规模应用的条件。