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　　中國安防展覽網(wǎng)訊 隨著大華股份、?？低暤囊患径葓蟮烂媸溃岸藬z像頭的成功應(yīng)用是維持成長的主要原因之一。而隨著智能化應(yīng)用的不斷發(fā)展、高清技術(shù)的逐漸普及，智能網(wǎng)絡(luò)攝像機成為了前端智能的主要形態(tài)。
　　
　　智能網(wǎng)絡(luò)攝像機是前端智能的主要形態(tài)
　　
　　前端智能是視頻智能分析技術(shù)的主要應(yīng)用形態(tài)之一，網(wǎng)絡(luò)攝像機與模擬攝像機由于硬件結(jié)構(gòu)等固有因素，因而在智能的實現(xiàn)模式上完全不同。我們知道，一臺智能攝像機必須由包括攝像鏡頭圖像采集環(huán)節(jié)、A/D與圖像預(yù)處理環(huán)節(jié)、智能分析與計算環(huán)節(jié)、編碼壓縮環(huán)節(jié)、網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)節(jié)五部分組成。網(wǎng)絡(luò)攝像機本身就具備圖像采集與處理、編碼壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，只需添加一個智能分析計算模塊即可組成智能網(wǎng)絡(luò)攝像機，視頻圖像經(jīng)智能網(wǎng)絡(luò)攝像機進行分析處理后就可依據(jù)需要傳遞至管理中心。甚至一些要求不高的專業(yè)應(yīng)用，且CPU性能較強的網(wǎng)絡(luò)攝像機只需直接灌入智能分析軟件就能實現(xiàn)某些智能化應(yīng)用了。
　　
　　而模擬攝像機則不然，其結(jié)構(gòu)一般只有圖像采集處理環(huán)節(jié)，圖像編碼壓縮則通過DVR或其它外部編碼設(shè)備來完成，在這樣的結(jié)構(gòu)上直接內(nèi)置智能芯片來實現(xiàn)智能應(yīng)用的成本較高，所以模擬攝像機的前端智能大多采用外接智能盒的方式。即由智能分析盒負責(zé)對攝像機提供的圖像信息進行智能分析，然后將結(jié)果傳遞至編碼設(shè)備（如DVR等），再由這臺編碼設(shè)備的傳輸至管理中心。也就是說，與上述的一體化網(wǎng)絡(luò)智能攝像機不同，模擬攝像機的智能化必須通過多立的設(shè)備分別操作才能完成。
　　
　　雖然目前通過外接智能盒實現(xiàn)智能應(yīng)用還較常見，但由于這種分體式前端智能解決方案一方面設(shè)備多，在建設(shè)和維護方面都較繁瑣且成本高，另一方面，多設(shè)備間的互通與運行也會存在不穩(wěn)定等諸多問題。而相比之下，基于DSP芯片的一體化智能網(wǎng)絡(luò)攝像機則不論在成本投入還是系統(tǒng)的安全可靠性，以及擴展性能方面都具有明顯優(yōu)勢。
　　
　　另外，還有更重要的一點，前端智能的實現(xiàn)前提是高質(zhì)量圖像，越完善、越豐富的智能就需要越清晰的圖像，前文也提到，智能的應(yīng)用要真正普及必須先普及高清監(jiān)控，而模擬攝像機如果要實現(xiàn)高清就必須對視頻源不做壓縮處理就進行傳輸，傳輸方式雖既有模擬化的YPbPr分量傳輸，也有數(shù)字化的DVI、HDMI或者HD-SDI傳輸，但不論哪種，這些傳輸手段所需要的線纜等成本都將非常高昂，根本不可能真正做到普遍性應(yīng)用。而網(wǎng)絡(luò)攝像機的高清化卻是采用基于壓縮的、網(wǎng)絡(luò)化的方式進行傳輸，其傳輸線纜就是網(wǎng)線，與標清時代的IP傳輸是完全相同的，不會增加部署成本，成本的有效控制對普及應(yīng)用來說肯定是非常重要的因素。由此可見，在高清領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)高清攝像機必然是主流。并且，隨著網(wǎng)絡(luò)與高清技術(shù)的不斷成熟，網(wǎng)絡(luò)高清攝像機的市場規(guī)模已在迅速擴大，款型與性能都幾乎已可與發(fā)展多年的模擬攝像機相媲美。相應(yīng)的，網(wǎng)絡(luò)攝像機越發(fā)展，一體化的智能前端應(yīng)用也將越普遍，而智能視頻分析盒則會慢慢淡出市場。
　　
　　智能網(wǎng)絡(luò)攝像機的應(yīng)用有所側(cè)重
　　
　　前端智能與中心智能并存
　　
　　與前端智能也就是網(wǎng)絡(luò)攝像機的智能應(yīng)用相對而言，目前在智能應(yīng)用領(lǐng)域還有另一種應(yīng)用形式就是中心智能，也叫后端智能。與前端智能利用前端攝像機自身的芯片進行計算不同，中心智能是利用后端計算機純軟件的方式進行分析，即攝像機并不提供任何智能分析與運算結(jié)果，而只是單純的向管理中心傳輸圖像信息，所有智能運算與分析全部由中心進行。
　　
　　前端智能與中心智能并存
　　
　　中心智能解決方案除了在管理中心要配置性能完善的智能分析運算軟件以構(gòu)成中心智能圖像識別、客戶端智能圖像識別及第三方數(shù)據(jù)分析這三個模塊之外，由于前端攝像機并不對圖像進行任何分析，所有圖像數(shù)據(jù)都必須傳至管理中心，因此，中心往往需要一臺或多臺容量龐大、性能優(yōu)越的管理服務(wù)器。
　　
　　感興趣區(qū)域壓縮編碼技術(shù)（ROI）：視頻壓縮比和視頻質(zhì)量是一對矛盾體，壓縮比越高，視頻損失越多，相應(yīng)的視頻質(zhì)量也就越差。但人們在觀看監(jiān)控視頻時，通常只對某一個特定區(qū)域感興趣（通常為視頻中央?yún)^(qū)域），這一區(qū)域內(nèi)的圖像要盡可能清晰，其他部分圖像可以相對模糊一些?；谏鲜鲆螅瑘D像感興趣區(qū)域壓縮編碼技術(shù)應(yīng)運而生，即在圖像中對感興趣區(qū)域進行無損壓縮或近無損壓縮，而對背景區(qū)域進行有損壓縮。這樣既可使得重構(gòu)圖像有較高的視頻質(zhì)量，又可得到較高的壓縮比，很好地解決了壓縮比和圖像質(zhì)量之間的矛盾。
　　
　　可伸縮視頻編碼技術(shù)：是通過將單一碼流分為若干層實現(xiàn)的。如果視頻編碼器經(jīng)過一次性壓縮后產(chǎn)生的碼流能被解碼端以不同的碼率、幀率、空間分辨率和視頻質(zhì)量解碼，則稱該編解碼系統(tǒng)具有“可伸縮性”。從這個定義可以看出，可伸縮編碼只需對視頻節(jié)目源編碼一次，即可通過傳輸、提取和解碼相應(yīng)部分的壓縮碼流，重構(gòu)出各種分辨率、碼率或者質(zhì)量級別的視頻。這種編碼方式與目前使用的聯(lián)播編碼方式相比，滿足各種不同需要的能力更強，編碼效率也大大提高。編碼器提供的單一碼流具有可伸縮特性，能夠自動適應(yīng)用戶網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和終端設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)帶寬較好的環(huán)境下可傳輸高分辨率、高質(zhì)量的視頻，而如手機監(jiān)控這樣的低帶寬環(huán)境下，只傳輸?shù)头直媛实痛a流的視頻。
　　
　　可伸縮視頻編碼的基本思想描述如下：編碼器將視頻序列編碼成一個基本層和多個增強層。基本層具有低視頻質(zhì)量，增強層可以改善基本層質(zhì)量。高清監(jiān)控設(shè)備可以根據(jù)帶寬及終端需求選擇發(fā)送數(shù)據(jù)量。例如空間可伸縮編碼應(yīng)用中，手機視頻的分辨率較小，這時就沒有必要傳輸較多的增強層（對應(yīng)于較高空間分辨率），而只需傳輸適合手機分辨率的基本層即可。接收端根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，解碼出相應(yīng)質(zhì)量的視頻。接收到的增強層越多，解碼的視頻質(zhì)量越好。通常假設(shè)基本層數(shù)據(jù)低于小傳輸帶寬，所以解碼端總是可以解碼出低質(zhì)量的視頻。通過使用采用了可伸縮視頻編碼技術(shù)的高清視頻編碼器，可以自適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)帶寬條件下的視頻監(jiān)控需求，帶寬問題不再是困擾；同時解碼端也可以根據(jù)自身解碼能力選擇只解基本層視頻還是解碼更多的增強型視頻，很好地緩解了顯示高清視頻時解碼顯示能力不足的問題。
　　
　　“智能前端”動態(tài)編碼自適應(yīng)技術(shù)：通過“感興趣區(qū)域編碼技術(shù)”和“可伸縮視頻編碼技術(shù)”的應(yīng)用，高清監(jiān)控視頻中網(wǎng)絡(luò)帶寬和解碼顯示能力的壓力大為減輕，但占用存儲空間大的問題并沒有得到本質(zhì)解決。智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展帶來了解決這一問題的新途徑。監(jiān)控行業(yè)中大部分視頻是冗余的，用戶更關(guān)注的是發(fā)生異常事件時的特定視頻，“智能前端”高清網(wǎng)絡(luò)攝像機，和智能分析算法相結(jié)合，可實現(xiàn)越界、拌線、區(qū)域停留等十余種行為分析。正常狀態(tài)下“無關(guān)緊要”的視頻流采用標清格式錄像，而一旦有異常狀態(tài)發(fā)生，自動切換至高清錄像，既保證了監(jiān)控視頻的細節(jié)，又不會對存儲造成過大的壓力，同時，還提高了有效視頻的檢索效率。經(jīng)過驗證，可以節(jié)省30%-50%的存儲空間。
　　
　　結(jié)語
　　
　　視頻編碼技術(shù)的進步給高清監(jiān)控帶來了新的發(fā)展，有效地緩解了高清視頻監(jiān)控在網(wǎng)絡(luò)帶寬、解碼顯示能力、存儲資源上遇到的瓶頸，成為了監(jiān)控行業(yè)全面高清化有力的助推力量。一些安防廠商以技術(shù)型企業(yè)為定位，堅持高清化、智能化的發(fā)展方向，發(fā)揮其在視頻編碼方面的核心技術(shù)優(yōu)勢，不斷開拓創(chuàng)新，服務(wù)社會，服務(wù)用戶，力助安防行業(yè)高清化的全面發(fā)展