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　　中國(guó)安防展覽網(wǎng)訊 隨著大華股份、海康威視的一季度報(bào)道面世，前端攝像頭的成功應(yīng)用是維持成長(zhǎng)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(jī)成為了前端智能的主要形態(tài)。
　　
　　智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)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(jī)與模擬攝像機(jī)由于硬件結(jié)構(gòu)等固有因素，因而在智能的實(shí)現(xiàn)模式上完全不同。我們知道，一臺(tái)智能攝像機(jī)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(jì)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(jī)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(gè)智能分析計(jì)算模塊即可組成智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，視頻圖像經(jīng)智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)進(jìn)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(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)只需直接灌入智能分析軟件就能實(shí)現(xiàn)某些智能化應(yīng)用了。
　　
　　而模擬攝像機(jī)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(guò)DVR或其它外部編碼設(shè)備來(lái)完成，在這樣的結(jié)構(gòu)上直接內(nèi)置智能芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)智能應(yīng)用的成本較高，所以模擬攝像機(jī)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(fù)責(zé)對(duì)攝像機(jī)提供的圖像信息進(jìn)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(tái)編碼設(shè)備的傳輸至管理中心。也就是說(shuō)，與上述的一體化網(wǎng)絡(luò)智能攝像機(jī)不同，模擬攝像機(jī)的智能化必須通過(guò)多立的設(shè)備分別操作才能完成。
　　
　　雖然目前通過(guò)外接智能盒實(shí)現(xiàn)智能應(yīng)用還較常見(jiàn)，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(hù)方面都較繁瑣且成本高，另一方面，多設(shè)備間的互通與運(yùn)行也會(huì)存在不穩(wěn)定等諸多問(wèn)題。而相比之下，基于DSP芯片的一體化智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)則不論在成本投入還是系統(tǒng)的安全可靠性，以及擴(kuò)展性能方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)。
　　
　　另外，還有更重要的一點(diǎn)，前端智能的實(shí)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(jī)如果要實(shí)現(xiàn)高清就必須對(duì)視頻源不做壓縮處理就進(jìn)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(jī)的高清化卻是采用基于壓縮的、網(wǎng)絡(luò)化的方式進(jìn)行傳輸，其傳輸線纜就是網(wǎng)線，與標(biāo)清時(shí)代的IP傳輸是完全相同的，不會(huì)增加部署成本，成本的有效控制對(duì)普及應(yīng)用來(lái)說(shuō)肯定是非常重要的因素。由此可見(jiàn)，在高清領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)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(jī)的市場(chǎng)規(guī)模已在迅速擴(kuò)大，款型與性能都幾乎已可與發(fā)展多年的模擬攝像機(jī)相媲美。相應(yīng)的，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)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(huì)慢慢淡出市場(chǎng)。
　　
　　智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)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(jī)的智能應(yīng)用相對(duì)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(jī)自身的芯片進(jìn)行計(jì)算不同，中心智能是利用后端計(jì)算機(jī)純軟件的方式進(jìn)行分析，即攝像機(jī)并不提供任何智能分析與運(yùn)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(yùn)算與分析全部由中心進(jìn)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(yùn)算軟件以構(gòu)成中心智能圖像識(shí)別、客戶端智能圖像識(shí)別及第三方數(shù)據(jù)分析這三個(gè)模塊之外，由于前端攝像機(jī)并不對(duì)圖像進(jìn)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(tái)或多臺(tái)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(duì)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?cè)谟^看監(jiān)控視頻時(shí)，通常只對(duì)某一個(gè)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(duì)模糊一些。基于上述要求，圖像感興趣區(qū)域壓縮編碼技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，即在圖像中對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行無(wú)損壓縮或近無(wú)損壓縮，而對(duì)背景區(qū)域進(jìn)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(guò)將單一碼流分為若干層實(shí)現(xiàn)的。如果視頻編碼器經(jīng)過(guò)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(gè)定義可以看出，可伸縮編碼只需對(duì)視頻節(jié)目源編碼一次，即可通過(guò)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(jí)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(qiáng)，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(dòng)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(jī)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(gè)基本層和多個(gè)增強(qiáng)層?；緦泳哂械鸵曨l質(zhì)量，增強(qiáng)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(jī)視頻的分辨率較小，這時(shí)就沒(méi)有必要傳輸較多的增強(qiáng)層（對(duì)應(yīng)于較高空間分辨率），而只需傳輸適合手機(jī)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(qiáng)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(guò)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(wèn)題不再是困擾；同時(shí)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(qiáng)型視頻，很好地緩解了顯示高清視頻時(shí)解碼顯示能力不足的問(wèn)題。
　　
　　“智能前端”動(dòng)態(tài)編碼自適應(yīng)技術(shù)：通過(guò)“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(chǔ)空間大的問(wèn)題并沒(méi)有得到本質(zhì)解決。智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了解決這一問(wèn)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(shí)的特定視頻，“智能前端”高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，和智能分析算法相結(jié)合，可實(shí)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(wú)關(guān)緊要”的視頻流采用標(biāo)清格式錄像，而一旦有異常狀態(tài)發(fā)生，自動(dòng)切換至高清錄像，既保證了監(jiān)控視頻的細(xì)節(jié)，又不會(huì)對(duì)存儲(chǔ)造成過(guò)大的壓力，同時(shí)，還提高了有效視頻的檢索效率。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，可以節(jié)省30%-50%的存儲(chǔ)空間。
　　
　　結(jié)語(yǔ)
　　
　　視頻編碼技術(shù)的進(jìn)步給高清監(jiān)控帶來(lái)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(chǔ)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(jiān)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(shì)，不斷開(kāi)拓創(chuàng)新，服務(wù)社會(huì)，服務(wù)用戶，力助安防行業(yè)高清化的全面發(fā)展