视频监控技术大变革面临的几大问题

2012-05-15 08:28:37 责任编辑: luocaocps 收藏本文

网络视频，利用网络平台的数字视频系统。其特点是开放、系统可自主生成、便于系统的扩展和升级。目前、基于网络传输的视频监控系统已有了大量的应用，但与模拟视频监控系统相比，在图像质量上还没有表现出优势。通常认为图像质量的主要指标是图像格式(分辨率)和延时，其实抖动是一个更严重的问题。网络视频系统产生图像延时有多种原因，如编/解码、数据分包等，也包括摄像机本身的图像处理(宽动态、图像积累等)，但这些因素不会引起图像的抖动。所谓抖动是指图像帧率的波动，主要由网络环境决定，如网络带宽的变化和各种干扰。网络视频监控系统一般没有前向纠错功能，图像传输受网络环境的影响，会产生较大的图像抖动，如出现错码和丢包时，需要进行数据重发。这种图像帧率的不稳定对图像内容分析的影响很大，是今后网络视频系统要注意解决的问题。

　　目前有所谓三大标准(HDcctv、ONVIF、PSIA)之争，实际上就是上面的两种选择，有人认为网络视频是最终的解决方案，HDcctv是其完善前的过渡。其实两者各有长处，具有互补性，在相当长的时间内，两者会共同存在，并各有自己的市场。

　　高清、标清

　　高清晰度摄像机是借用广播电视的概念，应用电视一直用分辨率来评价图像表达细节的能力。高分辨率是应用电视摄像机一直追求的目标，在保持扫描格式不变的条件下，水平分辨率不断地提高，如所谓模拟高清摄像机,其分辨率可达600-700TVL。有些摄像机的摄像器件像素数可达130万、500万，甚至更高，它们的输出信号是标清的视频信号，在电子变焦(拍摄或显示局部图像)时，可得到很高的分辨率,但它们仍是标准电视制式设备，与之保持完全的互换性。还有些大像素的摄像机，因不能保证足够的帧率，已属数码相机的范畴。

　　高清电视摄像机则不同，它要求图像分辨率在水平、垂直两方向上比平均标准电视增加一倍，并且亮、色分离(标清是通过频谱交错技术复合在一起)，所以(电视)扫描制式、基带信号格式与标清电视不同，两者不再兼容，不可互换。目前高清摄像机的图像输出主要是数字流。

　　推广高清监控系统，首先要明确高清图像在哪些方面能表现出它的优势。显然，在观察局部图像和希望获得图像细节信息时，高清图像的价值才能体现出来。如将局部图像全屏显示时，图像仍具有很高分辨率，并不出现马赛克现象;电子警察或道路卡口系统在进行号牌识别时，足够的像素数才能得到较高识别率。再如进行图像个体识别时、高分辨率(像素)图像是重要的条件。但在通常的实时监控环境下(观看距离与显示动态图像)，高清图像与标清图像的观察效果差别不大;在进行图像行为分析时，对图像的帧率稳定性(时间分辨能力)要求很高，而对图像(空间)分辨率要求并不高。所以建设视频监控系统时，要具体问题具体分析、因地而宜，选择合适的场合和部位采用高清摄像机，不要简单地从概念出发，一刀切。

　　目前高清视频监控系统还没有形成统一的标准(制式)，如何实现系统中摄像、传输、录像、显示、图像变换和处理设备完整的配套和统一的接口。这也是高清视频监控技术要尽快解决的问题。只有建立统一的标准，形成完整的配套，才能做到，各厂家设备的互换性和通用性，为用户提供更多的选择。最重要的是要解决高清图像与标准图像系统的集成问题。它们不能简单地成为两个独立的系统，以保证高清系统的高质量图像和高分辨率。视频监控系统必须对系统中各种信号源的图像进行综合显示、记录和编辑等处理，对高清图像进行下变换，或对标准图像进行上变换。目前很少见到将标清信号上变换的系统，大多系统在图像显示时，都是将高清图像信号解码成标清格式(下变换)，显然这样的系统将高清摄像机的图像质量打了折扣。

　　谈到实现高清视频监控系统的技术途径，又回到上节的问题，既存在HDcctv和网络视频两种方案。从媒体的宣传看，网络视频的呼声似乎很高，最近有关HDcctv的声音才逐渐多起来，其实在技术成熟性和图像质量方面，后者是有优势的，只是受传输带宽的限制，应用范围上有一定限度。而网络视频目前主要应用于视频监控系统的组网，重点还放在解决网络间的互联，系统间的互操作和数据间的互通(解码)等方面，对实现高清图像的传输并没提出更好的方案。

　　强调制订统一的标准就引出一个问题，既高清监控系统是否与广播电视保持基本相同的制式。我们知道应用电视一直采用与广播电视基本相同的制式，保持基本设备的通用和互换性，在传输、记录、显示、编辑方面基本采用广播电视的设备，而把专用摄像机做为自己研发的重点。视频监控技术在数字化过程中，产生了许多独具特色的设备，如数字存贮设备和上面提到的摄像机，好像要与广播电视分道扬镳，于是产生了高清监控系统是否继续坚持原有的选择的疑问。其实毋庸置疑，在高清时代，应用电视仍将与广播电视保持基本相同的制式。做为电视技术的两个轮子，它们具有共同的技术基础，广播电视在巨大市场需求的拉动下,是电视技术进步的箭头，也带动着应用电视的技术进步。保持这种方式符合技术规律和市场规律，也最具经济性。

　　图像识别、内容分析

　　人们把解决现行视频监控系统的不足寄望予智能化，甚至期望它能解决目前存在的所有问题，然而现实与期望相差还很远。

　　图像的自动解释是视频监控系统智能化的基本标志，但其真正的含义、基本功能及实现的途径是经过很长时间的探索才逐渐清楚的。通过图像来识别个体是安全系统最迫切的要求，近年来，图像识别有了大量的成果，各领域，特别是安全领域都有了初步的应用，主要有两种方式：

　　· 验证：通过对监控目标的识别，确认目标的身份及正在发生行为的合法性。这是安防系统的基本功能和典型应用;

　　·识别：将输入特征与数据库中大量的参考值进行比对，确定目标的身份，以发现各种事件的相关线索。是侦察系统的典型应用,这样的系统要建立海量的样本数据库。