百万高清监控的前程似锦

　　目前，百万高清全系列产品和解决方案已经逐渐得到了市场的认可，低照度问题的解决极大增强了各方对百万高清监控的信心。百万高清将给安防行业带来革命性变革，引导未来安防市场走向。

　　2011年是安防行业又一个百万高清年，在2010年安博会上，近百家展台亮出百万高清摄像机，各地平安城市项目也在向高清化发展，加上技术的较高性成熟，未来几年内百万高清设备必将得到大规模的普及与应用。高清化发展趋势已得到绝大多数安防界企业的认同，大家一窝蜂试图挤入百万高清领域，传统模拟摄像机生产厂家、传统“网络摄像机+视频服务器”厂商、DVR背景研发厂家，还有非安防企业与厂家。大家使出浑身解数力争百万高清监控主角，期望分得一份蛋糕；高端安防市场出现百家争雄，谁是真正英雄的局面。

　　百万高清视频标准

　　首先我们了解百万高清视频标准：高清是指新一代的视频标准，它不是某一个具体的视频设备，而是一个系统。目前百万高清有3种格式，1080i、720p和1080p。1080i和1080p每帧视频图像有1080条扫描线，720p每帧视频图像有720条扫描线。但1080i采用的是隔行扫描模式，每一帧都是通过两次扫描来完成的，每次实际扫描线数只有一半即1080／2＝540线，分为奇数线和偶数线。1080p和720p采用的是逐行扫描方式，每帧图像的实际扫描线就是1080线和720线。逐行扫描方式可以解决在隔行扫描中带来的闪烁现象。

　　 一个高清系统包括高清摄像机和高清解码器、高清NVR、高清集中管理平台等全系列产品配套软硬件设备等。进入数字高清时代，百万像素高清摄像机与传统模拟摄像机相比，最大的差别在于画质上的飞跃；在分辨率、AD模数转换、扫描方式、色彩还原度表现、综合布线、抗干扰性等方面都有了更为优秀的表现。数字高清摄像机输出的是压缩视频文件，这暂时还没有统一的行业标准，这就使得行业门槛大增，不再是像生产模拟摄像机和DVR那样简单，而需要综合的研发实力与更庞大的资金与规模。

　　百万高清摄像机芯片技术的发展趋势

　　我们从市场角度来讨论百万高清摄像机芯片技术的发展趋势，围绕影响百万像素网络摄像机产业化的应用问题探讨。

　　目前市面上百万像素高清摄像机方案的典型代表是Sony的CCD芯片方案和PIXIM公司的DPS芯片方案（CMOS）。DPS技术具有宽动态、漏光控制的优点；又有低照度差、运动图像拖影、DPS白平衡算法的缺点。CCD特点是灵敏度高，但响应速度较低，不适用于高分辨率逐行扫描方式。因此模拟摄像机和标清网络摄像机CCD应用最为广泛，高清摄像机普遍采用CMOS解决方案，只有100到200万部分高清摄像机用CCD。近期全球最大的几家芯片半导体厂家不断推出高性价比的安防领域专用CMOS芯片，Sony也在研发新性能的CCD芯片。

　　百万高清摄像机应用问题

　　百万高清摄像机应用问题集中在以下几个方面：

　　一、百万高清摄像机图像处理技术上难度大。

　　以前模式是，模拟摄像机的宽动态、色彩调校、电子快慢门、自动聚焦变焦白平衡、低照性能调节等主要由日本芯片公司完成。日本芯片公司提供全套方案并获取大部分利润，国内摄像机厂家只管加工获得人工和加工费。而数字高清摄像机的研发，国内厂家必须自己动手完成做DSP内部光学与图像学方面的软件，这是个巨大的门槛，图像处理技术强、综合研发能力好设备效果就很好，不然就达不到要求，是国内有近百家涉足公司绝大多数公司在3A技术上栽倒的原因。一旦越过门槛，企业就在高端安防市场有一定发言权，高清设备生产成本大幅度降低。目前只有景阳等四五家真正能自主开发并实现量产的企业。

　　二、高清百万摄像机传感器数字接口对接难度非常大

　　以往传统的CCD摄像机一般都用统一bt.656转cvbs的接口，视频压缩芯片只要对应接bt656的芯片就能满足传感器接入的问题。但现在上游百万像素级传感器还没有统一数字接口，CCD和CMOS芯片厂家竞相推出各种产品，各厂家都有自己的接口标准，即使表面上物理接口是一样，内部数据都不同，所以每个新芯片需要与传感器原厂对接。编解码芯片商和厂家必须要做这方面的功课，需要与传感器厂商不断进行协调合作才会有比较好的效果。而且一旦传感器厂商推出新的感光器，这就需要生产厂家重新编写自动白平衡、自动曝光与自动聚焦软件，升级起来非常麻烦，这需要企业投入大量的研发力量。对一些缺乏研发能力的厂家来说无疑是天堑。

　　怎样才能支持百万像素网络摄像机的多样化和产业化呢？建议方案芯片商，像TI和海

　　思、升迈等芯片厂家直接和sony和美国APTINA公司原厂等联系，把完成这种原来需要cpld转接的接口直接定义到了芯片里面，这样就直接帮助一些客户解决了原来不可获取的问题，同时为每台百万像素网络摄像机节省成本，从经济和技术上降低了门槛，从而促进了百万像素网络摄像机的应用。

　　三、高清百万摄像机低照度方面有待大幅度提高

　　众所周知，由于同一感光器，像素越高，感光面积越小，低照度性能越差。目前全球所有的数字高清摄像机在低照度方面暂时还不如传统CCTV模拟摄像机，笔者曾经参与华中、西南、华南、北京上海等地的高清设备测试，以往实际应用中CMOS低照效果比CCD更差。从而影响了数字高清取代模拟的速度与百万高清的应用普及。

　　去年，APTINA公司推出新款专门用于安防领域的130万像素超低照度感光器芯片，景阳采用该芯片的低照度高清摄像机与某采用日产1/3’寸CCD芯片130万像素数字高清摄像机进行低照度效果对比，在同等条件下，CMOS不仅不亚于CCD，反而在视觉上大大超越了CCD百万摄像机，兼顾了百万高清设备清晰度与低照度。

　　四、编码压缩和网络处理压力大

　　目前在国内压缩芯片方案上有TI、海思和升迈几家应用较多。因为高清百万摄像机数据量很大，导致对压缩芯片和CPU处理能力要求很高，过去一些芯片不能满足性能需求，要么图像不能达到理想效果，要么牺牲图像帧率。现在TI基于DSP达芬奇系列和海思的hi3515/hi3520、升迈的GM8180和GM8126等方案均为针对百万像素摄像机应用的方案。可以实现720p@2~4mbps的压缩率，用户可以不增加网络和存储成本的情况下升级到720p的体验。

　　随着百万像素网络摄像机的发展，对核心元器件的芯片编码要求越来越苛刻，在更高压缩比的前提下实现更贴近现实的场景。随着3g网络的兴起，对各种网络的适配也是其重要的发展方向。编码压缩方案需要支持多码流的编码方式，尤其是低码流的满足，能够支持在30~128kbps之间的手机低带宽下实现qcif、cif的全实时编码，以方便对全系统的搭配。

　　结束语

　　在过去，百万高清受到价格，处理器性能，硬盘容量，网络带宽、配套后端设备、感光器等影响，较长时间停留在概念期与试用期，而今天阻止百万高清发展的障碍一个接一个被克服。百万高清产品越来越贴近广大用户，不仅在高端项目，甚至连民用项目都逐步考虑百万高清摄像机及配套录像设备。目前百万高清全系列产品和解决方案已经得到了市场的认可，低照度问题的解决极大增强了各方对百万高清监控的信心，因此，百万高清将给安防行业带来革命性变革，将引导未来安防市场走向。因此，百万高清将给安防行业带来革命性变革，将引导未来安防市场走向。

　　作者单位：深圳市景阳科技股份有限公司