高清视频监控走进智能新时代迎接新走向

2011-01-28 20:58:58来源: 中安网 关键字:高清  视频监控  智能

  进入二十一世纪的第二个年代,公共安防监控毋庸置疑已成为数字化的大热点,其应用也已经渗透到社会的方方面面,并已开始影响和改变着人们的生活方式。如图一所示,安防监控兼顾公共安全、工业和商业、交通运输,还有家居和消费。面向公共安全的应用已经涵盖了城市区域监控、政府国土安全,以与确保社会稳定息息相关的公检法部门;面向工业和商业的应用已经从重点设施向常规场所扩展,使得在银行、游戏和零售等人们活动的频繁区域得到安全的保证;面向交通运输的应用更是不断推陈出新,完善安全保障措施不仅在车站、码头和机场内外,也在道路、路口和航道等地方提出多种多样的需求。

  上述这些应用还只是针对公众安全,面向家居和消费群体的视频监控将直接针对个人安全而得到更广泛的推广和普及。

  公共安防监控应用中,最传统的首先就是门禁控制,其后才有防火检测装置。视频监控最早随着闭路电视系统而得到应用,然后发展到模拟录像系统,并通过模拟摄像机和模拟视频矩阵的普及而形成规模。数字视频监控是伴随着数字视频压缩技术的发展而兴起,并且在与模拟系统的较量中脱颖而出而确立了主流的应用方向。以计算机和网络相结合的技术平台极大地推动了数字视频技术的发展,并且适时地发挥了巨大的潜力。数字视频监控在硬盘存储、远程传输、灵活组网视频分析等方面,其优越性已经非模拟系统可比拟,而且大大地挤压了模拟应用的存在空间。然而上个年代中,数字视频主要还是标准清晰度,并没有能完全超越模拟系统的图像质量。那么在新的年代中,数字视频监控发展方向优势如何呢?

  笔者认为,数字视频监控的新走向可以概括为三个方面,即实现高清化、增强智能化和发挥光学元素。唯有高清才能最后淘汰模拟视频,唯有智能才能代替人工,唯有光学元素才能从本质上提高视频效果。

  实现高清化

  对于模拟系统,就要谈到电视的清晰度,PAL制电视机标称垂直扫描行数为625线,除去50行逆程外,实际的有效垂直分辨度为575线。当然,不同的模拟摄像和录像设备会有所不同。计算机中以显示器成像,所表述的分辨率即为水平像素数×垂直像素数。如VGA(640×480)、SVGA(800×600)、XGA(1024×768)等。

  最初的数字化视频为CIF的分辨率,即320x240,压缩的格式为MPEG1,图像质量还停留在VCD的水平。随着压缩格式上升到MPEG4,再到H.264,压缩效率有很大的提高,并画质也不错,但分辨率仍然不足以与模拟相比,可用电视或电脑显示,但对清晰度并没有实质要求。

  D1的分辨率,即720x480,确实使数字压缩效果给人以耳目一新的感觉,压缩的格式开始为MPEG2,即DVD的水平,但码率较高,所以在监控中的广泛采用还需要MPEG4或H.264压缩格式,习惯上称D1为标清。DVD若采用NTSC制则像素为720×480,PAL制像素是720×576,两者的水平清晰度都是720×3/4=540线,其中前者高于垂直清晰度(480线),后者略低于垂直清晰度(576线)。

  真正要拉开和模拟图像质量差距的分辨率是720P,即1280x720,这也可视为准高清。

  那么真正的高清是什么呢?这就是所谓的1080P,即1920x1080。如图二所示为从标清到高清的横向和纵向像素的比较。

  在标清到高清间常规的帧率为每秒30帧,这样H.2641080p@30fps就是指采取H.264格式每秒压缩30幅1920x1080像素的画面,这就是实现高清必需达到的一个水平。在这个基础上多种视频压缩格式的支持也非常重要,如MPEG4、MJPEG、VC1等。这种性能相当于两倍的720P,因此可以提高视频品质,并增加更多的细节。720P作为准高清,若提高帧率到每秒30帧,即H.264&MPEG-4@720p60,则图像的清晰度会得到有效的提高。当然在监控为突出画面的高清晰度,也会采用MJPEG@5Mps,即可达到每秒五百万像素的图像效果。

  目前行业内可以提供高清视频压缩单片系统(SOC)的厂商已有多家,其中美国德州仪器(TI)所提供的平台可以支持涵盖各种高清需求并支持多种高清视频压缩格式,而且具有更高的系统灵活性。现已大批量生产的DM6467是一颗单片可实现H.264及其它视频压缩格式高清或更高的SOC,其600MHz时钟版本就可支持H.264@1080P30,1GHz时钟版本所支持性能将接近翻番。该平台集成有ARM9处理器和视频协处理器及高速C64+x的DSP核心,还有BT1120高清视频输入和输出端口,另外配备丰富的外围接口。除进行高清的视频编解码之外,其DSP单元可以承担智能视频处理功能。高清视频转码也是DM6467的一个重要的应用方向。

  同样量产的DM365所支持能力为H.264@720P30/MPEG-4@1080i30或,MPEG-4@1080P30/H.264@1080P12,已经作为高清入门产品在监控IP摄像机中得到很好地应用。

  将要新推出的DM36x平台为H.264&MPEG-4@1080P30,并且与DM365体系架构、软件和管脚兼容。这将是一颗真正的全面支持高清的SOC,集成有400MHz的ARM9处理器、视频协处理器、视频处理子系统和丰富的外围接口,如图四所示。其中视频处理子系统所涉及的光学元素留待下面具体分析。

 

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关键字:高清  视频监控  智能

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2011/0128/article_3470.html
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