IP高清未来发展与物联网结合

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一、高清摄像机方案重点分析
       
        1、高清监控ImageSensor是关键
       
        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高清摄像机以核心部件的图像传感器（ImageSensor）做分类的话，主要有CCD和CMOS两种。其中CMOS又细分为传统的CMOS和ExmorCMOS即背照式CMOS.CCD和CMOS就基本结构和工作原理来说，区别如下：
       
        CCD是ChargeCoupledDevice（电荷耦合器件）的缩写，它是一种半导体成像器件，CCD电荷耦合器存储的电荷信息，需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取，电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电路较为复杂。
       
        CMOS是ComplementaryMetal-OxideSemiconductor（互补性氧化金属半导体）的缩写，和CCD一样同为在高清摄像机中可记录光线变化的半导体，CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电流（或电压）信号，信号读取十分简单，两者的特点如下。
       
        CCD电荷耦合器需在同步时钟的控制下，以行为单位一位一位地输出信息，速度较慢；CMOS光电传感器采集光信号的同时就可以取出电信号，还能同时处理各单元的图像信息，速度比CCD电荷耦合器快很多；CCD电荷耦合器大多需要三组电源供电，耗电量较大；CMOS光电传感器只需使用一个电源，耗电量非常小，CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。
       
        2、IP高清摄像机的“大脑”：核心处理芯片
       
        高清IPC的设计方案很多，但从架构上来看，主要包括两种：其一，采用CCD/CMOS传感器作为图像采集设备，配套提供实现图像处理和编码功能的SoC芯片；其二，采用前端摄影机模块，作为图像采集设备，和一个通用的ASIC或DSP进行编码和传输。由于第一种架构设计灵活，广泛被厂家采用。
       
        在图像处理方面有三种实现方案：第一种方案采用专用的ISP处理芯片和编码处理部分，该方案较灵活，采用专用的ISP芯片稳定性好，能够保证图像的质量；第二种方案采用集成ISP的编码芯片，该方案灵活性次于第一种方案，且专用的ISP处理芯片稳定性虽高，但图像质量一般、成本较高；第三种方案采用FPGA等芯片实现信号处理及编码功能，该方案灵活性最强，但是稳定性差、成本最高、图像质量难于保证。专用ISP方案设计灵活、性价比高、可以保证图像的质量，适用于高清IPC的设计。
       
        二、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
       
        IP高清网络摄像机上的报警（ALARMI/O）接口，可处理开关量电平，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、从智能方面切入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。
       
        智能化、标准化，高效应用普及
       
        随着IP高清高速球的日益普及，大家对其智能化的期望也会越来越强烈。近期比较热点的就是IP高清智能跟踪球，这款产品同时输出两路图像，一路为固定全景图像，另一路为智能目标跟踪图像，这种应用一举改变了传统高速球的应用模式，极大的提升了高速球记录的图像信息的价值。
       
        当然，智能跟踪球仅仅是IP高清高速球在智能化方面的一个例子，更广阔的IP高清高速球智能化应用，还将体现在如何将各种不同的智能功能按需加载到IP高清高速球里，满足不同行业、不同环境下的智能应用。
       
        要实现IP高清高速球的智能化，除了对图像识别智能分析算法有很高要求之外，对上文提到的云台精确控制、快速对焦、平稳加速等技术也有更高的要求。
       
        对于是否能够接入不同厂商、不同品牌的NVR和管理平台，是IP高清高速球接下来在应用普及中必将面临的问题。根据当前的标准化进展情况来看，ONVIF应该是解决这一问题的主要途径之一。遵循ONVIF标准将会成为IP高清高速球的基本性能之一。
       
        结语
       
        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，这为视频监控的发展带来好处。