高清監控攝像機究竟有什么標準
相信(xin)大(da)家對于(yu)“高清”這個詞并(bing)不陌生,尤其(qi)是喜歡追(zhui)劇的(de)朋友。那么(me)高清監控攝像(xiang)機究竟是以(yi)什么(me)為標(biao)準劃分出來(lai)的(de)呢?
關(guan)于(yu)“高(gao)清”的定義
我們先看一下數(shu)(shu)字(zi)(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)視(shi)(shi)(shi)技術(shu)對高(gao)(gao)清(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)定義。數(shu)(shu)字(zi)(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)視(shi)(shi)(shi)主要分(fen)標(biao)準(zhun)(zhun)清(qing)(qing)(qing)晰(xi)(xi)度(du)電(dian)(dian)(dian)(dian)視(shi)(shi)(shi)和高(gao)(gao)清(qing)(qing)(qing)晰(xi)(xi)度(du)電(dian)(dian)(dian)(dian)視(shi)(shi)(shi)。標(biao)準(zhun)(zhun)清(qing)(qing)(qing)晰(xi)(xi)度(du)電(dian)(dian)(dian)(dian)視(shi)(shi)(shi)(SDTV)指的(de)(de)(de)(de)是(shi)圖像(xiang)質(zhi)量相當于目(mu)前常規的(de)(de)(de)(de)模擬(ni)彩色(se)電(dian)(dian)(dian)(dian)視(shi)(shi)(shi)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)字(zi)(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)視(shi)(shi)(shi)系(xi)統,如PAL,清(qing)(qing)(qing)晰(xi)(xi)度(du)約(yue)為500 電(dian)(dian)(dian)(dian)視(shi)(shi)(shi)線,碼(ma)率(lv)(lv)約(yue)為5Mbps ;高(gao)(gao)清(qing)(qing)(qing)晰(xi)(xi)度(du)電(dian)(dian)(dian)(dian)視(shi)(shi)(shi)(HDTV)指的(de)(de)(de)(de)是(shi)水平清(qing)(qing)(qing)晰(xi)(xi)度(du)和垂直(zhi)清(qing)(qing)(qing)晰(xi)(xi)度(du)大約(yue)為目(mu)前模擬(ni)彩色(se)電(dian)(dian)(dian)(dian)視(shi)(shi)(shi)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)兩倍,寬高(gao)(gao)比為16 :9 的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)字(zi)(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)視(shi)(shi)(shi)系(xi)統,清(qing)(qing)(qing)晰(xi)(xi)度(du)約(yue)為800 電(dian)(dian)(dian)(dian)視(shi)(shi)(shi)線以(yi)上,碼(ma)率(lv)(lv)約(yue)為20Mbps。
國際電聯在ITU-R BT.1201 建議書中提出了超高(gao)清(qing)晰度(du)圖(tu)像(xiang)(HRI)的(de)若干標(biao)準,其基本要(yao)素是圖(tu)像(xiang)的(de)最(zui)小分辨(bian)率為(wei)1920x1080,HRI 分四個(ge)等級, 包括HRI0、HRI1、HRI2及(ji)HRI3, 分辨(bian)率分別(bie)為(wei)1920x1080、3840x2160、5760x3240、7580x4320。
根據以(yi)上(shang)定義,對(dui)應(ying)到視頻監控上(shang),采用模擬攝(she)(she)(she)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)模數混(hun)合監控最(zui)(zui)高(gao)可達(da)(da)標(biao)準(zhun)清(qing)晰(xi)度,若通過(guo)數字(zi)化處(chu)理(li),最(zui)(zui)高(gao)分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率可達(da)(da)4CIF 或D1 的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率,約40 萬像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)素(su),清(qing)晰(xi)度在300~500 線之間(jian);采用高(gao)清(qing)網(wang)絡攝(she)(she)(she)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)IP 監控,如果(guo)要達(da)(da)到800 電視線的(de)(de)(de)(de)清(qing)晰(xi)度,那(nei)么網(wang)絡攝(she)(she)(she)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率至少要達(da)(da)到1280x720 的(de)(de)(de)(de)標(biao)準(zhun),約90 萬像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)素(su),是(shi)模數混(hun)合監控的(de)(de)(de)(de)兩倍多;若采用200 萬像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)素(su)的(de)(de)(de)(de)網(wang)絡攝(she)(she)(she)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji),就達(da)(da)到了超高(gao)清(qing)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)要求,寬(kuan)高(gao)比為(wei)(wei)16 :9 的(de)(de)(de)(de)網(wang)絡攝(she)(she)(she)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji),對(dui)應(ying)分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率為(wei)(wei)1920x1080,寬(kuan)高(gao)比為(wei)(wei)4 :3 的(de)(de)(de)(de)網(wang)絡攝(she)(she)(she)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji),對(dui)應(ying)分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率為(wei)(wei)1600x1200。
高清(qing)不等于(yu)百萬像素
在視頻監(jian)控領域(yu)尤其是(shi)(shi)網(wang)絡視頻監(jian)控領域(yu),一個經常聽到(dao)(dao)的(de)(de)技術名詞叫“百萬(wan)像素(su)”,它具(ju)體指(zhi)攝像機(ji)的(de)(de)圖像傳感器元(yuan)素(su)的(de)(de)數量(liang),也就是(shi)(shi)分辨(bian)率(lv)(lv)。由于高分辨(bian)率(lv)(lv)往往伴隨著大量(liang)的(de)(de)圖像數據(ju),這常常會影(ying)響幀速率(lv)(lv)。 因此,百萬(wan)像素(su)攝像機(ji)往往強(qiang)調的(de)(de)是(shi)(shi)圖像的(de)(de)分辨(bian)率(lv)(lv),而在圖像的(de)(de)幀速上往往達(da)不(bu)到(dao)(dao)實時的(de)(de)要求(qiu)(25/30fps)。
其實,高(gao)(gao)分(fen)辨(bian)率是“高(gao)(gao)清(qing)(qing)”的一(yi)個(ge)必要(yao)條件(jian),但(dan)不是充分(fen)條件(jian),高(gao)(gao)分(fen)辨(bian)率只能說近似于靜(jing)態(tai)的“高(gao)(gao)清(qing)(qing)”。那么,真正的“高(gao)(gao)清(qing)(qing)”畫質,除了(le)高(gao)(gao)分(fen)辨(bian)率之外(wai),還要(yao)考察(cha)哪些(xie)方面呢(ni)?
HDTV標(biao)準不僅定義(yi)了分辨率的(de)要(yao)求(720P,1080i/P),同(tong)時(shi)也定義(yi)了全幀速的(de)要(yao)求(25/30fps),以(yi)及色彩保真度的(de)要(yao)求。同(tong)時(shi),HDTV定義(yi)了16:9的(de)寬屏格式。
幀大小指水平(ping)像(xiang)(xiang)素數與垂(chui)直(zhi)像(xiang)(xiang)素數的(de)乘積,如(ru) 1 2 8 0 x 7 2 0 或1 9 2 0 x 1 0 8 0 。幀速(su)率定義為每(mei)秒的(de)圖像(xiang)(xiang)幀數量(fps)。高清(qing)(qing)攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)采(cai)用(yong)逐(zhu)行(xing)(xing)(xing)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao),每(mei)一(yi)(yi)幀圖像(xiang)(xiang)均是由(you)電子束順(shun)序(xu)地一(yi)(yi)行(xing)(xing)(xing)接著一(yi)(yi)行(xing)(xing)(xing)連續掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao)而(er)成(cheng)。而(er)模擬攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)則采(cai)用(yong)隔行(xing)(xing)(xing)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao),隔行(xing)(xing)(xing)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao)的(de)行(xing)(xing)(xing)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao)頻(pin)率為逐(zhu)行(xing)(xing)(xing)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao)時的(de)一(yi)(yi)半,隔行(xing)(xing)(xing)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao)會帶來許多(duo)缺(que)點,如(ru)會產生(sheng)行(xing)(xing)(xing)間(jian)閃爍效應(ying)、出現并行(xing)(xing)(xing)現象及出現垂(chui)直(zhi)邊沿鋸齒化(hua)現象等不(bu)良效應(ying).隔行(xing)(xing)(xing)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)(miao)會導致(zhi)運動畫(hua)面清(qing)(qing)晰度降低。
模擬視頻信(xin)(xin)(xin)號(hao)中的亮度(du)(du)信(xin)(xin)(xin)號(hao)與(yu)色(se)度(du)(du)信(xin)(xin)(xin)號(hao)由于占用(yong)了相同(tong)的頻帶,在由視頻采集芯片做梳(shu)狀濾波(亮色(se)分離)時,很難將(jiang)色(se)度(du)(du)與(yu)亮度(du)(du)信(xin)(xin)(xin)號(hao)徹(che)底分離,導(dao)致畫面出現(xian)雜(za)色(se)斑點與(yu)色(se)滲(shen)透現(xian)象,而高(gao)清攝像機則沒有(you)這個(ge)煩(fan)惱(nao),色(se)彩更(geng)加(jia)(jia)的逼真、更(geng)加(jia)(jia)富(fu)有(you)層次感、畫面飽和度(du)(du)更(geng)佳。
從(cong)模(mo)擬到網絡(luo)高清(qing)
視頻監控(kong)經歷了模(mo)擬(ni)、數字、網(wang)(wang)絡三個發展階段,2000年之前,視頻監控(kong)基本是以純模(mo)擬(ni)系統(tong)為主,系統(tong)的組網(wang)(wang)模(mo)式(shi)是模(mo)擬(ni)攝像機+矩陣+模(mo)擬(ni)錄(lu)像機。
2000年(nian)開始隨著數字視頻編(bian)解碼及多(duo)媒(mei)體處(chu)理芯片技術的(de)成(cheng)熟,以視頻壓(ya)縮(suo)卡及嵌入式硬盤錄像機為核心產品的(de)數字式監控系(xi)統(tong)逐步取代(dai)模擬(ni)監控系(xi)統(tong)成(cheng)為市場的(de)主流。監控由模擬(ni)向數字化轉型重點解決了純模擬(ni)時代(dai)視頻監控面(mian)(mian)臨的(de)兩(liang)個(ge)方(fang)面(mian)(mian)的(de)核心問題(ti):傳(chuan)輸(shu)和存儲。
隨著網絡(luo)(luo)(luo)基礎建(jian)設的不斷完善,網絡(luo)(luo)(luo)帶寬、視(shi)頻(pin)(pin)壓縮算法(fa)的不斷提(ti)升,視(shi)頻(pin)(pin)編解(jie)碼器、網絡(luo)(luo)(luo)攝(she)像機(ji)成(cheng)(cheng)為(wei)主流網絡(luo)(luo)(luo)產品(pin),基于網絡(luo)(luo)(luo)化(hua)(hua)的視(shi)頻(pin)(pin)監控(kong)(kong)系(xi)統(tong)開始在市場(chang)上和眾多(duo)行(xing)業得到大規模的推(tui)廣和應(ying)用(yong)(yong),網絡(luo)(luo)(luo)化(hua)(hua)監控(kong)(kong)正以其(qi)方便(bian)靈活的組網模式和應(ying)用(yong)(yong)優勢(shi)成(cheng)(cheng)為(wei)視(shi)頻(pin)(pin)監控(kong)(kong)新的發(fa)展趨勢(shi)。
目前(qian)的(de)高(gao)清(qing)前(qian)端產品包含兩類:一類是高(gao)清(qing)百萬(wan)(wan)像素(su)數(shu)(shu)字攝(she)像機(ji)(ji),一類是高(gao)清(qing)百萬(wan)(wan)像素(su)網(wang)(wang)絡(luo)攝(she)像機(ji)(ji)。由(you)于(yu)高(gao)清(qing)數(shu)(shu)字攝(she)像機(ji)(ji)目前(qian)缺乏后端配套的(de)高(gao)清(qing)編碼器和(he)(he)高(gao)清(qing)硬(ying)盤錄(lu)像機(ji)(ji),且整體的(de)成本和(he)(he)工(gong)程(cheng)應用復雜度要比高(gao)清(qing)網(wang)(wang)絡(luo)攝(she)像機(ji)(ji)高(gao)很(hen)多。所以(yi)(yi)目前(qian)的(de)高(gao)清(qing)監控系(xi)統基本是以(yi)(yi)高(gao)清(qing)網(wang)(wang)絡(luo)攝(she)像機(ji)(ji)的(de)應用為主(zhu),市場上以(yi)(yi)720p和(he)(he) 1080p的(de)產品為主(zhu)。720p的(de)有(you)效(xiao)(xiao)分辨(bian)率是1280 x 720,有(you)效(xiao)(xiao)像素(su)達(da)到100萬(wan)(wan),相(xiang)當于(yu)標(biao)清(qing)D1的(de)2.5倍。1080p的(de)有(you)效(xiao)(xiao)像素(su)是1920 x 1080,有(you)效(xiao)(xiao)像素(su)達(da)到200萬(wan)(wan),相(xiang)當于(yu)標(biao)清(qing)D1的(de)5倍。
由于網絡攝(she)(she)像機具有高度集(ji)成、簡單易用、方便(bian)維護等優點,未來(lai)的高清(qing)監控(kong)前端(duan)將會(hui)是以(yi)高清(qing)網絡攝(she)(she)像機產品(pin)為主流。
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