IP高清未來發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合

一、高清攝像機方案重點分析

1、高清監(jiān)控ImageSensor是關(guān)鍵

IP高清攝像機從本意上講超越了傳統(tǒng)常用的模擬攝像機。現(xiàn)在市面上的高清監(jiān)控攝像機已經(jīng)形成以百萬像素為基礎(chǔ)，200萬像素，300萬像素為先導(dǎo)的多元化產(chǎn)品格局。一臺IP高清網(wǎng)攝像機主要由視頻采集、視頻編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葞撞糠纸M成。一臺IP高清攝像機可以被看作一臺高清攝像機和一臺電腦的結(jié)合體。它通過CMOS/CCD感光器進(jìn)行逐行掃描，將光信號直接能夠捕獲影像并通過SoC單芯片處理，直接通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，從而使用戶能夠通過標(biāo)準(zhǔn)的基于IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架在本地或者遠(yuǎn)程地點實現(xiàn)觀看、存儲和管理高清視頻數(shù)據(jù)。

IP高清攝像機以核心部件的圖像傳感器（ImageSensor）做分類的話，主要有CCD和CMOS兩種。其中CMOS又細(xì)分為傳統(tǒng)的CMOS和ExmorCMOS即背照式CMOS.CCD和CMOS就基本結(jié)構(gòu)和工作原理來說，區(qū)別如下：

CCD是ChargeCoupledDevice（電荷耦合器件）的縮寫，它是一種半導(dǎo)體成像器件，CCD電荷耦合器存儲的電荷信息，需在同步信號控制下一位一位地實施轉(zhuǎn)移后讀取，電荷信息轉(zhuǎn)移和讀取輸出需要有時鐘控制電路和三組不同的電源相配合，整個電路較為復(fù)雜。

CMOS是ComplementaryMetal-OxideSemiconductor（互補性氧化金屬半導(dǎo)體）的縮寫，和CCD一樣同為在高清攝像機中可記錄光線變化的半導(dǎo)體，CMOS光電傳感器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后直接產(chǎn)生電流（或電壓）信號，信號讀取十分簡單，兩者的特點如下。

CCD電荷耦合器需在同步時鐘的控制下，以行為單位一位一位地輸出信息，速度較慢；CMOS光電傳感器采集光信號的同時就可以取出電信號，還能同時處理各單元的圖像信息，速度比CCD電荷耦合器快很多；CCD電荷耦合器大多需要三組電源供電，耗電量較大；CMOS光電傳感器只需使用一個電源，耗電量非常小，CMOS光電傳感器在節(jié)能方面具有很大優(yōu)勢。

2、IP高清攝像機的“大腦”：核心處理芯片

高清IPC的設(shè)計方案很多，但從架構(gòu)上來看，主要包括兩種：其一，采用CCD/CMOS傳感器作為圖像采集設(shè)備，配套提供實現(xiàn)圖像處理和編碼功能的SoC芯片；其二，采用前端攝影機模塊，作為圖像采集設(shè)備，和一個通用的ASIC或DSP進(jìn)行編碼和傳輸。由于第一種架構(gòu)設(shè)計靈活，廣泛被廠家采用。

在圖像處理方面有三種實現(xiàn)方案：第一種方案采用專用的ISP處理芯片和編碼處理部分，該方案較靈活，采用專用的ISP芯片穩(wěn)定性好，能夠保證圖像的質(zhì)量；第二種方案采用集成ISP的編碼芯片，該方案靈活性次于第一種方案，且專用的ISP處理芯片穩(wěn)定性雖高，但圖像質(zhì)量一般、成本較高；第三種方案采用FPGA等芯片實現(xiàn)信號處理及編碼功能，該方案靈活性最強，但是穩(wěn)定性差、成本最高、圖像質(zhì)量難于保證。專用ISP方案設(shè)計靈活、性價比高、可以保證圖像的質(zhì)量，適用于高清IPC的設(shè)計。

二、IP高清攝像機產(chǎn)品的創(chuàng)新及應(yīng)用

隨著IP高清攝像機應(yīng)用領(lǐng)域和市場需求的不斷擴張，用戶對畫面品質(zhì)及功能的不斷提升，IP高清攝像機會逐漸從一個單純的安防監(jiān)控，演變到集多種功能更多、多種操作、多種管理等多種需求與一體的一個設(shè)備，具體來說，IP高清攝像機在如下幾個方面會有創(chuàng)新及應(yīng)用。

1、IP高清攝像機與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合

隨著物聯(lián)網(wǎng)的射頻技術(shù)（RFID）的成功應(yīng)用，在未來可以實現(xiàn)與高清視頻的無縫結(jié)合從而帶來很好的實際應(yīng)用?？梢酝ㄟ^IP高清攝像機的COM接口接收從射頻傳輸過來的數(shù)據(jù)，做到圖像和射頻的結(jié)合。舉例來說，此項技術(shù)可以代替固定打卡、非法人員識別從而有助于改進(jìn)實際中很多較為繁瑣的工作，體現(xiàn)高智能、高技術(shù)的價值。

2、IP高清攝像機與報警設(shè)備聯(lián)動

IP高清網(wǎng)絡(luò)攝像機上的報警（ALARMI/O）接口，可處理開關(guān)量電平，當(dāng)IP高清攝像機接收到此數(shù)據(jù)后，可以對其進(jìn)行編碼處理，而后送入TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，通過應(yīng)用軟件對該報警信號進(jìn)行各種聯(lián)動響應(yīng)設(shè)置，如發(fā)出聲、光報警與進(jìn)行報警錄像等。

3、IP高清攝像機與移動設(shè)備結(jié)合

隨著3G技術(shù)的普及，以及每臺IP高清攝像機都擁有自己獨立的IP地址，可以通過3G網(wǎng)絡(luò)能夠直接與移動設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，實時傳輸高清圖像，實現(xiàn)無線高清視頻的傳輸。也可以在IP高清攝像機中配置內(nèi)置的Email、FTP等客戶端，當(dāng)在能接入互聯(lián)網(wǎng)時，IP高清攝像機設(shè)備還可以通過Email、FTP等方式把報警觸發(fā)時抓拍的圖片或錄像發(fā)送到移動設(shè)備。也可以通過COM口與能連接的SIM卡的設(shè)備連接，利用短信、彩信方式下發(fā)給指定的手機終端。這樣，做到實時且智能的監(jiān)控，而僅利用很小的帶寬和成本。

4、從智能方面切入IP高清攝像機

因為IP高清攝像機前端即是帶有操作系統(tǒng)的，所有在前端上就可以附帶很多智能的算法。智能算法可以直接處理從芯片輸出的原始圖像信息，基于原始圖像，做一些恰當(dāng)?shù)?、適合特征場合的應(yīng)用。比如，可嵌入出入口人數(shù)統(tǒng)計功能。該功能可通過對攝像機所監(jiān)控的畫面進(jìn)行分析，自動統(tǒng)計計算穿越重要出入口或指定區(qū)域的人或物體的數(shù)量。而且在低碳時代，為智能算法與節(jié)能環(huán)保思想的結(jié)合則開辟了另一巨大的市場。在黨政機關(guān)、學(xué)校、企業(yè)和大型家居環(huán)境，還可采用智能視頻分析技術(shù)消除巨大的電能浪費與安全隱患，如自動關(guān)閉不必要的燈或打開有人辦公工作的燈或視需要調(diào)整燈光的強度等。

智能化、標(biāo)準(zhǔn)化，高效應(yīng)用普及

隨著IP高清高速球的日益普及，大家對其智能化的期望也會越來越強烈。近期比較熱點的就是IP高清智能跟蹤球，這款產(chǎn)品同時輸出兩路圖像，一路為固定全景圖像，另一路為智能目標(biāo)跟蹤圖像，這種應(yīng)用一舉改變了傳統(tǒng)高速球的應(yīng)用模式，極大的提升了高速球記錄的圖像信息的價值。

當(dāng)然，智能跟蹤球僅僅是IP高清高速球在智能化方面的一個例子，更廣闊的IP高清高速球智能化應(yīng)用，還將體現(xiàn)在如何將各種不同的智能功能按需加載到IP高清高速球里，滿足不同行業(yè)、不同環(huán)境下的智能應(yīng)用。

要實現(xiàn)IP高清高速球的智能化，除了對圖像識別智能分析算法有很高要求之外，對上文提到的云臺精確控制、快速對焦、平穩(wěn)加速等技術(shù)也有更高的要求。

對于是否能夠接入不同廠商、不同品牌的NVR和管理平臺，是IP高清高速球接下來在應(yīng)用普及中必將面臨的問題。根據(jù)當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展情況來看，ONVIF應(yīng)該是解決這一問題的主要途徑之一。遵循ONVIF標(biāo)準(zhǔn)將會成為IP高清高速球的基本性能之一。

結(jié)語

在監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化大潮的推動和市場需求的驅(qū)動下，IP高清獲得了實實在在的突破。IP高清攝像機所特有的聯(lián)網(wǎng)、開放、遠(yuǎn)程訪問等特性勢必會大量應(yīng)用在各種各樣的實際項目中，這標(biāo)志著安防監(jiān)控已經(jīng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時代，高清時代。高清技術(shù)和產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)，高清監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)實應(yīng)用，將加速促進(jìn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與安防其它子系統(tǒng)的無縫整合，再進(jìn)一步促進(jìn)安防系統(tǒng)與行業(yè)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的無縫對接，這為視頻監(jiān)控的發(fā)展帶來好處。