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　　【中國安防展覽網(wǎng) 市場分析】 隨著安防行業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，技術(shù)也日新月異，不斷衍生的新技術(shù)或從其它行業(yè)引入的技術(shù)，都對安防從業(yè)者帶來挑戰(zhàn)，尤其是數(shù)字高清監(jiān)控。如今，監(jiān)控攝像機(jī)已經(jīng)越來越智能化、數(shù)字化、信息化，然而，圖像模糊，對于監(jiān)控攝像機(jī)，尤其高清監(jiān)控攝像機(jī)是一個硬傷。
　　
　　清晰、通透的畫質(zhì)能讓人賞心悅目，逼真的色澤還能提升監(jiān)控人員的心緒，但現(xiàn)實是，圖像模糊不清的情況卻常有發(fā)生，而為惱人的事是面對模糊圖像，監(jiān)控人員卻丈二和尚摸不著頭腦，不知如何擺弄。造成圖像模糊的原因多種多樣，有設(shè)備自身原因，也有環(huán)境因素，只要一個環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，圖像模糊就在所難免。
　　
　　只有了解了它真實的原因，問題才能迎刃而解。本文將對一系列問題進(jìn)行簡單的闡述。
　　
　　光源環(huán)境
　　
　　環(huán)境的光照狀況決定了攝像機(jī)成像的好壞。為解決光照問題，通?？梢酝ㄟ^環(huán)境補(bǔ)光來提升監(jiān)控場景的照度，從而提升圖像畫質(zhì)。補(bǔ)光辦法常會有如下二類：
　　
　　外部加裝輔助可見光源：使用可見光照明技術(shù)難度低，安裝及應(yīng)用快捷，這是模擬監(jiān)控常用的辦法，在其它技術(shù)尚未成熟的情況下，采用加裝輔助可見光照明是為直接也是行之有效的方法；在數(shù)字高清監(jiān)控的今天，在較多的監(jiān)控場所，仍沿用此直接為有效的辦法，如煤礦井下等；
　　
　　增設(shè)非可見光源：現(xiàn)在常用到的非可見輔助光源有兩種，一是紅外光，隨著紅外發(fā)光技術(shù)的成熟，尤其是紅外LED燈技術(shù)的成熟，使得應(yīng)用于攝像監(jiān)控更加方便，使用壽命更長，從而可讓攝像機(jī)不受環(huán)境照度影響，實現(xiàn)24小時不間斷監(jiān)控；二是激光，與紅外光一樣，都是直接安裝于攝像機(jī)上的主動式光源，但激光的聚焦性更好，成像距離也比較遠(yuǎn)。
　　
　　環(huán)境光照情況是萬變的，不同地點、不同時間都會不一樣，要實現(xiàn)高清成像就必須營造一個有利于成像的環(huán)境，光照不足時須為其提供輔助光源；同時還要處理好攝像機(jī)與環(huán)境的關(guān)系，如選擇恰當(dāng)安裝位置以避免逆光等。
　　
　　鏡頭本身
　　
　　無論是可見光還是不可見光，補(bǔ)光僅是成像環(huán)節(jié)中的一部分，若要實現(xiàn)高質(zhì)量圖像呈現(xiàn)，還需從攝像機(jī)自身來提升。攝像機(jī)清晰成像實際上是各個元器件協(xié)調(diào)合作的結(jié)果，任一部分的不足或缺失都會對成像質(zhì)量造成極大的影響。
　　
　　鏡頭清晰度如果與攝像機(jī)不匹配，畫質(zhì)就達(dá)不到預(yù)期的效果。傍晚、夜間。當(dāng)鏡頭難以獲得足夠的光線，會造成圖像畫面模糊，噪點增多，對運(yùn)動物體的抓拍有拖尾等。因此，夜間監(jiān)控攝像機(jī)采用大口徑鏡頭是較好的選擇，以便在低光照環(huán)境下，大口徑鏡頭能獲取較多的光線，有助于提升圖像清晰度。
　　
　　一體機(jī)采用自動聚焦鏡頭，如果制作工藝不夠精良，自動聚焦也容易出現(xiàn)偏差，造成失焦模糊。球面鏡頭的圖像清晰度大大下降，這是低端項目中普遍存在的現(xiàn)狀。遇大霧粉塵等特殊鏡頭采用近紅外濾色片、鍍膜技術(shù)及電子圖像增強(qiáng)技術(shù)，將會大幅提升監(jiān)控距離及圖像清晰度。
　　
　　高感光元件
　　
　　如果將鏡頭比作人的眼睛，那么感光元件就是人眼的視網(wǎng)膜，所有光線在其上被映射轉(zhuǎn)換成電子圖像，再經(jīng)攝像機(jī)后端處理形成直觀的圖像視頻流。
　　
　　傳感器像素數(shù)的多少，關(guān)乎到圖像畫質(zhì)的清晰度。圖像模糊很大一部分是由于視頻源清晰度不夠造成的，比如CIF、QCIF等，像素低，再經(jīng)AD/DA處理后，會損失部分信息，圖像清晰度自然會更低。在高清需求下，感光元件正向著高清化發(fā)展，現(xiàn)在，130萬、200萬像素傳感器已經(jīng)成為主流，300萬、400萬、500萬、800萬甚至更高的像素產(chǎn)品也不鮮見，它們能提供更高清的畫質(zhì)，為高清呈現(xiàn)提供了良好視頻源。
　　
　　傳感器的安裝工藝對清晰成像也有著緊密聯(lián)系，在應(yīng)用中，常發(fā)現(xiàn)這樣一些問題，由于傳感器安裝不平衡，所呈現(xiàn)的畫面一側(cè)的清晰度很高，而另一側(cè)卻顯現(xiàn)模糊不清，這種情況，要解決圖像模糊問題，就只有更換攝像機(jī)或讓廠家調(diào)整傳感器的安裝位置了。
　　
　　芯片處理能力
　　
　　芯片是攝像機(jī)的核心部件，攝像機(jī)傳感器在將光圖像轉(zhuǎn)換成電子圖像后都須在DSP處理后才從后端發(fā)射出去，其承載了圖像處理與分析、編解碼壓縮等大量工作，如果是智能設(shè)備，還會嵌入大量的智能分析算法，進(jìn)入高清監(jiān)控時代，其作用更為凸顯?，F(xiàn)在芯片不但要處理高清視頻流，還要對高清數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，無形中又增加了運(yùn)算量，在龐大的數(shù)據(jù)處理面前，芯片的性能常會顯得捉襟見肘。
　　
　　數(shù)字化的發(fā)展主要就是攝像機(jī)芯片性能的提升，從而實現(xiàn)各種視頻處理應(yīng)用，比如可處理高清、高幀率傳輸?shù)囊曨l流，或處理更加復(fù)雜的圖像。努力提升芯片的處理能力，使其在模糊圖像的檢測及處理上發(fā)揮出更大的作用。
　　
　　圖像傳輸
　　
　　選擇何種介質(zhì)和設(shè)備傳送圖像和其它控制信號將直接關(guān)系到監(jiān)控系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性。一般來說，距離在二、三百米以內(nèi)，并且無環(huán)境干擾、布線空間大的場所，可以考慮使用常規(guī)的視頻同軸電纜;當(dāng)傳輸距離在5～6百米以上及1～2公里以內(nèi)，或環(huán)境干擾大、布線要求緊湊的場所，可考慮使用網(wǎng)絡(luò)用超五類雙絞線;如距離更遠(yuǎn)時，光纖就是必然的選擇了，而光端機(jī)為監(jiān)控系統(tǒng)提供了靈活的傳輸和組網(wǎng)方式，信號質(zhì)量好、穩(wěn)定性高。而尤以非壓縮數(shù)字圖像光端機(jī)效果好，非壓縮數(shù)字圖像光端機(jī)能提供很好的圖像傳輸效果(信噪比大于60dB，微分相位失真小于2°，微分增益失真小于2%)，達(dá)到了廣播級的傳輸質(zhì)量，并且圖像傳輸是全實時的。
　　
　　傳輸帶寬較窄，而傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流又比較大時，造成數(shù)據(jù)無法順暢傳輸，顯示器畫面中的圖像即表現(xiàn)出馬賽克、畫面停止、畫面跳躍等，如果是由此原因造成圖像模糊，那只能或提升傳輸帶寬或降低監(jiān)控圖像分辨率和幀率。
　　
　　顯示端匹配問題
　　
　　受分辨率的限制，顯示的圖像效果也會不一樣。如果攝像機(jī)輸出的圖像分辨率大于顯示器的分辨率或顯示設(shè)備銳度不夠、動態(tài)范圍較差等，都有可能出現(xiàn)圖像被截屏(如960H分辨率的圖像，如果沒有相應(yīng)分辨率的顯示器，所用顯示器的畫面為被切除后的圖像)、畫面不清晰(標(biāo)清顯示器是無法將高清圖像的細(xì)節(jié)呈現(xiàn)的)、圖像變形等現(xiàn)象，其中畫面不清晰和變形為常見，此種情況下，佳的解決方案就是更換相應(yīng)分辨率的顯示設(shè)備。
　　
　　從攝像機(jī)成像到實現(xiàn)高清顯示是一個綜合作用的過程，各步驟間需協(xié)同合作才能實現(xiàn)圖像的優(yōu)化，每一個部件都是關(guān)鍵，缺一不可。因此，一個好的攝像機(jī)，首先要確保自身硬件是優(yōu)良的，這樣才能從信號源頭上降低圖像的模糊程度。盡管目前從攝像機(jī)到傳輸，再到顯示設(shè)備，仍不能滿足人們對高畫質(zhì)呈現(xiàn)的要求，但正如杭州?？低晹?shù)字技術(shù)股份有限公司產(chǎn)品經(jīng)理俞海所說的：“我們對于圖像清晰度的追求是無極限的，因此不能說已"解決"了圖像模糊的問題，而只能說是"改善"，只有更好，沒有好。”因此，硬件的改進(jìn)仍須孜孜不倦地進(jìn)行。
　　
　　軟件處理
　　
　　硬件是“死”的，軟件是“活”的，硬件渠道行不通，可以通過軟件來實現(xiàn)模糊圖像的優(yōu)化應(yīng)用，這已經(jīng)成為模糊圖像處理的重要手段。通過軟件來處理模糊圖像，算法種類很多，實現(xiàn)的方式也很多，一些硬件的問題或可以在軟件中得到修正。通過軟件修復(fù)，可將模糊的圖像還原正常，將場景形態(tài)準(zhǔn)確還原。軟件處理的應(yīng)用已經(jīng)成為優(yōu)化監(jiān)控圖像的重要手段，并且日益發(fā)揮出重要的作用，隨著智能分析應(yīng)用的普及，算法對圖像信息的度要求越來越高，圖像優(yōu)化技術(shù)也將由此得到進(jìn)一步推動。
　　
　　編解碼算法
　　
　　對于編碼問題，當(dāng)前的研究方向還是如何利用H.264或更加先進(jìn)的H.265編碼算法，從而在保證畫質(zhì)的情況下，更大地降低碼流。當(dāng)前在廣電IPTV領(lǐng)域，已經(jīng)有些私有壓縮算法可以達(dá)到300Kbps支持全動感D1畫面，2Mbps支持1080P全動感畫面。如果能夠?qū)⑵浣梃b到監(jiān)控領(lǐng)域，那么壓縮算法應(yīng)該在保證畫面質(zhì)量的情況下，還可以降低一倍，從而達(dá)到1Mbps高清畫質(zhì)水平。
　　
　　在當(dāng)前的數(shù)字圖像技術(shù)的背景下，編碼技術(shù)是影響圖像質(zhì)量的瓶頸之一，如果出現(xiàn)一種壓縮比高、圖像損失小的編碼算法，當(dāng)然會一定程度上解決因為壓縮導(dǎo)致的圖像模糊問題，不過要實現(xiàn)這種算法，通常需要更高的運(yùn)算代價，所以還需要硬件技術(shù)的更新來滿足這樣的算法。
　　
　　在安防應(yīng)用中，如何找到更加優(yōu)化的壓縮算法是當(dāng)前的緊迫要務(wù)，編解碼壓縮算法的演進(jìn)過于緩慢，與高速發(fā)展的安防行業(yè)相比，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，各廠家為都在原有編解碼壓縮算法的基礎(chǔ)上附加一些優(yōu)化算法來滿足市場競爭力的需求。
　　
　　智能分析尚不足
　　
　　如果監(jiān)控系統(tǒng)龐大，監(jiān)控點多，模糊圖像的檢測及處理光靠人力是無法完成的，早在數(shù)年前，國內(nèi)就有部分廠家投入到大型監(jiān)控應(yīng)用中的圖像檢測及處理應(yīng)用，通過系統(tǒng)的自動檢測，減少人力的投入，并且使檢測精度大為提高。
　　
　　目前，視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)，能夠?qū)σ曨l圖像出現(xiàn)的模糊、噪聲、亮度異常和視頻丟失等低質(zhì)視頻以及常見攝像機(jī)故障問題進(jìn)行診斷，能有效預(yù)防因硬件或環(huán)境等問題導(dǎo)致的圖像質(zhì)量低下所帶來的損失，并自動生成檢測報告，提供及時且的維護(hù)信息，時間從根源上解決圖像模糊的問題。
　　
　　高清監(jiān)控是基于硬件實現(xiàn)的，歸根結(jié)底，要處理好圖像的清晰度，終還是要提升攝像機(jī)的硬件處理能力。隨著監(jiān)控的發(fā)展，光靠分析與處理模糊圖像是不足以應(yīng)對日益頻繁的畫質(zhì)問題的，解決此問題的關(guān)鍵有賴于智能分析技術(shù)的發(fā)展，只有通過智能分析技術(shù)自行檢測及處理才是解決圖像模糊的終途徑，但目前智能分析技術(shù)僅能做到模糊圖像檢測和簡單的優(yōu)化處理。智能化是監(jiān)控發(fā)展的必然，因此，模糊圖像的智能化處理還有待行業(yè)的共同推動與發(fā)展。