中國(guó)智能高清視頻監(jiān)控前端采集設(shè)備

■本刊記者 丁兆威

經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，高清監(jiān)控市場(chǎng)迎來(lái)了前所未有的井噴期。樂(lè)觀地估計(jì)，高清攝像機(jī)尤其是720P網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)，近兩年一直都會(huì)保持300%-500%的年復(fù)合增長(zhǎng)率。照此速度，用不了幾年，高清攝像機(jī)就有可能會(huì)占到整個(gè)攝像機(jī)市場(chǎng)的半壁江山。

高清攝像機(jī)的發(fā)展歷程及市場(chǎng)現(xiàn)狀

對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)而言，高清是一個(gè)完整的技術(shù)概念，包括從圖像采集、轉(zhuǎn)換、壓縮、傳輸、存儲(chǔ)、控制、顯示等一個(gè)完整的圖像處理流程。而對(duì)整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)而言，前端圖像采集設(shè)備即攝像機(jī)+鏡頭，是整個(gè)系統(tǒng)的核心，或可比喻是整個(gè)系統(tǒng)的“眼睛”。如果沒(méi)有前端攝像機(jī)+鏡頭，視頻監(jiān)控就不可能實(shí)現(xiàn)，就像人沒(méi)有眼睛看不到世界萬(wàn)物一樣。如果沒(méi)有高清攝像機(jī)+高清鏡頭，監(jiān)控系統(tǒng)就無(wú)法捕捉到高清視頻監(jiān)控圖像。

多年來(lái)，視頻監(jiān)控行業(yè)的科研人員一直在為提高視頻監(jiān)控圖像分辨率而不懈努力。隨著視頻技術(shù)尤其是圖像傳感器芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)的清晰度不斷提高，水平分辨率從380線(xiàn)發(fā)展到420線(xiàn)、480線(xiàn)，再到540線(xiàn)、600線(xiàn)、650線(xiàn)。在高清攝像機(jī)問(wèn)世之前，模擬攝像機(jī)的分辨率幾乎每年或每?jī)赡甓加幸粋€(gè)明顯的提高，這也成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。

2006年，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)IPC問(wèn)世，并很快在行業(yè)內(nèi)掀起“高清風(fēng)暴”。

2009年，為順應(yīng)高清市場(chǎng)發(fā)展，幾個(gè)業(yè)內(nèi)廠商聯(lián)合成立了HD-CCTV聯(lián)盟，欲把廣電的HD-SDI高清傳輸模式借用到安防監(jiān)控系統(tǒng)中，此后不久，HD-SDI高清攝像機(jī)問(wèn)世。

目前，行業(yè)內(nèi)流行的說(shuō)法是，將IPC稱(chēng)為第一代高清監(jiān)控，SDI稱(chēng)為第二代高清監(jiān)控。

目前高清監(jiān)控市場(chǎng)基本分兩大陣營(yíng)：一是以O(shè)NVIF、PSIA為聯(lián)盟的網(wǎng)絡(luò)高清，二是以HD-CCTV為聯(lián)盟的數(shù)字高清。

2012年，行業(yè)內(nèi)又出現(xiàn)了第三種高清解決方案——HDMDI。

衡量圖像清晰度的標(biāo)準(zhǔn)是分辨率，單位是像素，分辨率越高，圖像越清晰。所謂高清、標(biāo)清，差異也就體現(xiàn)在圖像質(zhì)量上?；谶@樣的標(biāo)準(zhǔn)，目前視頻監(jiān)控市場(chǎng)占主流的CIF和D1都屬于標(biāo)清。在模擬時(shí)代，一般認(rèn)為攝像機(jī)的水平分辨率只要高于480線(xiàn)，即可稱(chēng)為高清攝像機(jī)。而對(duì)于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)來(lái)說(shuō)，分辨率達(dá)到720P即130萬(wàn)像素以上的才能被稱(chēng)為高清攝像機(jī)。

在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，高清和百萬(wàn)像素不是一回事。從效果上來(lái)看，高清和百萬(wàn)像素總體上都是指向一個(gè)比普通清晰度更高的圖像級(jí)別，所以在許多衡量點(diǎn)和效果上，它們是非常接近的，但是實(shí)質(zhì)上，卻有著很大的區(qū)別。所謂高清，其實(shí)并不只是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的一個(gè)概念，它有著非常明確的衡量標(biāo)準(zhǔn)，就模擬系統(tǒng)而言，420線(xiàn)和480線(xiàn)為低線(xiàn)CCD，像素只有27萬(wàn)；540和600線(xiàn)像素為42萬(wàn)；650線(xiàn)、700線(xiàn)，像素也只有約55萬(wàn)。2006年之后 “百萬(wàn)像素”高清攝像機(jī)問(wèn)世，“百萬(wàn)高清”的分辨率實(shí)際為130萬(wàn)像素。因此，簡(jiǎn)單地將百萬(wàn)像素?cái)z像機(jī)說(shuō)成高清監(jiān)控，是不準(zhǔn)確的、夸大的。按照現(xiàn)在行業(yè)普遍公認(rèn)的HDTV標(biāo)準(zhǔn)，真正符合高清視頻監(jiān)控的格式目前只有三種——720p、1080i和1080p。

百萬(wàn)高清攝像機(jī)問(wèn)世之后，整個(gè)視頻監(jiān)控市場(chǎng)仿佛注入了興奮劑，一時(shí)間，IPC、HD-SDI、960H、HD-MDI等各種高清方案競(jìng)相登場(chǎng)，十分熱鬧。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果是帶來(lái)技術(shù)的不斷提升，極大地豐富了高清視頻監(jiān)控的內(nèi)涵，加速了視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也加快了行業(yè)新一輪洗牌。

自2006年百萬(wàn)高清問(wèn)世之后，市場(chǎng)應(yīng)用也走過(guò)了漫長(zhǎng)的路，并非一帆風(fēng)順。直到2010年，高清應(yīng)用才迎來(lái)春天。因此，2010年被稱(chēng)為“高清元年”。

2011年，部分廠家率先推出了HD-SDI攝像機(jī)。隨著HDSDI產(chǎn)品線(xiàn)日臻完善，高清市場(chǎng)很快形成IPC和SDI兩大陣營(yíng)。

HD-SDI攝像機(jī)不像IP監(jiān)控是將視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)壓縮和打包后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，它是以未經(jīng)壓縮的數(shù)字信號(hào)在同軸電纜上高速傳輸，無(wú)TCP/IP等協(xié)議的困擾，由于視頻是實(shí)時(shí)傳送，所以不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的視頻中斷或者延遲現(xiàn)象。

在網(wǎng)絡(luò)高清和數(shù)字高清比肩發(fā)展的同時(shí)，模擬攝像機(jī)技術(shù)也有了飛躍性提升。

2010年，由索尼公司提出的960H技術(shù)，將單行的采樣點(diǎn)最大由720提升到960。這一技術(shù)改變讓模擬攝像機(jī)看到了一絲曙光，新技術(shù)帶來(lái)約55萬(wàn)像素的視頻圖像，極大地提升了模擬攝像機(jī)視頻圖像的解析度。960H攝像機(jī)在彩色狀態(tài)下的線(xiàn)數(shù)高達(dá)650線(xiàn)，黑白狀態(tài)下可達(dá)700線(xiàn)，相比普通模擬攝像機(jī)，清晰度有了較大的提升。

盡管人人都知道高清是監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展方向，但在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，模擬系統(tǒng)仍然占據(jù)了大部分市場(chǎng)。為了延續(xù)模擬高解析攝像機(jī)的生命力，三星、松下、索尼等攝像機(jī)主流廠商都加入到960H的大軍，推出了基于960H senor技術(shù)解決方案的全系列產(chǎn)品。

最初由Techwell和索尼公司共同定義和開(kāi)發(fā)了960H模擬高清解決方案，其中模擬攝像機(jī)端采用Sony新一代960H CCD Sensor，目前國(guó)內(nèi)大部分?jǐn)z像機(jī)廠商推出的960H高清模擬攝像機(jī)，采用的都是Sony Effio解決方案，Effio是一款具有強(qiáng)大圖像處理能力的DSP芯片。

但相比最低從720P起始的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，130萬(wàn)像素的圖像分辨率遠(yuǎn)超960H技術(shù)的55萬(wàn)像素，1080P規(guī)格的200萬(wàn)像素的圖像分辨率更是令960H技術(shù)望塵莫及。

無(wú)論是從分辨率、圖像顯示效果還是從圖像流暢度來(lái)看，高清都比標(biāo)清更有優(yōu)勢(shì)。從分辨率來(lái)看，720p的分辨率是CIF分辨率的9倍、1080i/1080p的分辨率是CIF分辨率的20倍，在同樣的顯示環(huán)境下，高清會(huì)清晰得多。從顯示效果來(lái)看，高清既支持大屏顯示，又支持16:9寬屏顯示，這可以大大增強(qiáng)用戶(hù)的觀看體驗(yàn)。從流暢度來(lái)看，高清支持更高的幀率，比如720p和1080i/1080p都可以支持60幀/秒或60場(chǎng)/秒，因此圖像流暢度比標(biāo)清要高一倍。

目前，高清攝像機(jī)主要品牌和廠商有：三星、索尼、松下、Honeywell、安訊士、博世、施耐德電氣、?？低?、大華、天地偉業(yè)、英飛拓、LG、亞安、波粒、漢邦高科、景陽(yáng)、科達(dá)、金三立、明日、美電貝爾、黃河、萬(wàn)佳安、翔飛、永輝、中瀛鑫、佳信捷、利凌、紅蘋(píng)果、三辰、誒比、安視寶等。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前全國(guó)有能力生產(chǎn)高清攝像機(jī)的廠家（不含國(guó)外廠商）已超過(guò)300家，主要企業(yè)集中在深圳、廣東、浙江、天津、江蘇、上海、北京等地，如果按大區(qū)劃分，珠三角地區(qū)約占60%（其中50%集中在深圳），長(zhǎng)三角地區(qū)約占30%，京津地區(qū)約占7%，其余地區(qū)合計(jì)約占3%。

根據(jù)調(diào)查，2012年全國(guó)高清攝像機(jī)（包括IPC、HD-SDI、HD-MDI，720p、1080i、1080p等全部在內(nèi)）總出貨量已突破360萬(wàn)臺(tái)，約占到攝像機(jī)市場(chǎng)總量的16%。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，高清攝像機(jī)的分辨率會(huì)繼續(xù)提升，也許將來(lái)，當(dāng)1080P成為主流時(shí)，720P將逐步被淘汰，不再列入高清之列。但無(wú)論是960H還是720P，在這幾年，都將為企業(yè)帶來(lái)豐厚的利潤(rùn)回報(bào)。即使將來(lái)被淘汰了，它們對(duì)視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)，為視頻監(jiān)控行業(yè)發(fā)展做出的貢獻(xiàn)，都是值得濃筆重墨的。

CCD與CMOS

模擬攝像機(jī)組成的三大元器件是鏡頭、圖像傳感器（CCD和CMOS）和數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）；網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)組成的三大元器件是鏡頭、圖像傳感器（CCD和CMOS）和網(wǎng)絡(luò)編碼平臺(tái)。

圖像傳感器是攝像機(jī)的關(guān)鍵元器件，圖像傳感器有CCD和CMOS兩種。目前市場(chǎng)上網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)CCD芯片主要生產(chǎn)供應(yīng)商有索尼和柯達(dá)；CMOS主要有美國(guó)Aptina、Omnivision和日本索尼、松下；網(wǎng)絡(luò)編碼芯片主要生產(chǎn)供應(yīng)商有TI、安霸、華為海思和臺(tái)灣智源。

無(wú)論是在數(shù)碼相機(jī)領(lǐng)域還是在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，CCD與CMOS之爭(zhēng)由來(lái)已久，在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，CCD與CMOS之爭(zhēng)也一直都是行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，CCD與CMOS孰優(yōu)孰劣不能一概而論。

在數(shù)碼相機(jī)領(lǐng)域，由于近年CMOS技術(shù)不斷改良和提升，使得CCD與CMOS的差異逐漸縮小。目前，許多低檔入門(mén)型的數(shù)碼相機(jī)使用廉價(jià)的低檔CMOS芯片，成像質(zhì)量比較差。普及型、高級(jí)型及專(zhuān)業(yè)型數(shù)碼相機(jī)使用不同檔次的CCD，個(gè)別專(zhuān)業(yè)型或準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)型數(shù)碼相機(jī)使用高級(jí)的CMOS芯片，如佳能已經(jīng)全部采用CMOS，尼康和索尼也開(kāi)始在單反上使用CMOS，說(shuō)明CMOS的技術(shù)正在得到認(rèn)可。這就證明，在高清領(lǐng)域，CMOS有可能成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

在模擬監(jiān)控時(shí)代，CCD占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其靈敏度高、解析力強(qiáng)、信噪比高、低照度效果好。但隨著高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的發(fā)展，CMOS的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，低廉的價(jià)格、快速提升的技術(shù)水平，讓其大受青睞。經(jīng)過(guò)幾年時(shí)間的創(chuàng)新和升級(jí)，目前CMOS傳感器已克服了照度等問(wèn)題，再加上CMOS有著較高的動(dòng)態(tài)范圍，使CMOS產(chǎn)品在高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)領(lǐng)域的地位越來(lái)越重要，與CCD相比，CMOS的制造原理更加簡(jiǎn)單，體積更小，功耗可以大大降低。成本是攝像機(jī)廠商產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中不得不考慮的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，CCD工藝較為復(fù)雜，導(dǎo)致其成本比CMOS高出不少。

單純從監(jiān)控?cái)z像機(jī)芯片市場(chǎng)來(lái)看，目前CCD的出貨量仍然大于CMOS，比例大約為8:2。但是從發(fā)展勢(shì)頭正勁的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)市場(chǎng)來(lái)看，情況恰恰相反。CMOS 傳感器的出貨量已占據(jù)總出貨量的72%以上，而CCD傳感器只占不到28%的比例。預(yù)計(jì)到2013年，CMOS傳感器的出貨量將達(dá)到90%以上。今后，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)市場(chǎng)將會(huì)以720p和1080p為主流，特別是在1080p高分辨率市場(chǎng)中，CMOS傳感器的市場(chǎng)份額將會(huì)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

目前大部分?jǐn)z像機(jī)廠商已經(jīng)達(dá)成共識(shí)：CMOS更適合網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)要求。在這樣的背景下，兩者的楚漢相爭(zhēng)基本就演變成了網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)與模擬攝像機(jī)之爭(zhēng)。雖然現(xiàn)在CCD在出貨量上仍然占有很大優(yōu)勢(shì)，但隨著視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化、高清化發(fā)展，由于高像素CMOS新品推出較快，成本相對(duì)又低，在未來(lái)的高清監(jiān)控市場(chǎng)中，有可能占據(jù)比較有利的地位，成為未來(lái)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的主流。

有人說(shuō)，模擬監(jiān)控，CCD稱(chēng)王；高清監(jiān)控，CMOS后來(lái)居上。未來(lái)CCD與CMOS到底誰(shuí)會(huì)稱(chēng)雄？現(xiàn)在定論還為時(shí)過(guò)早。

高清CCTV鏡頭

如果說(shuō)高清攝像機(jī)是高清監(jiān)控系統(tǒng)的“眼睛”，那么高清鏡頭就是高清攝像機(jī)的“眼睛”。對(duì)于高清攝像機(jī)而言，不但圖像傳感器至關(guān)重要，鏡頭也很重要。

為了使高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)的性能能夠得到更好的表現(xiàn)，匹配高性能、高品質(zhì)的百萬(wàn)像素高清鏡頭就顯得非常重要，很多所謂的高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)其實(shí)并未達(dá)到真正的高清，主要原因之一，就是沒(méi)有采用真正的高清鏡頭。

隨著高清攝像機(jī)技術(shù)的發(fā)展和成熟，整個(gè)視頻監(jiān)控市場(chǎng)全面進(jìn)入了高清時(shí)代。在如此巨大的技術(shù)換代升級(jí)浪潮中，鏡頭廠商也不甘落后，積極地加入到高清行列，并成為高清監(jiān)控市場(chǎng)的推動(dòng)者之一。

在監(jiān)控?cái)z像機(jī)廠家不斷向高清技術(shù)發(fā)力的同時(shí)，鏡頭廠商也不斷創(chuàng)新，使鏡頭的成像清晰度有了大大提升，紛紛推出了百萬(wàn)高清鏡頭，部分廠商如精工、騰龍等技術(shù)領(lǐng)先的鏡頭廠商，已經(jīng)推出了300萬(wàn)像素高清CCTV鏡頭。

百萬(wàn)像素鏡頭相對(duì)于普通鏡頭，無(wú)論是光學(xué)設(shè)計(jì)，還是鏡片材料、加工工藝、裝配工藝、檢測(cè)手段等，要求都更高。

那么，高清攝像機(jī)鏡頭與普通攝像機(jī)鏡頭的區(qū)別在哪里？據(jù)光學(xué)專(zhuān)家介紹，一是光譜矯正能力有差異；二是光譜透射能力不同；三是清晰度不同。百萬(wàn)像素鏡頭一般采用非球面鏡片，這樣可減低像差，提高清晰度。通過(guò)特殊的光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)，從圖像中心到周邊部分的畫(huà)質(zhì)都能實(shí)現(xiàn)高解像力、高對(duì)比度的畫(huà)面，比傳統(tǒng)鏡頭提高了大約2.5倍以上的解像力。

高清攝像機(jī)剛剛進(jìn)入市場(chǎng)，清晰度往往在130萬(wàn)像素左右，用戶(hù)通常會(huì)覺(jué)得百萬(wàn)像素鏡頭造價(jià)太高，而給高清攝像機(jī)配置標(biāo)清鏡頭，效果還可以，比標(biāo)清系統(tǒng)的圖像要清晰得多。

但許多用戶(hù)很快就發(fā)現(xiàn)，這種“混搭”的攝像機(jī)，往往會(huì)出現(xiàn)畫(huà)面模糊，尤其是畫(huà)面中心清晰但邊緣模糊的情況。隨著200萬(wàn)、300萬(wàn)、500萬(wàn)像素高清攝像機(jī)逐漸進(jìn)入市場(chǎng)，用戶(hù)對(duì)百萬(wàn)像素鏡頭也逐漸有了全面的了解和認(rèn)識(shí)，開(kāi)始理性地根據(jù)攝像機(jī)清晰度需求，選擇合適的鏡頭。

那么，怎樣的鏡頭才是高清鏡頭？百萬(wàn)像素鏡頭一般從高清攝像機(jī)的清晰度來(lái)衡量和劃分，常見(jiàn)的有與130萬(wàn)像素對(duì)應(yīng)、200萬(wàn)像素對(duì)應(yīng)、300萬(wàn)像素對(duì)應(yīng)，高端的有500萬(wàn)像素對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。那么，在為高清攝像機(jī)選擇匹配鏡頭時(shí)，要怎樣選擇？

截至目前，高清鏡頭還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的、公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，甚至沒(méi)有一個(gè)明確的定義。借鑒攝像設(shè)備和顯示設(shè)備對(duì)高清的定義，目前已經(jīng)有鏡頭生產(chǎn)廠家給出“全畫(huà)幅不低于200萬(wàn)像素解像力的鏡頭才是真正的高清CCTV鏡頭”的標(biāo)準(zhǔn)。未來(lái)，或許會(huì)有更多的鏡頭廠商提出自己的高清鏡頭標(biāo)準(zhǔn)，從而形成一套鏡頭行業(yè)公認(rèn)的高清標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范鏡頭市場(chǎng)，促進(jìn)CCTV高清鏡頭的發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)高清監(jiān)控行業(yè)發(fā)展。

高清圖像傳輸

當(dāng)CCTV光學(xué)鏡頭、圖像傳感器芯片和高清圖像處理都不是問(wèn)題后，高清圖像傳輸就成為一個(gè)重要的問(wèn)題。如果只拍攝到清晰的圖像，而不能實(shí)時(shí)地、高畫(huà)質(zhì)地傳輸?shù)酱鎯?chǔ)和顯示設(shè)備上，那么，再高清的攝像機(jī)，也是枉然。

視頻傳輸技術(shù)曾經(jīng)是模擬攝像機(jī)發(fā)展的功臣，但也恰恰成為模擬攝像機(jī)更進(jìn)一步發(fā)展的制約因素。傳統(tǒng)的四種視頻傳輸方式——基帶、一線(xiàn)通、雙絞線(xiàn)、微波，均無(wú)法適應(yīng)高清監(jiān)控傳輸?shù)囊?。因此，高清傳輸就成為決定畫(huà)質(zhì)的關(guān)鍵因素之一。采用不同的傳輸介質(zhì)其輸出的質(zhì)量也不盡相同，首先我們看一下標(biāo)清傳輸和高清傳輸?shù)膮^(qū)別：標(biāo)清傳輸采用基帶模擬信號(hào)，帶寬為6M，在不損失畫(huà)質(zhì)的情況下使用75-5同軸電纜可傳輸不超過(guò)200m；到了高清時(shí)代，1080p圖像需要帶寬27M，其帶寬是標(biāo)清的4.5倍，那么理論上傳輸距離不足50m。

隨著高清攝像機(jī)的誕生，市場(chǎng)上出現(xiàn)了兩種高清圖像傳輸方式，一種是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，另一種是采用光纖專(zhuān)線(xiàn)傳輸。

我們先看看目前市場(chǎng)上三種高清解決方案的系統(tǒng)組成和傳輸方式。

IPC攝像機(jī)：系統(tǒng)由傳感器+ISP+SOC芯片+網(wǎng)絡(luò)模塊組成，高清實(shí)現(xiàn)方案為攝像機(jī)+網(wǎng)絡(luò)設(shè)備+NVR（或解碼器+IPSAN）。采用網(wǎng)線(xiàn)傳輸，將信號(hào)進(jìn)行編碼壓縮后傳輸給后端，有延遲。

HD-SDI攝像機(jī)：系統(tǒng)由傳感器+ISP+SDI傳輸IC+線(xiàn)路均衡IC組成，高清實(shí)現(xiàn)方案為攝像機(jī)+SDI接收的DVR。采用同軸電纜傳輸，信號(hào)不經(jīng)編碼壓縮直接傳輸，無(wú)延遲。

HD-MDI攝像機(jī)：系統(tǒng)由傳感器+ISP+網(wǎng)線(xiàn)傳輸模塊（略高于網(wǎng)絡(luò)模塊）組成，高清實(shí)現(xiàn)方案為攝像機(jī)+MDI接收的DVR，采用雙絞線(xiàn)（網(wǎng)線(xiàn)）傳輸，無(wú)壓縮，無(wú)延時(shí)。

相對(duì)來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)傳輸成本低，但受到帶寬的影響，以百萬(wàn)像素高清攝像機(jī)720P規(guī)格計(jì)算，碼流約是D1的2倍，帶寬達(dá)到4M左右。而如果按1080P規(guī)格計(jì)算，碼流更是D1的5倍，所用帶寬約為10M。以100M以太網(wǎng)為例，在確保流暢的前提下，實(shí)際上同時(shí)只能承載5路左右的高清圖像，如果同一視頻源有多個(gè)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)，占用的帶寬就更大。特別是當(dāng)用戶(hù)需要租用網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路進(jìn)行遠(yuǎn)程高清圖像傳輸時(shí)，清晰度和網(wǎng)絡(luò)帶寬資源之間的矛盾尤為突出。如果換成千兆以太網(wǎng)，可以承載幾十路，對(duì)于小規(guī)模高清監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效解決，但對(duì)于大工程而言，傳輸性能就會(huì)成為制約因素。

可喜的是，近年國(guó)家正在大力推進(jìn)“光網(wǎng)工程”，3G、4G相繼問(wèn)世，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境將會(huì)大大改善，網(wǎng)絡(luò)帶寬和視頻傳輸問(wèn)題將會(huì)得到大大緩解，從而為網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控技術(shù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)支撐。在這種情況下，HD-SDI或?qū)㈦y敵IP高清。

HD-SDI和HD-MDI兩種高清解決方案有相似之處，主要區(qū)別在于傳輸方式。HD-SDI采用的是傳統(tǒng)的同軸電纜傳輸，同軸電纜離不開(kāi)銅，近年銅價(jià)日益攀升，無(wú)形之中就大大增加了SDI攝像機(jī)圖像傳輸?shù)某杀尽６鳫D-MDI高清解決方案則不然，因?yàn)槠洳捎昧穗p絞線(xiàn)傳輸模式，因此在線(xiàn)材成本上并沒(méi)有增加，系統(tǒng)成本相對(duì)就比較低。

在高清監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中，光纜是所有連接方式中能提供最好的帶寬性能的一種方式。光纖傳輸主要優(yōu)勢(shì)是：寬頻帶，大通信量；損耗低，適用遠(yuǎn)距離傳輸；抗電磁干擾、無(wú)串音干擾，保密性高；重量輕，體積小便于施工維護(hù)；可擴(kuò)展性。

光纖傳輸系統(tǒng)可以將圖像傳送到非常遠(yuǎn)的地方都不會(huì)使信號(hào)發(fā)生任何形式的畸變，更不會(huì)減損圖像畫(huà)面的清晰度或細(xì)節(jié)，因此被越來(lái)越多地應(yīng)用于高清信號(hào)的傳輸，以城市治安監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)為例，許多項(xiàng)目都采用自建光纖網(wǎng)絡(luò)或局域網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)1000M帶寬網(wǎng)絡(luò)。這種千兆帶寬資源，在前端安裝100路1080P全實(shí)時(shí)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，占用總帶寬資源不到50%；如果是采用720P傳輸，帶寬還可以減少一半。這樣，完全可以有效支持高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的實(shí)際應(yīng)用。

可以說(shuō)，光纖傳輸技術(shù)為高清監(jiān)控提供了最好的解決方案，為高清監(jiān)控應(yīng)用鋪就了寬廣大道。

2012年11月，大華股份推出HDCVI傳輸技術(shù)，可以在同軸電纜上遠(yuǎn)距離傳輸百萬(wàn)級(jí)像素高清模擬視頻，標(biāo)志著百萬(wàn)像素級(jí)高清模擬攝像機(jī)及監(jiān)控系統(tǒng)的誕生。由此可以看出，在視頻監(jiān)控向高清發(fā)展過(guò)程中，各種傳輸技術(shù)也在不斷創(chuàng)新，方案不斷優(yōu)化和提升，從而為高清監(jiān)控的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，使我們高清監(jiān)控的夢(mèng)想得以實(shí)現(xiàn)。

IPC與SDI、MDI誰(shuí)領(lǐng)風(fēng)騷

高清解決方案目前主要有三種，分別是：IPC、HD-SDI、HD-MDI，前者為網(wǎng)絡(luò)高清解決方案，后兩者為非網(wǎng)絡(luò)高清解決方案。相對(duì)來(lái)說(shuō)，IPC問(wèn)世較早，經(jīng)過(guò)幾年的市場(chǎng)應(yīng)用，已經(jīng)較為成熟。

在高清監(jiān)控需求被激發(fā)出來(lái)的最初兩年，IPC幾乎成了安防行業(yè)唯一的高清解決方案。實(shí)際上IPC攝像機(jī)廠商起初也經(jīng)歷了舉步維艱的推廣。借著高清監(jiān)控市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，在近兩年終于迎來(lái)了爆發(fā)性的增長(zhǎng)。

據(jù)調(diào)查，就目前整個(gè)視頻監(jiān)控市場(chǎng)而言，仍然以模擬監(jiān)控為主，標(biāo)清產(chǎn)品仍占據(jù)著約84%左右的市場(chǎng)，高清產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率還只有約16%。

而在整個(gè)高清監(jiān)控市場(chǎng)，網(wǎng)絡(luò)高清約占97%的市場(chǎng)份額，數(shù)字高清（HD-SDI和HD-MDI）約占3%。而數(shù)字高清市場(chǎng)，HD-SDI約占99%，HD-MDI約占1%。從數(shù)字可以看出，比例懸殊還十分明顯。

任何一種新技術(shù)、新產(chǎn)品的問(wèn)世，幾乎都伴隨著爭(zhēng)議，因?yàn)樾庐a(chǎn)品的問(wèn)世有可能打破已有的市場(chǎng)格局。因此HD-SDI一經(jīng)推出，即就在行業(yè)內(nèi)引起無(wú)數(shù)的爭(zhēng)議。

就從技術(shù)上看，IPC由于采用網(wǎng)絡(luò)傳輸，因此圖像有一定延遲性；HD-SDI是在傳統(tǒng)的同軸電纜上傳輸，一根同軸電纜對(duì)應(yīng)的就是一路SDI，所以圖像傳輸基本沒(méi)有延遲性，被稱(chēng)為真正的全實(shí)時(shí)，但HD-SDI的傳輸距離有限。如果要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，還需要通過(guò)光纜傳輸。此外還有，HD-SDI標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu)尚未成熟，目前加入該組織的廠家還比較少，因而提供HDSDI系統(tǒng)配套設(shè)備少，如HD-SDI的DVR、矩陣等。

實(shí)際上，如果按嚴(yán)格的廣電標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，720p算是準(zhǔn)高清，1080p才算得上是真正的高清。如果按分辨率像素來(lái)劃分，目前中國(guó)高清監(jiān)控市場(chǎng)720P高清系統(tǒng)約占70%的市場(chǎng)份額，1080P高清系統(tǒng)約占30%的市場(chǎng)，說(shuō)明720P是市場(chǎng)主流。

960H分辨率相當(dāng)于55萬(wàn)像素，因此跟720P高清監(jiān)控的130萬(wàn)像素相比還有一定懸殊。

有業(yè)內(nèi)人士甚至大膽預(yù)言，2013年IPC攝像機(jī)市場(chǎng)增長(zhǎng)將達(dá)到7至8倍。

有觀點(diǎn)認(rèn)為，HD-SDI雖然解決了模擬監(jiān)控中的高清問(wèn)題，但仍屬于閉路式的監(jiān)控系統(tǒng)。由于HD-SDI傳輸?shù)氖俏唇?jīng)壓縮的圖像，錄像存儲(chǔ)時(shí)仍然需要高清的編碼器或高清DVR進(jìn)行壓縮。而且由于HD-SDI在前端是非壓縮的，所以導(dǎo)致其后端數(shù)據(jù)量大，后端處理壓力很大。

在圖像傳輸方面，雖然它可以利用原有模擬監(jiān)控的傳輸線(xiàn)纜，但除此以外，它的前端、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)墓舛藱C(jī)、后端都需要更換，成本必定會(huì)大幅增加。

為解決傳輸成本高和網(wǎng)絡(luò)延時(shí)問(wèn)題，業(yè)內(nèi)又有廠家推出了混合型高清解決方案?？傊?，產(chǎn)業(yè)鏈各廠家都在努力和探索。

目前，HD-SDI和HD-MDI攝像機(jī)還沒(méi)有進(jìn)入大規(guī)模工程應(yīng)用階段。在國(guó)外，也還沒(méi)有把HD-SDI大規(guī)模地運(yùn)用于安防領(lǐng)域。因此，目前HD-SDI和HD-MDI的市場(chǎng)占有率相對(duì)還比較低。而IPC市場(chǎng)應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入成熟階段。有業(yè)內(nèi)人士預(yù)言，HD-SDI才是高清監(jiān)控的未來(lái)；也有人斷言，IP高清和HD-SDI兩種格局將長(zhǎng)期存在。未來(lái)高清市場(chǎng)的真正走向如何，現(xiàn)在還難以判斷。

智能視頻分析，高清攝像機(jī)將擔(dān)當(dāng)重任

智能視頻分析是與高清化并行發(fā)展的又一趨勢(shì)。目前，智能視頻監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)方式有兩種，一種是前端智能分析，另一種是后端智能分析。兩種智能分析方式最大的區(qū)別在于前者是利用前端攝像機(jī)自身的DSP芯片完成核心算法的運(yùn)行和相關(guān)計(jì)算，同時(shí)還可以支持前端存儲(chǔ)，無(wú)需進(jìn)行圖像的遠(yuǎn)程傳輸，即使整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)都癱瘓了，這些獨(dú)立的前端單元還可以繼續(xù)獨(dú)立工作、進(jìn)行存儲(chǔ)和報(bào)警，避開(kāi)了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信癱瘓所帶來(lái)的監(jiān)控癱瘓的風(fēng)險(xiǎn)。

而后者則是利用后端計(jì)算機(jī)純軟件的方式進(jìn)行分析，往往將智能視頻分析功能嵌入在平臺(tái)軟件上，由專(zhuān)門(mén)的視頻處理服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種模式產(chǎn)品智能功能比較強(qiáng)大，并且容易擴(kuò)容，但是它需要視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端將所有的視頻信息都上傳到服務(wù)器，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力非常大。此外，要在后端進(jìn)行智能視頻分析就必須對(duì)前端傳來(lái)的圖像進(jìn)行解壓再分析，這個(gè)過(guò)程占用了大量平臺(tái)軟件終端設(shè)備的資源，實(shí)際上并沒(méi)有降低成本，反而使得作為觀看與瀏覽圖像的平臺(tái)軟件運(yùn)行終端運(yùn)行效率大幅下降，甚至無(wú)法支持很多路的視頻解壓和顯示。

因此，目前，前端嵌入式視頻分析架構(gòu)方式占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榍度胧揭曨l分析軟件同樣可以完成包括目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤、分類(lèi)及規(guī)則定義等所有功能，并且選擇嵌入式視頻分析架構(gòu)能將現(xiàn)有的傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)為智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是一種成本低且易于改造的方案。

近年，隨著大項(xiàng)目的增多，后臺(tái)接入的信息量也越來(lái)越大，將所有分析工作都?jí)涸诤笈_(tái)，勢(shì)必加大后臺(tái)壓力，且在龐雜的信息中進(jìn)行智能分析，也考驗(yàn)算法難度，在這種情況下，智能分析開(kāi)始由后端移向前端。

隨著嵌入式系統(tǒng)運(yùn)算能力的增強(qiáng)和智能視頻分析算法的改進(jìn)，在視頻服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等前端設(shè)備嵌入視頻分析模塊，將成為應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。因此，高清攝像機(jī)在智能視頻分析應(yīng)用中將擔(dān)當(dāng)重任，扮演重要的角色。

高清攝像機(jī)市場(chǎng)之憂(yōu)及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

同質(zhì)化和價(jià)格戰(zhàn)一直都是攝像機(jī)市場(chǎng)之殤。監(jiān)控?cái)z像機(jī)盡管在普通人看來(lái)很神秘，但對(duì)業(yè)界人士來(lái)說(shuō)，技術(shù)門(mén)檻并不高，以普通模擬攝像機(jī)為例，現(xiàn)在多數(shù)廠家都是購(gòu)買(mǎi)焊接好的攝像機(jī)模組，進(jìn)行組裝生產(chǎn)，差別其實(shí)也就是外殼的差別，里面的板是一樣的。因此，攝像機(jī)行業(yè)一直有“公?！?、“私?！敝f(shuō)，所謂“公?！?，就是攝像機(jī)外殼采用的都是通用模具加工的，這樣生產(chǎn)出來(lái)的攝像機(jī)從里到外都完全一樣；所謂“私?！保皇怯行S家為了不與其他廠家產(chǎn)品雷同，而采用與眾不同的定制化“私?！鄙a(chǎn)制造，這樣其實(shí)也并沒(méi)有改變產(chǎn)品同質(zhì)化，因?yàn)楫a(chǎn)品只是外觀有區(qū)別，里面的板仍然是一樣的。

高清攝像機(jī)問(wèn)世之初，技術(shù)還有一定的門(mén)檻兒。但經(jīng)過(guò)短短幾年的發(fā)展，已經(jīng)提前進(jìn)入“全民高清”時(shí)代（即使有些廠家還沒(méi)有掌握高清技術(shù)，也對(duì)外號(hào)稱(chēng)是高清攝像機(jī)生產(chǎn)廠商）。SDI剛剛問(wèn)世時(shí)，一只SDI攝像機(jī)模組采購(gòu)價(jià)高達(dá)380元，而現(xiàn)在只需60-70元，下降得非?？欤纫泊?。目前市場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)類(lèi)似模擬攝像機(jī)的運(yùn)作模式，即一些上游廠家生產(chǎn)高清模組（包括IPC和SDI），攝像機(jī)廠商購(gòu)買(mǎi)現(xiàn)成的模組，組裝生產(chǎn)，生產(chǎn)流程十分簡(jiǎn)單?？梢哉f(shuō)，用不了幾年，高清攝像機(jī)市場(chǎng)就會(huì)完全沿襲模擬攝像機(jī)之路。

高清解決方案多了是好事，能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需求，但從另一個(gè)角度看，也未必。如果不同的高清解決方案之間有較大的差異性和互補(bǔ)性，即使帶來(lái)競(jìng)爭(zhēng)，也是有益的。如果沒(méi)有太大差異，只是略加修改甚至玩概念游戲，就沒(méi)有太大的實(shí)際意義（除非是顛覆性技術(shù)創(chuàng)新）。因?yàn)楦咔迨且粋€(gè)牽涉到多個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性解決方案，任何一種新方案的推出，都必須有相關(guān)的技術(shù)匹配和支撐，如HD-SDI攝像機(jī)，就派生出SDI矩陣、SDI-DVR、SDI視頻分配器……甚至SDI防雷器等。這幾年，安防行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)這種現(xiàn)象：為一味滿(mǎn)足小部分的細(xì)分化行業(yè)需求，讓本來(lái)不繁雜的技術(shù)變得十分繁雜，大大增加了企業(yè)的研發(fā)投入，而其對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)卻很小，不足以為企業(yè)的研發(fā)投入帶來(lái)應(yīng)有的回報(bào)，得不償失。久而久之，無(wú)論是對(duì)企業(yè)還是對(duì)行業(yè)，都會(huì)成為一種壓力。

經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，高清監(jiān)控市場(chǎng)迎來(lái)了前所未有的井噴期。樂(lè)觀地估計(jì)，高清攝像機(jī)尤其是720P網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)，近兩年一直都會(huì)保持300%-500%的年復(fù)合增長(zhǎng)率。但是，由于高清攝像機(jī)市場(chǎng)整體規(guī)?；鶖?shù)還不大，因此，其在整個(gè)攝像機(jī)市場(chǎng)的占比時(shí)間內(nèi)還無(wú)法與模擬攝像機(jī)比肩。就像一個(gè)剛進(jìn)入行業(yè)的企業(yè)，一年的銷(xiāo)售收入只有1000萬(wàn)元，即使一年增長(zhǎng)300%，也只是3000萬(wàn)元。而一個(gè)年銷(xiāo)售額10億元的企業(yè)，哪怕增長(zhǎng)20%，就是2億元。

但是，照這樣的增長(zhǎng)速度，相信用不了幾年，高清攝像機(jī)就會(huì)占到整個(gè)攝像機(jī)市場(chǎng)的半壁江山，從而扭轉(zhuǎn)攝像機(jī)市場(chǎng)的乾坤。