关于高清网络摄像机搭建中的解决方案

    现在“高清”和“IP”已经成为安防监控领域最炙手可热的两大热点，随着IP高清产品的快速爆棚，所有厂家都在不计代价的投入，高清所带来的超高画质，超宽场景给人以极大的视觉震撼。IP高清摄像机已经成为监控领域增长，最吸引眼球的产品。在监控网络化大潮的推动和市场需求的驱动下，IP高清摄像机获得了重大突破，并进入到重大安保项目的实际应用中，视频监控已经进入IP高清时代，高清成为安防监控新时代主题。

    IP高清摄像机产品的技术应用特点

    IP高清摄像机从本意上讲超越了传统常用的模拟摄像机。现在市面上的高清监控摄像机已经形成以百万像素为基础，200万像素，300万像素为先导的多元化产品格局。一台IP高清网摄像机主要由视频采集、视频编码、网络传输等几部分组成。一台IP高清摄像机可以被看作一台高清摄像机和一台电脑的结合体。它通过CMOS/CCD感光器进行逐行扫描，将光信号直接能够捕获影像并通过SoC单芯片处理，直接通过IP网络进行传输，从而使用户能够通过标准的基于IP网络基础构架在本地或者远程地点实现观看、存储和管理高清视频数据。

    IP高清网络摄像机最主要的技术应用特点就在于其高像素带来的高清晰图像，而且通过网络传输可以很方便的实现多区域联网和远程控制，这对于安防监控来说具有非常重要的意义：

    1）覆盖范围更大如上文提到，IP高清摄像机的一大优势就是，覆盖面更广，相同监视区域可以替代原有的多个固定点摄像机或全方位摄像机。这对于密集型场所，如机场安检通道、车站、地铁、商场出入口、停车场、工厂、银行柜员等，原来一般需要设计多个密集的低分辨率摄像机，来保护死角，而现在，部署IP高清摄像机是个不错选择。

    2）图像质量更好正所谓“细节决定成败”，IP高清摄像机采用先进的感光器使图像细节更加清晰，尤其对于移动物体来说，逐行扫描方式可以给我们提供更好的图像质量，有效解决了隔行扫描带来的梳状模糊现象。可靠的图像质量+细节=可靠快速的调查和分析，让视频存储海量的硬盘数据中全部是有价值的图像资料，这对于车牌、人脸识别等应用具有重要意义。相反，如果图像质量差，缺少细节信息，无疑会给日后的调查分析工作带来巨大的困难。

    3）多区域联网更方便随着IP高清网络摄像机的普及，与之相配套的后端产品高清嵌入式NVR产品也变得愈加丰富，其在网络摄像机尤其是IP高清摄像机的普及中扮演着非常重要的角色，其主要功能是对网络视频流进行录像、存储，并提供实时显示和代理转发等功能，一般多采用嵌入式架构，硬解码支持多路网络标清或者高清摄像机接入。以天地伟业的嵌入式NVR为例，它可以支持16路标清或者8路高清网络摄像机的接入；嵌入式硬解码，可以实时预览，录像；内置硬盘盘位可以存储；内置代理转发模块可以对接入的视频流进行转发；

    此外还带有VGA和BNC两种输出接口可以解码上墙显示；此外它还可以作为节点设备，在系统做中做节点监控和分布式存储。IP高清网络摄像机可通过IP网络使其互联互通性带来极大的提高，实现了多个平台的互联互通，可以整合整个社会资源，联动各个指挥中心和信息中心，实现了信息互通、资源共享、技术兼容，有利于整个社会资源的共享，对于各类事件的处理可以有效、快速的响应，“即插即用”的使用模式提供了灵活的扩展功能。

    IP高清摄像机产品的解决方案

    高清不仅仅是视频的高清采集，即安装了IP高清摄像机，而是贯穿视频采集、编码、传输、存储、控制、解码输出，到中心管理软件的全过程各个节点，从这个意义上讲，高清监控不是靠某个产品或某几个产品来实现的，它一定是一场持久战，需要的是整体解决方案。为满足高清监控的迫切需求，国内少数的数字监控厂商如天地伟业公司，基于深厚的专业研发积累，已经推出了完整的高清监控解决方案，涵盖了从前到后IP高清产品体系：

    1）前端采集高清的视频效果保证首先来源于高清信息的采集，如果没有前端高清视频采集，无法谈及后端的高清效果。从目前情况来看不论是130万像素还是200万像素都还是CCD占绝大多数，而且基本都应用在中高端市场；而CMOS的价格便宜基本都应用于低端市场；但是随着CMOS在制造工艺和影像处理技术上的不断突破，业内对CMOS的前景预测也越来越乐观。

    2）编码及传输除前端采集外，高清编码及传输也是在监控系统中不可缺少的重要环节，高清视频常见编码格式有H.264、M-JPEG、MPEG4等格式。在这几种编码格式中，H.264是目前最有前途的一种编码格式，相对于MPEG2、MPEG4而言，其压缩效率是三种编码中最高的，天地伟业的IP高清摄像机通过其自主研发优化的H.264压缩算法可以实现2Mbps码流传输720P高清视频。在传输过程中，高清意味着需要更高带宽，以1080P计算，H.264编码的一个1080P高清画面所用带宽约为8M，与D1画质的MPEG2相当。由此可以看出，对于“高清”，网络传输并没有特别的要求。目前的互联网对大路数的高清传输还有一定的瓶颈，在一些平安城市或多级联网的项目中，大都采用专网或者光纤。相比模拟传输，IP网络传输高清视频具有得天独厚的优势。

    3）高清存储IP高清存储常见的类型一般采用两种方式：分布式存储和集中存储；通常采用NVR做分布式存储，而大系统的集中存储则使用IPSAN来实现。随着IP高清的普及，IPSAN在存储中扮演着越来越重要的角色，IPSAN通过采用IP构架的以太网传输，具备良好的扩展性、共享性和较低的分摊应用成本，是目前多路高清监控存储主要采用的技术之一，而存储介质储多半是采用我们常见的硬盘，容量一般是TB级别，随着2TB硬盘甚至更高容量的产品走入我们视线，大型高清监控系统PB级海量存储解决方案也得到普遍应用。目前高清存储面临的一个问题就是在大路数多级联网的高清项目中，如果降低存储的成本，一方面这需要压缩算法的改进，一方面需要硬盘及IPSAN的成本下降。在算法方面，目前已经有厂家：如天地伟业，可以实现2M码流传输720P的高清图像，使一路高清一小时的存储空间大约在1.8G左右。

    4）高清显示高清的解码显示通常由高清解码器或者高清网络矩阵来完成，通过高清解码器或者高清网络矩阵配合网络键盘使用可以实现画面切换，高清上墙，轮询切换等。以高清输出接口来说，目前主流有的VGA和HDMI等接口，VGA的最为普遍，而且应用范围也最广，造价也最便宜；HDMI接口代表着高清显示接口的趋势，它的主要特点是色彩还原度高，画质无损耗。

    5）平台控制目前在平台尤其以大规模高清监控平台遇到问题最为典型，例如：视频设备数量庞大；前端设备的品牌很杂需实现统一管理；实施过程中网络环境多种多样；在多级联网的情况下，还经常涉及到多级联网的问题，对接困难等。针对这种情况，天地伟业的高清平台部署采用“分而治之”的策略将高清监控系统构成化整为零，将大系统建设问题按管理分级、业务分层、设备分类进行逐级分解为小系统建设问题，以逻辑上的虚拟条带为构建基础单元解决系统中大量设备进行统一管理，实现灵活的系统扩充，也便于系统建设分步实施。

    IP高清摄像机产品的创新及应用

    随着IP高清摄像机应用领域和市场需求的不断扩张，用户对画面品质及功能的不断提升，IP高清摄像机会逐渐从一个单纯的安防监控，演变到集多种功能更多、多种操作、多种管理等多种需求与一体的一个设备，具体来说，IP高清摄像机在如下几个方面会有创新及应用：

    1）IP高清摄像机与物联网结合随着物联网的射频技术（RFID）的成功应用，在未来可以实现与高清视频的无缝结合从而带来很好的实际应用。可以通过IP高清摄像机的COM接口接收从射频传输过来的数据，做到图像和射频的结合。举例来说，此项技术可以代替固定打卡、非法人员识别从而有助于改进实际中很多较为繁琐的工作，体现高智能、高技术的价值。

    2）IP高清摄像机与报警设备联动以天地伟业的IP高清网络摄像机为例，其摄像机上都有报警(ALARMI/O)接口，这种报警信号接入可以处理开关量电平，当IP高清摄像机接收到此数据后，可以对其进行编码处理，而后送入TCP/IP网络，通过应用软件对该报警信号进行各种联动响应设置，如发出声、光报警与进行报警录像等。

    3）IP高清摄像机与移动设备结合随着3G技术的普及，以及每台IP高清摄像机都拥有自己独立的IP地址，可以通过3G网络能够直接与移动设备进行网络连接，实时传输高清图像，实现无线高清视频的传输。也可以我们可以在IP高清摄像机中配置内置的Email、FTP等客户端，当在能接入互联网时，IP高清摄像机设备还可以通过Email、FTP等方式把报警触发时抓拍的图片或录像发送到移动设备。也可以通过COM口与能连接的SIM卡的设备连接，利用短信、彩信方式下发给指定的手机终端。这样，做到实时且智能的监控，而仅利用很小的带宽和成本。

    4）智能方面切入IP高清摄像机因为IP高清摄像机前端即是带有操作系统的，所有在前端上就可以附带很多智能的算法。智能算法可以直接处理从芯片输出的原始图像信息，基于原始图像，做一些恰当的、适合特征场合的应用。比如，可嵌入出入口人数统计功能。该功能可通过对摄像机所监控的画面进行分析，自动统计计算穿越重要出入口或指定区域的人或物体的数量。而且在低碳时代，为智能算法与节能环保思想的结合则开辟了另一巨大的市场。在党政机关、学校、企业和大型家居环境，还可采用智能视频分析技术消除巨大的电能浪费与安全隐患，如自动关闭不必要的灯或打开有人办公工作的灯或视需要调整灯光的强度等。

    综述

    在监控网络化大潮的推动和市场需求的驱动下，IP高清获得了实实在在的突破。IP高清摄像机所特有的联网、开放、远程访问等特性势必会大量应用在各种各样的实际项目中，这标志着安防监控已经进入网络时代，高清时代。高清技术和产品的不断涌现，高清监控系统的现实应用，将加速促进视频监控系统与安防其它子系统的无缝整合，再进一步促进安防系统与行业业务管理系统的无缝对接，这为视频监控带来更广阔的发展空间。可以遇见未来的安防监控肯定是IP网络做主导，IP高清做先锋！