2022 年 08 月 17 日 星期三

高清网络摄像机的技术探讨分析
2011-12-30   来源:来源:安防知识网    点击:709

  随着数字化技术的不断发展和普及,传统模拟监控的看得见已经无法满足用户看得清的需求,数字化监控的优势凸显,逐渐成为未来监控的主流技术。其 拥有高清监视、“关注细节”等功能特点,且监控分辨率高所涵盖的监视区域

  随着数字化技术的不断发展和普及,传统模拟监控的看得见已经无法满足用户看得清的需求,数字化监控的优势凸显,逐渐成为未来监控的主流技术。其 拥有高清监视、“关注细节”等功能特点,且监控分辨率高所涵盖的监视区域范围广,市场上越来越多的行业用户采用该产品,如电子、教育、高档小区、监狱、政 府部门、工厂等,针对主要区域、出入口实时高清监视、人脸车牌识别等。

  高清趋势下,国内外安防厂商纷纷加大力度生产720P、1080P、300万像素等各种高清摄像机产品推向市场。由于IP数字监控基于 TCP/IP网络,高清网络摄像机产品在提升清晰度的同时,也带来了高带宽占用、存储空间激增及后台负载加剧等问题,这些都给实际应用带来了诸多不便;硬 件资源成本的大量投入,甚至发展为系统的不堪重负,针对高带宽、高存储、高CPU资源等三高问题,需要基于前端硬件的技术革新和综合管理平台的有机整合, 才能从根本上减少上述问题所带来的困扰。接下来笔者将针对上述问题,探讨一些应对高清所带来高带宽、存储等问题的减压技术。

  技术分析

  CROPPYING

  CROPPYING又称裁切,在大多数室外安装场景中。如图1所示的停车场, 蓝天、白云在视频监控要素中是完全没有必要的,如果把全部画面采集后,进行传输和处理,将造成资源浪费;CROPPING技术在摄像机内部通过取景窗,将 蓝天、白云等无效图像信息进行裁切,仅把停车场的有效图像信息传输到后台进行存储和显示,这种裁切技术可节省大约1/3的资源。

  ePTZ

  ePTZ称电子云台,通过在采集的全部影像画面中设置合适的窗口,该窗口可在全部的画面中自由的移动,甚至可以通过预制位的设置,把该窗口按照 时间和停留的规则进行跳转,在一个固定机器上实现球机的效果,同时可以在该窗口内实现远近的缩放。此功能在同一时刻只输出定义窗口的有效数据,忽略窗口之 外的影像信息,既满足了PTZ的操作功能要求,又达到了资源的节省的效果。

  AAS

  AAS又称智能带宽调节,在测试中发现,启动AAS的功能后,当视频监控画面处于静止时,帧率将由原来设置的30帧/秒减低为1帧/秒,而当视 频监控画面有物体出现时,帧率会迅速恢复到30帧/秒,该过程的带宽变化只有3MBPS左右,如图3所示。笔者曾尝试用移动侦测的方式去理解该功能,但常 规的移动侦测主要应用在是否启动录像的开关,仅存在“有”和“无”两种状态。而智能带宽调节技术,在设备处于“静默“状态时帧率是降低的,但存储、实时浏 览和画面是持续的,而被触发后帧率迅速恢复成默认数值,提供无延时的视频数据流。实际应用的场景中有活动物体的时间大概在1/10左右,采用该技术可为整 个系统节省4/5的资源。

  Multi-stream

  Multi-stream俗称多码流,在网络摄像机的视频设置页面里,对于码流的输出提供了四组独立的选择,通过四台不同的电脑分别访问该摄像 机预先设置好的4种码流,分别是800万(5帧/秒)、1080P(25帧/秒)、720P(30帧/秒)和800×600(15帧/秒),每个客户端都 能同步接受到预先设置的码流。该技术是要实现在多种应用需求的环境下,摄像机能提供多种独立码流选择的同时,且能同样减低网络的负载和压力。例如存储用 500万,上电视墙用720P,客户端访问用1080P,而手机移动用户选择CIF或QCIF等更小分辨率,彼此之间毫无影响且能同时发送。这样就避免了 网络摄像机中只有一个选择,而无论多少个用户访问都只能提供单一的1080P的分辨率画面选择,而同时输出多路的话,重复的资源占用,对于大规模的高清应 用来说是不利的,如图2所示。

  Wisdom-stream

  Wisdom-stream又解释为重点部位的补偿性增强,有时在一个常规画面中,用户关心的只是画面中的某一个部分,只保证重点部位清晰,而 画面中其它部分是用户不关心的,这对于一个固定式的摄像机来说是没有办法做到的。通过Wisdom-stream这个串流功能,用户可以选择目标区域作为 检查的重点,通过一定程度上牺牲其它位置的画面品质来提升局部的清晰度,从而保证关键信息的可读性。这样的效果原本是需要多台高清摄像机,安装在不同位置 进行全局画面清晰监控才能做到的,而Wisdom-stream通过更少的摄像机来获得重点部位的补偿性增强,从另一方面来说为用户节省了资源。

  SVC

  SVC直译为扩展视频编码(如图4所示),由晶睿(VIVOTEK)提出这个理念并成功将其实现到网络摄像机的系统中。SVC彻底改善了多码流 的局限,从传输的两端来理解,多码流技术是从网络摄像机发送出用户所需的不同数据,而不同用户需求的画面质量/速率/分辨率不同,从网络摄像机端发出的数 据也不同,而且带宽是同时占用。而SVC的技术应用模式是从网络摄像机端取得完整的数据流,传输到后端的RELAY SERVER后,再由SERVER根据访问者的具体需要,提供不同的画面质量/速率/分辨率组合数据流给访问者。SVC的出现解决了多码流的“遗憾”,同 时也标志着高清采集设备的一个新技术时代到来。

  “SVC+AAS”强强联手

  SVC+AAS是一个组合的应用,前文中有谈到AAS能在画面静止的时刻只传输1帧的影像,但这一帧和活动影像过程中的25帧是同样的画面品质 和分辨率。而SVC+AAS组合应用后(如图5所示),甚至可以调节静止画面传输的1帧为更低的分辨率和画面品质,这是一个技术上的飞跃,从根本上改变了 传统的流媒体机制,AAS可节省4/5带宽资源,与SVC组合应用后AAS功能被强化,可以达到“惊人”的9/10,这对工程商、用户来说无疑是天大的好 消息。

  结语

  作为安防厂商,正是基于如此多的先进减压技术,才使得我们在网络高清视频监控时代中始终保持在先进的行列中,并有能力为用户提供大规模的高清应用综合解决方案。

 

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