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论IP高清高速球技术的发展
IP高清高速球的发展脚步没有停下来，目前，IP高清高速球已逐渐成为监控市场的主流产品,但从产品的技术发展上看，IP高清高速球还有很多技术...
WRITER  |  A&S
|  DATE  |  2012-10-19 14:11:05

IP高清高速球的发展脚步没有停下来，目前，IP高清高速球已逐渐成为监控市场的主流产品,但从产品的技术发展上看，IP高清高速球还有很多技术问题有待解决,本文就来分析IP高清高速球为何会成为市场主流产品。

　　核心部件——“高清一体化机芯”

　　一体化摄像机机芯经过多年的发展，其核心技术一体化镜头的设计以及自动聚焦算法已经相当的成熟。

　　高清一体化镜头品质的标准大致分为：光学性能、关键部件的稳定性和一致性。光学性能主要参考各种光学倍数下镜头的解像力，当然还包括了鬼影、紫边、色散等问题严重性;关键部件主要包括光圈、马达和滤光片切换等部件。

　　在进入高清时代之后，以上这些技术问题都很快得到了解决。目前已经形成了以日系镜头、台湾镜头和国产镜头为代表的不同产品。日系镜头一般光学性能和稳定性表现都不错，但价格较高;台湾镜头性价比相对较高，但光学性能特别是高倍解像力表现不足;而国内厂家一体机镜头在稳定性和一致性上表现不太理想。

　　在自动聚焦算法方面，目前也已经形成主要的几种解决方案，例如，以TI的DM368、FPGA和ASIC为代表的高清图像自动聚焦解决方案。FPGA的解决方案属于硬件电路实现方式，稳定性较高，自动聚焦的效果和速度较快;DM368的解决方案属于软件系统结合硬件寄存器实现方式，其自动聚焦的效果相对较好，但是速度和稳定性方面有待考验;ASIC的解决方案属于硬件电路配合简单软件方式实现，稳定性较高，但机芯厂家的开发灵活度受到很大的限制，很难对自动聚焦的效果和速度进行改善。

　　核心算法 ——“高效码流控制”

　　视频编码技术经过了多年的发展，从MPEG-1 (MP3, VCD)、MPEG-2(DVD, SVCD)到MPEG-4，视频的压缩效率和图像质量取得了长足的进步。

　　特别是由MPEG-4 Part10发展而来的H.264技术，以其较高图像压缩效率和良好的图像效果，成为目前监控市场的主流编码技术。近年来，H.264技术仍然在不断的发展，从最初的Baseline Profile仅提供I/P帧，仅支持逐行扫描和CAVLC(基于内容的自适应变长编码)，发展到目前主流的Main Profile 不仅提供I/P/B帧，同时还支持逐行扫描和隔行扫描，以及多种编码方式CAVLC(基于内容的自适应变长编码)或CABAC(基于内容的自适应二进制算术编码)，CABAC相较于CAVLC至少能够提升10%-15%的压缩效率。

　　目前基于H.264 Main Profile的产品，在保证图像质量的前提下，可以提供720P分辨率下3M码流的压缩视频，1080P分辨率下6M码流的压缩视频。

　　H.264压缩编码技术还将进一步发展，在高清高速球上实现High Profile的压缩编码能力也将成为可能，High Profile将提供更高的压缩效率和更好的图像质量，同时也能提供高效无损视频编码，满足平台视频智能分析的需要。

　　标准化推进产品普及

　　IP监控产品的最大优势，就是在于网络的普及化和应用协议的自定义，但是由于各个厂商都自成体系，造成市面上多数的IP摄像机、NVR以及监控平台都不能互相兼容。为此，2008年5月，由安讯士联合博世和索尼公司三方宣布将携手共同成立一个国际开放型网络视频产品标准网络接口开发论坛，取名为ONVIF(开放型网络视频接口论坛)，并以公开、开放的原则共同制定开放性行业标准。从此IP监控产品开始步入了标准化时代。

　　该协议规范了设备发现、实时音视频、摄像头PTZ控制、录像控制、视频分析等方面的内容，为IP高清高速球的互联互通奠定了技术基础。以上三大技术的突破，为IP高清高速球的制造、应用及推广扫清了技术障碍，使得IP高清高速球得以迅速替代IP标清高速球，成为IP高速球的主流产品。

　　未来发展挑战不断

　　IP高清高速球的发展脚步并没有停下，从产品的技术发展上看，IP高清高速球还有很多技术问题有待解决。目前比较热门的技术内容有：对于如何有效提升IP高清高速球夜间效果，使夜晚看得更加清晰?在看得清的前提下如何看的更远、更全?如何进一步降低IP高清高速球监控系统的部署成本?如何满足在高清图像质量基础上的行业应用需求?对于以上问题，笔者做了一些假设性的解决方案，与大家一同分享。

　　如何有效提升IP高清高速球夜间效果，使夜晚看得更加清晰?从技术上来说，解决夜间效果的最好方式就是通过补光，不论是红外补光、激光补光、白光补光，都可以弥补IP高清高速球的夜间效果。

　　在看得清的前提下如何看的更远、更全?像标清机芯的发展方向一样，更大倍率的高清一体化机芯不久将会面世。在高清一体化机芯时代，更大倍率的镜头设计将会成为技术的焦点，这样的镜头可以解决看得更远的问题。但是，由于高速球应用的需要，看的更全也将成为一个技术发展的方向。所谓看的全，是指当机芯在观察某一目标物时，不会丢失整体场景的监控图像。

　　如何进一步降低IP高清高速球监控系统的部署成本?IP高清高速球的部署成本主要由传输系统成本、存储系统成本和IP高清高速球维护成本组成。传输系统和存储系统的成本的降低将主要依赖于编码算法效率的提升，如前文所述的H.264 High Profile技术。当然，也可以考虑其他一些方式，比如将存储(2.5寸硬盘)前置到IP高清高速球内，这样带来的好处是显而易见的，直接降低了视频对于IP网络传输系统的依赖，同时将存储系统更合理的分配到使用端。对于IP高清高速球维护成本，可以基于ONVIF协议，实现设备部署和维护的“0”配置，简化施工人员的操作要求，降低系统维护的难度。

　　如何满足在高清图像质量基础上的行业应用需求?由于高清时代的到来，海量的数据存储与分检将是对管理者的一大考验。用户对智能化的需要将会越来越突出。将非结构化的视频数据流进行数据结构化的管理，将对管理者起到非常大的帮助。所谓数据结构化，就是将监控视频中所关注的内容，通过智能化前置的方式预先识别出来，并整理成可以检索的数据。IP高清高速球通过对这些数据的学习和分析，来满足特定行业的应用需求，比如智能跟踪将会更加的准确。

　　在这个高清化时代的背景下，IP高清高速球将通过其自身的技术优势及特点，不断的演变与发展，满足用户对高清高速球的各种需要。

 
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