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基于高分辨率的解决方案

资讯频道文章B

当今,人们对于网络摄像机系统在安防监控中的应用,一直颇有偏见——从而使整个行业的产品鱼龙混杂,优劣难辨。新型的智能化IP摄像机正在逐渐改变人们的观念。

过时的模拟系统
一个纯模拟摄像机系统的前端往往是模拟摄像机,其模拟图像信号由同轴电缆传输,而信号存储则大多由数字视频录像机(DVR)完成。业内人士一目了然,迄今为止视频监控领域许多方面的开发工作都被耽误了。模拟视频系统的应用虽然极其广泛,但其技术性能和指标却远远不能满足用户的需要。模拟摄像机最多只能提供40万像素的4CIF格式图像。用数字视频录像机存储的图像甚至经常只有10万像素。如今,任何人只要举起他的具有拍摄功能的手机,就能拍出比模拟摄像机至少好7倍的照片。在家用场合,几乎没有人还会用这样的低像素摄像机来拍摄记录侄子的受洗典礼或孩子们的结婚典礼。虽然人们对安防需求越来越高,但偏偏在专业的视频监控行业,反而满足于多年来一成不变的标准和现状。

然而时代在变,法国首先对这样的技术滞后状态做出反应。自2006年10月起,法国规定,监控用摄像机的最低图像分辨率应为576线的PAL格式,每秒至少要输出12幅图像。一旦即使只有40万像素这样的最低标准得以实施,95%的现有摄像机就必须淘汰出局,因为它们只能提供CIF图像(10万像素)。由于技术和成本的原因,模拟系统要做到高于40万像素几乎不可能。


数字系统的优势:分辨率高、维护费用省、总体成本低
使用数字系统可大幅降低摄像机的用量。一台先进的300万像素IP摄像机由于其分辨率是模拟摄像机的31倍,所以能轻松替代多台模拟摄像机。例如一个中型加油站的所有加油道,或公司停车场的6个停车位,仅需一台MOBOTIX-M22摄像机就可把一切包揽于监控视野之内(如图1、2、3所示)。存储的图像分辨率是如此之高,以致于在单张图像内就可通过数字缩放和虚拟PTZ分析辨认所有的具体细节——如车牌号或可疑人物的脸部特征。这样的功能是模拟摄像机无论任何无法提供的。这里的关键在于数字技术。与模拟摄像机的机械光学缩放原理不同,IP摄像机的数字缩放并不是用一个可调镜头调焦到需要拍摄的景区,而是通过软件把图像放大显示。从费用角度出发,这也是IP系统的一大显著优点。因为一体整机中不含调焦镜头这样的机械活动部件,所以无需维护任何部件,在冬天也不需保温防冻,从而节省了系统维护费用。从节省能源、保护环境的角度考虑,其能源消耗——耗电量极低。因为IP摄像机一般可通过网线供电(PoE),系统的安装可想而知非常简便。

关键因素:分布型数据处理
有人指责,高分辨率IP摄像机要占用太多的网络资源。这种老掉牙的谬论早已被推翻了。现代化摄像机系统的奥秘在于其分布型的数据处理技术。绝大部分数据处理工作是在摄像机内部直接完成的。每台MOBOTIX摄像机内部都带有一台微型计算机,它在机内直接处理由视频芯片采集到的图像。而这恰恰是IP摄像机相对于模拟系统或模数混合的系统一大不可藐视的优势。模拟系统的大多数图像处理工作必须由视频管理中心的服务器完成。这不仅意味着服务器要完成如此繁重的计算工作量,而且还必须把海量的数据首先传输到服务器中,网络资源消耗巨大。况且,用于存储视频数据的外部存储硬盘也可能成为严重的技术隐患。外部存储硬盘不仅对物理振动很敏感,而且由于视频系统的应用特点,必须在盘片上重复不断地写入或消除大量数据,其材料磨损和计算负荷要比用于办公室个人电脑的硬盘高得多。

对于这一点,市场也做出了反应,采取了相应的措施。例如MOBOTIX所提供的IP摄像机内置环型缓冲内存,并支持容量高达数千兆的数字视频存储卡,所有的事件图像都可直接保存在摄像机中。只有当用户希望通过控制中心的计算机访问摄像机时,或存储在机内的事件图像需要从摄像机中调出用于外部存档时,才需要网络传输,占用带宽。而当今的带宽标准足以满足所需的网络传输速率。


内置的微型计算机提供无限的应用可能
智能IP摄像机还有一大优点:通过内置的芯片,摄像机相当于一台单独的、可联网的计算机,能独立完成任务。如果摄像机所在的网络被联到公网上,那么摄像机采集的图片可以作为网页上传。用户可从世界上任何一个网络端口以普通的标准浏览器通过输入密码的方法访问登陆该网页。一台摄像机能使用户在旅途中通过网络合法监视家里发生的一切,这是已过时的模拟摄像机系统无论如何也无法实现的。摄像机智能更多的应用可能性可以说是无法估量的。控制中心的视频管理系统可得到大幅减荷,它可以把处理能力集中于图像的最佳显示和回放。这使控制中心计算机能拥有更多的系统资源和更强的计算能力:即使要把图像或视频存储于控制中心内,也只需单台计算机就可同时存储和实时显示40台摄像机的录制内容。


如果只通过大家熟悉的视频编解码(如MPEG4),是无法实现这种性能的。它们只适用于家电影视器材,视频数据用MPEG-4编码不能得到充分压缩。这种格式不可取的理由还在于,它只重视图像静止区域的回放质量。而对安防监控摄像机来讲,最关心最感兴趣的恰恰是那些有动态有事件发生的图像区域。为满足安防领域的需要,量身定做的新型视频编解码如MOBOTIX的MxPEG应运而生,并且被越来越多的视频管理软件兼容。

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