智能視頻分析技術讓監控更有力
隨著安防監(jian)控(kong)(kong)(kong)行業(ye)市場的(de)(de)高(gao)(gao)速發(fa)展,對于(yu)監(jian)控(kong)(kong)(kong)系(xi)(xi)統(tong)(tong)而(er)(er)言,早在(zai)前(qian)(qian)幾年,高(gao)(gao)清只是(shi)一個(ge)(ge)全新的(de)(de)技術(shu)概念,通過幾年來研(yan)發(fa)人員的(de)(de)不懈努力(li),整(zheng)個(ge)(ge)視頻監(jian)控(kong)(kong)(kong)系(xi)(xi)統(tong)(tong),包(bao)括(kuo)從圖(tu)像采集、轉換、壓縮(suo)、傳(chuan)輸(shu)、存儲、控(kong)(kong)(kong)制、顯示等都得到(dao)了質的(de)(de)提(ti)升。而(er)(er)對整(zheng)個(ge)(ge)視頻監(jian)控(kong)(kong)(kong)系(xi)(xi)統(tong)(tong)而(er)(er)言,前(qian)(qian)端(duan)圖(tu)像采集設備(bei)即攝像機是(shi)整(zheng)個(ge)(ge)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)核心,只有前(qian)(qian)端(duan)保(bao)證了高(gao)(gao)清,整(zheng)套系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)高(gao)(gao)清才(cai)不會是(shi)空中(zhong)樓閣,不僅如此(ci),在(zai)高(gao)(gao)清化的(de)(de)同時,各大(da)廠商結合自己行業(ye)技術(shu)沉(chen)淀,網絡化和(he)智能化等也逐漸走(zou)進人們的(de)(de)視野。
當前市場情況,高清(qing)監控系(xi)統大致(zhi)分(fen)為三條(tiao)主(zhu)線,分(fen)別是960h模擬攝像機、hd-sdi數(shu)字高清(qing)攝像機、百萬高清(qing)網(wang)絡攝像機。下面,我(wo)們將簡(jian)單探討一下各主(zhu)要方案(an)的芯片方案(an)。
960h模擬(ni)攝像機
模(mo)擬監(jian)控時代(dai),清晰(xi)度從最早(zao)的(de)380線(xian)(xian)發展到(dao)(dao)420線(xian)(xian)、480線(xian)(xian),再到(dao)(dao)540線(xian)(xian)、600線(xian)(xian)、到(dao)(dao)如今(jin)的(de)960h方(fang)案(an),這些演變是(shi)歷經了市(shi)場(chang)的(de)洗禮和(he)用戶的(de)需求(qiu)提升(sheng)。目(mu)前模(mo)擬高清主要(yao)以960h為主,前端圖像傳感器(qi)主要(yao)以類(lei)似icx663和(he)icx673,以及icx811、icx679等(deng)可達960h的(de)水平(ping)像素(su)(su)的(de)sensor為主,這些傳感器(qi)的(de)有效像素(su)(su)都(dou)可做(zuo)到(dao)(dao)976(h)×582(v)。
而后端(duan)大多以(yi)(yi)sony的(de)(de)(de)effio系列為主,通常以(yi)(yi)icx663搭配effio-p的(de)(de)(de)方式,做(zuo)成寬(kuan)動態的(de)(de)(de)機(ji)型(xing),這種搭配方式主要(yao)是為提升攝像機(ji)的(de)(de)(de)整體寬(kuan)動態效(xiao)果(guo),以(yi)(yi)滿足特(te)殊場合(he)場景(jing)的(de)(de)(de)應(ying)用,一般金融(rong)行業對(dui)此有(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)需求,如(ru)自動取款(kuan)機(ji)場景(jing)。景(jing)陽(yang)依此方案而研(yan)發的(de)(de)(de)59/50系列寬(kuan)動態機(ji)型(xing),在輸(shu)出高(gao)(gao)清的(de)(de)(de)同時,將(jiang)寬(kuan)動態范圍做(zuo)到(dao)100db以(yi)(yi)上,實現了(le)在各(ge)種逆(ni)光(guang)或者(zhe)背(bei)光(guang)環境下(xia),依然清晰可見畫面中的(de)(de)(de)前景(jing)和背(bei)景(jing)。
同(tong)時結合2d/3d降噪,將(jiang)混(hun)雜在視頻(pin)信(xin)號中(zhong)的(de)(de)(de)(de)雜波信(xin)號濾(lv)除,做到了畫面的(de)(de)(de)(de)干凈細(xi)(xi)膩,在行業中(zhong)處(chu)于領先水平。另外一種方(fang)(fang)式是icx673搭(da)配(pei)effio-e的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)案,增強版(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)effio-e是sony基(ji)于960h推出的(de)(de)(de)(de)高清解決方(fang)(fang)案,在完全兼容舊版(ban)(ban)本的(de)(de)(de)(de)情況下,增加(jia)了諸如(ru)(ru)透霧、多級(ji)osd菜(cai)單等功能,圖像(xiang)效(xiao)果更(geng)加(jia)清晰細(xi)(xi)膩,配(pei)備(bei)可移動紅外濾(lv)光片,實(shi)現真正的(de)(de)(de)(de)日夜(ye)監(jian)控,多級(ji)的(de)(de)(de)(de)osd菜(cai)單,可調節攝(she)像(xiang)的(de)(de)(de)(de)各個不(bu)同(tong)參數以滿足不(bu)同(tong)應用(yong)場(chang)景的(de)(de)(de)(de)需求。此種方(fang)(fang)案以景陽的(de)(de)(de)(de)59/30系(xi)列攝(she)像(xiang)機為代表,廣(guang)泛應用(yong)在要求高清畫質的(de)(de)(de)(de)場(chang)所,如(ru)(ru)平安(an)城市(shi)、交通、金融、教育、監(jian)獄、礦業、電力(li)等行業場(chang)所。
hd-sdi數字高清攝像機
屬于高(gao)(gao)清(qing)監控的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)快速發展領域,有(you)(you)著他自身一(yi)(yi)些優勢(shi),首先由于其(qi)實(shi)現了真正的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)字(zi)高(gao)(gao)清(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)時(shi)(shi)(shi)(shi),保留了原有(you)(you)模擬(ni)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)簡單易用(yong)(yong)特(te)點,在(zai)舊有(you)(you)模擬(ni)監控系(xi)統框架上(shang)非(fei)常容(rong)易替(ti)換(huan),施工人員無(wu)(wu)需培(pei)訓,可(ke)輕松上(shang)手。其(qi)次,sdi(serialdigitalinterface)接(jie)口(kou)是一(yi)(yi)種數(shu)字(zi)分量串行接(jie)口(kou),是smpte制定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種廣播級信號標準,hd-dsi作為其(qi)中一(yi)(yi)種,同(tong)(tong)樣采(cai)用(yong)(yong)bnc接(jie)口(kou)走視頻(pin)同(tong)(tong)軸線(xian)輸(shu)(shu)(shu)出,或者光纖(xian)傳輸(shu)(shu)(shu)。采(cai)用(yong)(yong)標準的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳輸(shu)(shu)(shu)接(jie)口(kou),具(ju)有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兼容(rong)性(xing),殼方(fang)(fang)便(bian)接(jie)入任何廠家提供的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)hd-dvr設備(bei),在(zai)實(shi)際項目中有(you)(you)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)選擇空(kong)間,同(tong)(tong)時(shi)(shi)(shi)(shi)對于后(hou)期(qi)維(wei)護替(ti)換(huan)等方(fang)(fang)面(mian)也(ye)較(jiao)方(fang)(fang)便(bian),這一(yi)(yi)優勢(shi)是目前高(gao)(gao)清(qing)網絡(luo)攝像(xiang)機不(bu)可(ke)比擬(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。最(zui)后(hou),hd-sdi數(shu)字(zi)高(gao)(gao)清(qing)攝像(xiang)機有(you)(you)高(gao)(gao)質量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低(di)延(yan)時(shi)(shi)(shi)(shi)特(te)性(xing),這一(yi)(yi)特(te)性(xing)填補了特(te)殊市場的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)需求(qiu),例(li)如審訊系(xi)統。hd-sdi監控不(bu)采(cai)用(yong)(yong)網絡(luo)來(lai)傳輸(shu)(shu)(shu),不(bu)會(hui)產(chan)生網絡(luo)帶寬帶來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)延(yan)時(shi)(shi)(shi)(shi)問(wen)題(ti),高(gao)(gao)質量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳輸(shu)(shu)(shu)線(xian)材可(ke)做(zuo)到(dao)(dao)30~50ms的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低(di)延(yan)時(shi)(shi)(shi)(shi),這在(zai)監控系(xi)統來(lai)講,可(ke)稱之為無(wu)(wu)延(yan)時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)時(shi)(shi)(shi)(shi)圖(tu)像(xiang),另一(yi)(yi)方(fang)(fang)面(mian),hd-sdi攝像(xiang)機沒有(you)(you)做(zuo)壓縮編碼處(chu)理,可(ke)做(zuo)到(dao)(dao)無(wu)(wu)損輸(shu)(shu)(shu)出,在(zai)畫面(mian)細節(jie)表(biao)現上(shang)更加出色,同(tong)(tong)時(shi)(shi)(shi)(shi)也(ye)減少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)因(yin)壓縮編碼帶來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耗時(shi)(shi)(shi)(shi)問(wen)題(ti)。
當前(qian)(qian)hd-sdi攝像機主流(liu)分辨率為(wei)1280x720、1920x1080,而前(qian)(qian)端傳感器(qi)有(you)(you)ccd和cmos兩種(zhong)類型,但(dan)就目前(qian)(qian)市(shi)場產(chan)(chan)品形(xing)態看來,更多的(de)(de)是選在高分辨率的(de)(de)cmos來作為(wei)前(qian)(qian)端信號采集,例如(ru)景陽(yang)科技股(gu)份有(you)(you)限公司的(de)(de)hd-sdi解(jie)決方(fang)案采用的(de)(de)是sonyexmorrcmos背照技術(shu)的(de)(de)感光元(yuan)(yuan)件,改善了(le)傳統cmos感光元(yuan)(yuan)件的(de)(de)感光度。exmorrcmos采用了(le)和普通(tong)方(fang)法相(xiang)反、向(xiang)沒有(you)(you)布線(xian)層(ceng)的(de)(de)一面(mian)(mian)照射(she)光線(xian)的(de)(de)背面(mian)(mian)照射(she)技術(shu),由(you)于不受金(jin)屬線(xian)路和晶體(ti)管(guan)的(de)(de)阻礙(ai),開口率(光電轉換部分在一個像素中所占的(de)(de)面(mian)(mian)積比例)可提高至近100%。與其以往1.75μm間隔的(de)(de)表面(mian)(mian)照射(she)產(chan)(chan)品相(xiang)比,背面(mian)(mian)照射(she)產(chan)(chan)品在信噪比上具有(you)(you)很大優勢。
但是,我們(men)同時也應(ying)看(kan)到hd-sdi高清攝(she)像機發展(zhan)的(de)(de)(de)制約(yue)的(de)(de)(de)一面(mian),首先傳輸距離(li)上,由于(yu)其本(ben)身傳輸的(de)(de)(de)數據量(liang)很大(da),導致實際(ji)應(ying)用(yong)(yong)(yong)受阻,目(mu)前(qian)的(de)(de)(de)傳輸線材大(da)多做到100~150米左右,要更(geng)遠(yuan)的(de)(de)(de)距離(li)需(xu)要額外(wai)增加中端設(she)備。另(ling)一方面(mian),后端配套(tao)設(she)備的(de)(de)(de)短缺,作(zuo)為(wei)實際(ji)項目(mu)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong),必須要配備完(wan)善的(de)(de)(de)hd-sdi光端機,sdi-dvr、hd-sdi視(shi)頻矩(ju)陣、顯示大(da)屏等(deng)等(deng)配套(tao)設(she)備,才能(neng)充分體(ti)現hd-sdi的(de)(de)(de)高清優(you)勢,無疑這些配套(tao)設(she)備將(jiang)會(hui)大(da)大(da)提高整套(tao)應(ying)用(yong)(yong)(yong)方案(an)的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)費用(yong)(yong)(yong)。隨著(zhu)市場(chang)對(dui)hd-sdi的(de)(de)(de)接受以(yi)及成(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)減低,hd-sdi才會(hui)形(xing)成(cheng)自己的(de)(de)(de)發展(zhan)之道(dao)。
百萬(wan)高清網絡(luo)攝像機
高清(qing)網絡(luo)(luo)攝(she)(she)像機(ji)相對大家來家都已經不陌生了(le),這兩年的廣泛應用(yong),一個(ge)完整的高清(qing)網絡(luo)(luo)攝(she)(she)像機(ji)芯片方案(an)包括圖(tu)像傳(chuan)感器模(mo)塊(kuai)(kuai),圖(tu)像處(chu)理模(mo)塊(kuai)(kuai)(isp),網絡(luo)(luo)攝(she)(she)編碼(ma)壓縮模(mo)塊(kuai)(kuai),每個(ge)模(mo)塊(kuai)(kuai)都扮(ban)演著重(zhong)要角色(se)。
圖(tu)像(xiang)(xiang)傳(chuan)感器是攝像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)(de)重要組成(cheng)部分(fen)。根據(ju)元件的(de)(de)不同,可分(fen)為(wei)ccd和cmos兩大類。如sony的(de)(de)icx445、icx274、imx036/136,aptina的(de)(de)mt9m034、ar0130、mt9p006,omnivison的(de)(de)ov2715等(deng)等(deng)。圖(tu)像(xiang)(xiang)傳(chuan)感器的(de)(de)作用是將光(guang)學圖(tu)像(xiang)(xiang)采集并轉(zhuan)換成(cheng)后端isp可用的(de)(de)電(dian)信(xin)號。
這些(xie)cmossensor在低(di)照度、寬動態(tai)、高像素等方面各具特色(se),深圳市景陽科技股份有限(xian)公司(si)與這些(xie)sensor廠家保(bao)持著緊密的深度合作關系,
圖像(xiang)信號處(chu)理(li)(li)器(qi)(qi)(qi)isp(imagesignalprocessor)的(de)主要作用(yong)(yong)是對(dui)前端圖像(xiang)傳感器(qi)(qi)(qi)輸出的(de)信號做后(hou)期的(de)處(chu)理(li)(li)。不(bu)同(tong)(tong)的(de)isp用(yong)(yong)來匹(pi)配不(bu)同(tong)(tong)廠商(shang)的(de)圖像(xiang)傳感器(qi)(qi)(qi)。isp的(de)優(you)異在(zai)整個攝(she)像(xiang)機(ji)產品中很重要,應當說它(ta)直接影響呈現(xian)給用(yong)(yong)戶的(de)影響畫質的(de)優(you)劣。圖像(xiang)經過圖像(xiang)經過ccd或者cmos的(de)采(cai)集后(hou),需要經過后(hou)期的(de)處(chu)理(li)(li)才可以較(jiao)好(hao)的(de)適(shi)應不(bu)同(tong)(tong)的(de)環(huan)境,在(zai)不(bu)同(tong)(tong)的(de)光學條(tiao)件下(xia)都能(neng)較(jiao)好(hao)的(de)還(huan)原(yuan)出現(xian)場細(xi)節。
在isp中它會完成我們常常提(ti)及的(de)(de)2a(awb/ae,自(zi)動(dong)(dong)白平衡/自(zi)動(dong)(dong)曝光(guang))或者3a(awb/ae/af,自(zi)動(dong)(dong)白平衡/自(zi)動(dong)(dong)曝光(guang)/自(zi)動(dong)(dong)聚焦(jiao)),目(mu)前(qian)主流的(de)(de)做法都是將isp集成在dsp部(bu)分(fen),例如ti的(de)(de)tms320dm368、dm369、dm385等(deng)解決方(fang)案,海思的(de)(de)hi3516、hi3517、hi3518等(deng)系列。
網絡攝像機的(de)(de)重點部分即在(zai)于后端(duan)壓縮(suo)(suo)(suo)編(bian)碼部分,首先我們來了解壓縮(suo)(suo)(suo)處(chu)(chu)理和數字(zi)視頻轉換的(de)(de)概念。isp將(jiang)前端(duan)圖像傳感器(qi)信(xin)號處(chu)(chu)理后,一(yi)般會以(yi)(yi)bt.656/bt.1120/yuv4:2:2等數字(zi)接口格(ge)式傳輸到后端(duan)處(chu)(chu)理芯片中。壓縮(suo)(suo)(suo)處(chu)(chu)理器(qi)(soc或dsp)可以(yi)(yi)將(jiang)視頻信(xin)號以(yi)(yi)h.264/mpeg-4/mjpeg算(suan)法進行編(bian)碼壓縮(suo)(suo)(suo),然后通(tong)過內建(jian)的(de)(de)網絡服(fu)務以(yi)(yi)tcp/ip協議(yi)的(de)(de)網絡信(xin)號進行傳輸給用戶。
高(gao)清攝像機中的壓(ya)縮編碼芯片dsp市場(chang)上常(chang)見的廠商(shang)有ti(德州儀器)、ambarella(安(an)霸(ba))、hislicon(海思半(ban)導體)、nxp(恩智浦半(ban)導體)等。不(bu)同廠家(jia)的硬件壓(ya)縮處(chu)理器擁有各(ge)自的特性(xing),比如低功耗、高(gao)性(xing)能、高(gao)視頻壓(ya)縮質(zhi)量(liang)、高(gao)壓(ya)縮比等。
結束(shu)語
高(gao)(gao)清(qing)攝(she)像(xiang)機(ji)的相關芯片(pian)(pian)解(jie)決(jue)方(fang)(fang)案正在(zai)(zai)高(gao)(gao)速發展,市場(chang)對高(gao)(gao)清(qing)監控(kong)產品的性能要(yao)求(qiu)也(ye)在(zai)(zai)不斷提高(gao)(gao),各種(zhong)高(gao)(gao)清(qing)解(jie)決(jue)方(fang)(fang)案也(ye)層(ceng)出(chu)不窮(qiong),我們(men)應當根據市場(chang)需(xu)求(qiu)和是(shi)實際項(xiang)目選擇合(he)適(shi)的高(gao)(gao)清(qing)解(jie)決(jue)方(fang)(fang)案,那么這就需(xu)要(yao)我們(men)對攝(she)像(xiang)機(ji)的芯片(pian)(pian)有(you)充分的了解(jie)和認識(shi),只有(you)充分了解(jie),才能合(he)理利用(yong)芯片(pian)(pian)的資源,做出(chu)有(you)自我核心(xin)競爭力的產品。
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