在視頻監(jiān)控行業(yè)內(nèi)，有很多里程碑式的產(chǎn)品，我們可以從這些產(chǎn)品中了解視頻監(jiān)控的發(fā)展趨勢。2000年左右，第一臺dvr面世奠定了視頻監(jiān)控行業(yè)從cctv走向數(shù)字化的基礎(chǔ)；而到了2007年，業(yè)界首臺百萬像素的高清ipc的出現(xiàn)，開啟了視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化、高清化的序幕。
2013年，全球第一臺smart ipc發(fā)布，標(biāo)志著視頻監(jiān)控正式步入了智能實用化時代。這一路走來，從產(chǎn)品形態(tài)、技術(shù)路線的演變上，我們可以清晰地看到一個主線——那就是ip化。而根據(jù)全球最具權(quán)威性的調(diào)查機構(gòu)ihs的調(diào)查顯示，早在2013年，ip產(chǎn)品總銷售額就已經(jīng)超過了模擬產(chǎn)品，而且這個差距還在不斷擴大當(dāng)中，到了2015年，ip產(chǎn)品的出貨量也將首次超過模擬產(chǎn)品。這意味著，2015年ip產(chǎn)品的出貨量和銷售額都將超越模擬產(chǎn)品，2015年將成為ip全面超越模擬的轉(zhuǎn)折之年，ip大時代強勢來臨。那么，作為ip大時代的“主力軍”，ip槍機有哪些軟硬件的提升來應(yīng)對ip化的大浪潮呢？
一、圖像效果進一步優(yōu)化，產(chǎn)品適應(yīng)性更廣泛
產(chǎn)品效果始終是用戶最關(guān)注的部分，因此在ip大時代，ip攝像機的產(chǎn)品效果也在不斷的提升中，以便適應(yīng)越來越廣泛的應(yīng)用場景需求。
分辨率更高
ip攝像機的出現(xiàn)，促進了視頻監(jiān)控高清化的進程。而人們追求高清的腳步也從沒停止，ip攝像機也從最初的130萬，到現(xiàn)在200萬、300萬、500萬、800萬，最高甚至可以達到1200萬。而真正的高清是需要一系列配套產(chǎn)品來支撐的，后端高清nvr、解碼器、大屏等等自然不必多說，單就前端攝像機而言，除了高清的芯片之外，其實還有一個容易被大家忽略的配件，那就是鏡頭。
分辨率越來越高，也意味著對鏡頭的要求也越來越高，如果1200萬像素的攝像機配的是200萬像素的鏡頭，那得到的監(jiān)控畫面仍然是200萬。但是，由于種種技術(shù)限制，市面上超高清鏡頭并不多見，基本以國外品牌為主，而且價格不菲。想想看，每個攝像機都要配一個鏡頭，那總體鏡頭的成本就不是一個小數(shù)目了。因此，現(xiàn)在已經(jīng)有一些國內(nèi)監(jiān)控廠商開始建立自己的鏡頭研發(fā)團隊，旨在給用戶提供性價比更高，更有市場競爭力的鏡頭產(chǎn)品，保障高清的應(yīng)用。
動態(tài)范圍更廣
目前市面上主要有三種類型寬動態(tài)產(chǎn)品：數(shù)字寬動態(tài)、120db寬動態(tài)和140db寬動態(tài)。數(shù)字寬動態(tài)主要是通過算法來實現(xiàn)的，無需硬件支持，但效果上一般沒有硬件寬動態(tài)好；120db和140db寬動態(tài)都屬于硬件寬動態(tài)，所謂硬件寬動態(tài)，就是圖像傳感器本身支持二次曝光，針對暗處的一次長曝光和針對亮處的一次短曝光，最后，再通過算法將兩次曝光后的圖像進行合成，就可以得到前景明亮、后景清晰的圖像了。而140db寬動態(tài)攝像機相對于120db寬動態(tài)攝像機來說，硬件和算法上都有了很大的提升，首先是圖像傳感器不僅可以支持二次曝光，甚至還可以支持三次曝光，在長幀和短幀之間有了一幀過渡幀的話，可以使圖像細節(jié)更豐富，畫面更自然。同時，也可以使動態(tài)范圍更廣泛，畫面暗處更明亮，亮處更清晰。但是，這樣的三次曝光對攝像機本身硬件性能的要求較高，因此，只有在新一代高性能平臺的攝像機上才能實現(xiàn)。
眾所周知，寬動態(tài)主要是用在逆光環(huán)境下，因此在大廳出入口、停車庫出入口、銀行柜臺、窗口等典型的逆光環(huán)境下使用較多。而寬動態(tài)的另一項應(yīng)用則是夜間抑制車燈，夜晚環(huán)境下如果需要看清車牌，需要攝像機具備低照度，如果夜間抑制車燈無法很好應(yīng)用，也會造成車牌無法看清的狀況，因此，星光級超低照度攝像機配上良好的寬動態(tài)效果，已經(jīng)逐漸成為道路監(jiān)控夜晚看車牌的明星產(chǎn)品了
照度值更低
人類對于高清的追求是永無止境的，因此向著更高清的方向發(fā)展是一個必然的趨勢。然而眾所周知，像素越高的攝像機其低照度效果越差，但隨著技術(shù)的發(fā)展，圖像傳感器工藝的進步，一定會出現(xiàn)既高清、低照度效果也好的圖像傳感器。其實目前市場上500萬像素以上的攝像機低照度效果相比較3年前已經(jīng)有了相當(dāng)大的提升。
另外，像素越高，圖像傳感器等部件的價格越貴，考慮到ccd比cmos成本上要貴很多，且兩者之間夜間成像效果已經(jīng)相差無幾，甚至結(jié)合一些優(yōu)秀圖像處理算法，cmos的效果還要好于ccd，因此未來的超高清超低照度攝像機市場肯定還是要以cmos為主。
超低照度攝像機通常指感光度較好的攝像機，只需要一點點光，就可以呈現(xiàn)比較明亮的圖像。而星光級超低照度攝像機是目前低照度領(lǐng)域夜晚監(jiān)控效果最好的一類攝像機，因其出色的夜晚成像效果，廣泛應(yīng)用于平安城市、平安鄉(xiāng)鎮(zhèn)、交通、金融、高檔樓宇、住宅小區(qū)、校園、港口、高速公路、街道等對攝像機性能要求比較高但又不宜外加補光設(shè)備的環(huán)境下。例如道路監(jiān)控看車牌的場景，有些城市居民會覺得加了補光燈后造成光污染，比較排斥補光設(shè)備，而紅外攝像機照射車牌后，車牌的特殊材質(zhì)會導(dǎo)致反光，從而看不清車牌細節(jié)，所以如果要看清車牌并不適合用紅外攝像機，星光級超度照度攝像機一出現(xiàn)，就立刻成為平安城市道路監(jiān)控炙手可熱的機型，只需要利用一些微弱的路燈或環(huán)境光來進行補光就可以呈現(xiàn)明亮的圖像，達到看清車牌的目的。
二、編碼技術(shù)突破“天花板”，高清成本不再是阻礙
當(dāng)我們思考如何有效降低存儲成本的同時，將不得不面對一個兩難的抉擇——圖像質(zhì)量還是數(shù)據(jù)量？顯而易見，當(dāng)我們追求圖像質(zhì)量時，必須增加數(shù)據(jù)量。當(dāng)我們想降低數(shù)據(jù)量時，必須犧牲圖像質(zhì)量。那么，如何打破這個僵局？
唯一有效的途徑，就是提升編碼效率。
視頻編碼技術(shù)在視頻監(jiān)控技術(shù)體系中的地位不亞于材料科學(xué)在航空技術(shù)體系中的地位，它是一門基礎(chǔ)學(xué)科。這意味著兩件事——第一，它的進展非常緩慢；第二，如果取得進展，那么將會帶來革命性的變化。
自從2003年海康威視在全球范圍內(nèi)，首次將h.264引入視頻監(jiān)控應(yīng)用至今，已經(jīng)超過十年。h.264的編碼效率潛力已經(jīng)挖掘殆盡，所以必須用一種新的思路或新的技術(shù)來突破這個天花板。h.265無疑是h.264當(dāng)之無愧的“繼承者”。
相比h.264，h.265提供了更多不同的工具來降低碼率。h.265的編碼單位可以選擇從最小的8x8到最大的64x64。信息量不多的區(qū)域劃分的宏塊較大，編碼后的碼字較少，而細節(jié)多的地方劃分的宏塊就相應(yīng)的小和多一些，編碼后的碼字較多，這樣就相當(dāng)于對圖像進行了有重點的編碼，從而降低了整體的碼率，編碼效率就相應(yīng)提高了。這個過程有點像“roi感興趣區(qū)域編碼”，針對重要的更多關(guān)鍵細節(jié)的部分進行增強劃塊， 無更多關(guān)鍵細節(jié)的部分進行簡單劃塊，但是這個過程在h.265上可以自適應(yīng)識別實現(xiàn)。
圖1 h.264編碼分開示意圖 圖2 h.265編碼分開示意圖
反復(fù)的比較測試已經(jīng)表明，在相同的圖像質(zhì)量下，相比于h.264，通過h.265編碼的視頻碼流大小可以減少大約39-44%。由于質(zhì)量控制的測定方法不同，這個數(shù)據(jù)也會有相應(yīng)的變化。以目前主流的分辨率為例，h.265在1080p分辨率下相比h.264碼率降低40% ~50%，這也就意味著，1080p全實時只需要1.5~2m左右的碼率。此外，隨著分辨率的提 升，h.265碼率降低也會更多，h.265在4k超高清分辨率下可降低50%~60%的碼率。
h.265憑借其超強的視頻壓縮效率，已然成為史上“最強”編碼技術(shù)，讓視頻監(jiān)控的碼率相對于當(dāng)前的編碼技術(shù)最少降低了一倍。
三、硬件性能大幅度提升，智能前置成為主流
ip化發(fā)展過程中，智能化是“如影隨形”的。在智能化進程發(fā)展過程中，很長一段時間內(nèi)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能分析功能都是采用中心分析的方式來實現(xiàn)。這種方式有其獨特的優(yōu)勢，比如不需要前端攝像機具有智能分析功能，只需要上傳視頻流給智能分析服務(wù)器即可；再比如，因為硬件結(jié)構(gòu)決定了智能分析服務(wù)器具有超高的處理性能，一臺智能分析服務(wù)器可以同時處理幾十路前端視頻流，等等。但即便如此，這種方式仍然存在一些難以調(diào)和的問題，例如隨著系統(tǒng)規(guī)模的增長，后端存儲管理和傳輸帶寬的壓力將逐漸增大，那就需要通過提高后端設(shè)備的性能來解決，而如果要提高服務(wù)器配置、增加服務(wù)器及交換機數(shù)量等，最終會導(dǎo)致視頻監(jiān)控系統(tǒng)成本的提升。
智能前置是相對于監(jiān)控中心智能分析服務(wù)器的后端智能分析來說的，簡單點說就是把一些智能分析算法嵌入前端攝像機產(chǎn)品中，直接利用攝像機來進行智能分析或行為偵測等，再把分析結(jié)果或報警信號傳給后臺。
智能前置的方式相當(dāng)于給每一臺攝像機賦予了一個“智慧的大腦”，讓它們有“獨立思考”的能力。早期攝像機主要功能就是采集圖像和聲音信號，作用類似于人的“眼睛”，模擬攝像機實現(xiàn)了“看得見”，高清攝像機實現(xiàn)了“看得清”，那么智能前置的攝像機既要實現(xiàn)“看得清”、“看得懂”，還要“善思考”和“易交流”。 從目前的發(fā)展來看，智能化的攝像機絕不是相關(guān)的技術(shù)人員和產(chǎn)品供應(yīng)商為純粹的商業(yè)目的而增加的“噱頭”，而是他們?yōu)閿z像機能夠更好地滿足實際應(yīng)用需求所進行各種技術(shù)創(chuàng)新的成果。
從目前來看，智能前置這種方式有效解決了后端智能分析存在的一些問題，成為近年來智能發(fā)展的新方向。其主要優(yōu)勢主要表現(xiàn)有：一、精確度和實時性提升。因為不需要把視頻傳輸?shù)胶蠖酥悄芊治龇⻊?wù)器來處理，因此不存在傳輸時可能產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)延遲、丟包或由壓縮造成的誤差等情況，可以提升分析的精確性。另外，從傳統(tǒng)的“事后查閱錄像”到“事中及時響應(yīng)”，大大提高了實時性，提升監(jiān)控的價值。二、規(guī)避了單點故障。把智能算法集成到每一個前端攝像機上，當(dāng)其中有一臺機器的智能功能失效，智能監(jiān)控系統(tǒng)中的其他攝像機并不會受到影響，仍然可以獨立完成智能偵測和分析，從而降低風(fēng)險，保證了整個系統(tǒng)的可靠性。三、系統(tǒng)建設(shè)成本降低。智能分析工作放到前端來處理，再傳輸分析結(jié)果到后臺，一方面網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力和成本降低了，另一方面由于服務(wù)器只需要處理報警就可以，還可以節(jié)省大量后臺服務(wù)器的配置和維護成本。