[導讀]進入秋冬以來，各省市霧霾天氣頻繁，尤其是我國北方地區(qū)，大霧天氣給市民外出帶來了不便，對交通監(jiān)控也產(chǎn)生著嚴重影響。霧霾天氣使戶外監(jiān)控視頻質量明顯降低，不僅圖像色彩暗淡、對比度降低，一些重要目標的細節(jié)更是難以辨識。

霧霾頻襲考驗監(jiān)控技術

隨著中國各級政府構建“和諧社會”及“平安城市”戰(zhàn)略的實施，監(jiān)控技術得到了有效推動，獲得了質的提升。尤其是前端數(shù)據(jù)采集技術，作為整個遠程安全監(jiān)控網(wǎng)絡的最重要部分，它將場景原始的信息進行采集和處理，滿足應用需求。

進入秋冬以來，各省市霧霾天氣頻繁，尤其是我國北方地區(qū)，大霧天氣給市民外出帶來了不便，對交通監(jiān)控也產(chǎn)生著嚴重影響。霧霾天氣使戶外監(jiān)控視頻質量明顯降低，不僅圖像色彩暗淡、對比度降低，一些重要目標的細節(jié)更是難以辨識。而惡劣天氣對視頻監(jiān)控的影響首先是源于對鏡頭的影響。毋庸置疑，攝像機需要通過鏡頭來采集被攝物體光線，再進一步處理成數(shù)字圖像。而有霧天氣空中飄浮著大量有粉塵、水汽凝結成的顆粒物，一旦密度過大就會阻礙光線的傳播，不僅肉眼看不到信號燈，普通鏡頭也只是看到模糊不清的畫面，很多監(jiān)控車流量的新聞視頻里都可以看到類似畫面。

解決這些問題，主要靠攝像機的功能和鏡頭的性能?，F(xiàn)在很不少攝像機帶有透霧功能，因此實現(xiàn)這些功能很大程度上取決于所選用的鏡頭。普通鏡頭，透過的是可見光部分，這部分光波無法繞過空氣中濃密的霧氣顆粒；而帶紅外功能的鏡頭可透射紅外光，紅外光具有較長的波長可以繞射這些顆粒物，進而能夠清晰成像。

可以說，霧霾天氣，給監(jiān)控攝像機、鏡頭等安防前端數(shù)據(jù)采集技術帶來了商機，帶來了挑戰(zhàn)。那么，在“大蛋糕”面前，用戶關心的安防前端技術存在著哪些趨勢？

霧霾頻襲考驗監(jiān)控技術 衍生安防前端需求市場

1、攝像技術將向著大動態(tài)和低照度方向發(fā)展

攝像機是信息采集的執(zhí)行者，在監(jiān)控系統(tǒng)中起著關鍵的作用，故許多廠商都在這方面投入了很大的精力。對于常規(guī)的安防監(jiān)控系統(tǒng)來說，不言而喻，研發(fā)的重點都集中在清晰度和感光度的提高方面。

目前的圖像傳感器有兩大類，即CCD和CMOS傳感器。一般來說，相對于CMOS來說，CCD具有感光度高、噪點小和分辨率高等優(yōu)點，但與此同時，也具有功耗大、成本高和電路復雜的缺點。而CMOS的耗電量僅為CCD傳感器的1/10左右，況且由于CMOS技術利用超高的集成度，將許多外圍器件集成一體，大大減小了復雜度，并減小了體積。正因如此，目前CMOS傳感技術更新速度要遠快于CCD技術。

Micron是CMOS傳感器的主要供貨商，另外還有Omnivision和ST等。目前，Micron的MT9T031和MT9P031CMOS傳感器分辨率已經(jīng)分別達到300萬和500萬像素，據(jù)該公司的一位行銷區(qū)域經(jīng)理認為，CMOS與CCD兩種技術的競爭格局將繼續(xù)，而500萬像素將是兩種技術的分界點。但一個顯而易見的趨勢是，CMOS的各項性能在逐步靠近CCD技術。

除此之外，還有一些相關技術創(chuàng)新值得一提。比如松下公司推出的第三代超級動態(tài)（SDG）技術。使圖像的對比度動態(tài)范圍擴大了40多倍。三星公司的信噪比提高技術，以及鏡頭鍍膜技術，可以實現(xiàn)了超低的光照度。

2、兩種編解碼處理實現(xiàn)方式將各領***

目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)主流的壓縮格式是MPEG4，盡管它的處理延遲稍大些，但它還算兼顧了各方面的能力，是一個比較好的折衷。

而對于分辨率格式，種類從傳統(tǒng)的CIF格式，到目前的像素為720×576的D1格式，中間還有Half-D1、DCIF等。而Vweb公司推出的全D1分辨率MPEG-1、2、4以及H.263音視頻編碼器，無論是存儲器容量還是帶寬好像對中國用戶都已經(jīng)不是問題。但經(jīng)過冷靜分析后不難發(fā)現(xiàn)，無論D1能否進入中國的音視頻編解碼國家標準，基于D1的存儲量以及成本因素，感覺D1的大面積推廣還未到火候，反倒市場更看重像素為528×384的DCIF。深圳市昊天科技有限公司的謝永強工程師也持該觀點，他說：“DCIF格式無論在碼率還是對資源的要求方面顯得比較中庸，而且在各個方向上顯得比較均衡一些。因此，可以有效解決清晰度與傳輸速率、存儲容量以及成本之間的矛盾。”

因應各種分辨率格式和壓縮格式，編解碼技術和芯片實現(xiàn)方式呈現(xiàn)多種多樣的特點，但基本上可以歸結為兩大類，即DSP和ASIC。

DSP以TI公司的產(chǎn)品為代表，優(yōu)點是具有非常靈活的處理方式，圖形處理功能比較強大，但這類器件是從以前的專用信號處理架構上傳承下來的，故在某些方面具有一定的約束，比如占用系統(tǒng)資源偏多，對于一些控制要求較高和碼率較高的場合似乎尚缺競爭力。

網(wǎng)絡視頻服務器存儲發(fā)展方向

不過，TI公司針對這點做了進一步的優(yōu)化，從而贏得了不少訂單。中國最大的監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)商海康威視已經(jīng)在其視頻硬盤錄像機以及視頻服務器等產(chǎn)品中利用了300萬片TI的TVP5150AM1超低功耗視頻解碼器芯片，該芯片典型工作狀態(tài)下功耗僅為113mW，而斷電模式下的功耗還不到1mW。該產(chǎn)品只需一個晶振就能支持所有標準，模擬與數(shù)字電源電壓為1.8V，I/O電源電壓為3.3V，迎合市場需求。

而ASIC則主要是面向應用的專用SoC，可以利用目前最先進的多核技術，采用標準的總線架構，配上一定的存儲資源，以及擴展性能比較強的接口，基于上述這些優(yōu)點，使得ASICSoC芯片更能適用于視頻處理的高端應用。

這類ASIC器件在設計時的約束較少，還可特別對視頻編解碼、數(shù)字加密、分辨率動態(tài)調節(jié)乃至各種遠程控制接口方面進行專門優(yōu)化，從而解決了網(wǎng)絡監(jiān)控中圖像處理和復雜的控制和接口方面的約束瓶頸。

就上述這兩大類處理技術實現(xiàn)方式來說，它們有著各自的生存空間，都將圍繞合適的應用并行發(fā)展。

3、網(wǎng)絡視頻服務器將是數(shù)字存儲技術的發(fā)展方向

進入數(shù)字時代以來，數(shù)字存儲技術高速發(fā)展，數(shù)字硬盤錄像機（DVR）使數(shù)字存儲的優(yōu)點得到充分的體現(xiàn)，近幾年來得到了廣泛的應用。

DVR的核心功能就是解壓縮，其方式分為硬解壓、軟解壓以及硬件和軟件相結合三大類。其中軟解壓成本相對較低，但因軟件的實現(xiàn)是基于普通電腦和軟件，而且過于占用計算機的系統(tǒng)資源，從而影響圖像處理能力，而且可靠性相對也較差；而另一方面，應用卻對圖像質量要求越來越高，且隨著遠程傳輸?shù)男枨蟮脑黾?，壓縮比較高的MPEG4會越來越流行，因而利用專用芯片的嵌入式硬件解壓縮將成為DVR的主流。在這種架構中，將音視頻采集、解壓縮、解碼顯示功能全部集成進一個SoC芯片，再利用總線結構，將多路碼流直接分傳給顯卡，IDE總線進行圖像顯示和存儲，系統(tǒng)CPU只起到控制和分配作用，剩余的大量資源可以用于豐富的圖像處理。這種架構的典型代表就是TI的達芬奇和NXP的Nexperia。

不過，由于“平安城市”中的安全監(jiān)控網(wǎng)絡的規(guī)模很大，各子網(wǎng)絡間信息的互聯(lián)互通非常重要，這就必然要考慮數(shù)據(jù)的傳輸問題。基于這一點，這種目標為本地化監(jiān)控的完全硬件解壓方案就存在一定的局限了。因為這種方案強調的是解壓速度、圖像處理能力和大容量存儲。而在“平安城市”這類大型網(wǎng)絡中，監(jiān)控系統(tǒng)的前端站點很多，必須采用多機的層疊，還有內外網(wǎng)之間的訪問問題，都使得進行遠程監(jiān)控時的控制變得非常復雜，從而使得基于嵌入式的硬件解壓方式力不從心。

當然，集成度更高的超大容量和超多路數(shù)的DVR可以緩解這一問題，但實現(xiàn)起來是不現(xiàn)實的。所以，一個新的解決方案就是網(wǎng)絡視頻服務器方案。在這種方案中，存儲采用計算機領域的通用存儲技術。該方案瞄準網(wǎng)絡視頻應用，采用適于網(wǎng)絡傳輸?shù)牧髅襟w技術，將成為今后的“平安城市”監(jiān)控方案的一個發(fā)展方向。希圖科技的侯育林對此表示認同，他介紹說：“視頻服務器和網(wǎng)絡攝像機在實現(xiàn)遠程監(jiān)控時確有一定優(yōu)勢，但在規(guī)模應用之前，還有不少的問題需要解決，比如實時性差、延遲過大、畫面不流暢等。”

DVR的另一個發(fā)展趨勢是多接口技術。今后DVR所集成的接口將從傳統(tǒng)的485和232擴展到1394、USB和以太網(wǎng)等。此外，越來越高的搜索和回放速度比也是一個發(fā)展趨勢。當然，支持越來越大的硬盤存儲容量是DVR始終追求的一個目標。

結語

安防行業(yè)一直以來都是一個專業(yè)而封閉的市場，尤其是在數(shù)字化、網(wǎng)絡化盛行的時代，在主流IP攝像機的操作上，由于其安裝、調試以及后續(xù)的系統(tǒng)維護都需要專業(yè)的技術支持以及IT網(wǎng)絡知識，因而令網(wǎng)絡監(jiān)控在國內市場的推廣長期處于緩慢的狀態(tài)，前端技術的發(fā)展也受到了一定制約。相信在民用市場的大量需求下，安防產(chǎn)品會朝著消費類電子產(chǎn)品靠攏，前端技術會不斷向前革新！