探讨高清高速球技术发展

【安防在线 www.anfang.cn】
　　在这个高清化时代的背景下，IP高清高速球通过其自身的技术优势及特点，不断的演变与发展，满足用户对高清高速球的各种需要。IP高清高速球的发展脚步没有停下来，目前，IP高清高速球已逐渐成为监控市场的主流产品，但从产品的技术发展上看，IP高清高速球还有很多技术问题有待解决，本文从高速球的机芯、算法以及监控分类探讨其技术发展状况。

　　核心部件――“高清一体化机芯”

　　一体化摄像机机芯经过多年的发展，其核心技术一体化镜头的设计以及自动聚焦算法已经相当的成熟。高清一体化镜头品质的标准大致分为：光学性能、关键部件的稳定性和一致性。光学性能主要参考各种光学倍数下镜头的解像力，当然还包括了鬼影、紫边、色散等问题严重性;关键部件主要包括光圈、马达和滤光片切换等部件。

　　在进入高清时代之后，以上这些技术问题都很快得到了解决。目前已经形成了以日系镜头、台湾镜头和国产镜头为代表的不同产品。日系镜头一般光学性能和稳定性表现都不错，但价格较高;台湾镜头性价比相对较高，但光学性能特别是高倍解像力表现不足;而国内厂家一体机镜头在稳定性和一致性上表现不太理想。

　　在自动聚焦算法方面，目前也已经形成主要的几种解决方案，例如，以TI的DM368、FPGA和ASIC为代表的高清图像自动聚焦解决方案。FPGA的解决方案属于硬件电路实现方式，稳定性较高，自动聚焦的效果和速度较快;DM368的解决方案属于软件系统结合硬件寄存器实现方式，其自动聚焦的效果相对较好，但是速度和稳定性方面有待考验;ASIC的解决方案属于硬件电路配合简单软件方式实现，稳定性较高，但机芯厂家的开发灵活度受到很大的限制，很难对自动聚焦的效果和速度进行改善。

　　核心算法――“高效码流控制”

　　视频编码技术经过了多年的发展，从MPEG-1(MP3，VCD)、MPEG-2(DVD，SVCD)到MPEG-4，视频的压缩效率和图像质量取得了长足的进步。特别是由MPEG-4Part10发展而来的H.264技术，以其较高图像压缩效率和良好的图像效果，成为目前监控市场的主流编码技术。近年来，H.264技术仍然在不断的发展，从最初的BaselineProfile仅提供I/P帧，仅支持逐行扫描和CAVLC(基于内容的自适应变长编码)，发展到目前主流的MainProfile不仅提供I/P/B帧，同时还支持逐行扫描和隔行扫描，以及多种编码方式CAVLC(基于内容的自适应变长编码)或CABAC(基于内容的自适应二进制算术编码)，CABAC相较于CAVLC至少能够提升10%-15%的压缩效率。

　　目前基于H.264MainProfile的产品，在保证图像质量的前提下，可以提供720P分辨率下3M码流的压缩视频，1080P分辨率下6M码流的压缩视频。H.264压缩编码技术还将进一步发展，在高清高速球上实现HighProfile的压缩编码能力也将成为可能，HighProfile将提供更高的压缩效率和更好的图像质量，同时也能提供高效无损视频编码，满足平台视频智能分析的需要。

　　高清高速球两大类――IP与HD-SDI

　　1、IP高清高速球的优劣势

　　IP高清高速球机的优势在于：一、IP高清高速球机能提供720P及以上的高清视频图像，较传统的监控系统清晰度提升一倍以上;二、IP高清高速球机基于联网监控，能有效组建大规模的监控系统;三、IP高清高速球机可通过可视化平台管理软件统一管理;四、研制IP高清高速球机的厂商众多，各厂商的技术碰撞有利于产品的发展。

　　IP高清高速球机的缺点在于：一、网络信号传输延迟，存在编解码延迟及网络交换设备转发延迟问题，尤其对于复杂的网络监控系统，视频预览和控制延迟较大;二、网络信号丢包，编码后的网络信号可能会因为网络系统问题丢失数据包，存在丢失视频数据风险;三、网络信号传输数据不安全，尤其在公网中传输视频数据容易被篡改，导致视频数据被窃取。

　　2、HD-SDI高清高速球优劣势

　　HD-SDI高清高速球机的优势在于：一、可基于同轴电缆传输，对于很多已经建设的模拟监控系统来说，能利用已有线路完成高清改造，最大限度为用户节约成本;二、产品操作上与传统CCTV系统相似，不同于IP系统需要管理维护人员具备一定的IT应用技能，这对于传统的CCTV安防从业人员来说没有重新学习的成本;三、HD-SDI传输非压缩的高清信号，图像还原效果比IP高清高速球机更真实，视频延时和控制延时比IP高清高速球机更小，这也是很多用户选择HD-SDI高清高速球的关键因素。

　　HD-SDI高清高速球机的不足在于：一、HD-SDI信号目前最远传输100米，如果要进行远距离传输成本较高;二、HD-SDI设备若要组建大型监控系统，较相同规模的IP监控系统成本高很多。

　　从目前IP/HD-SDI高清高速球的应用来说，IP高清高速球机市场占比较高。综合多方面数据分析，用户选择IP高清高速球机的主要因素有几点：一、IP高清高速球机比HD-SDI球机成本低;二、IP高清高速球机具备了视频采集和编码功能，可直接进行数据存储，HD-SDI球机仅完成视频采集，在录像之前需要编码器压缩，这又增加了编码设备的成本。所以对于常规监控项目来说，成本控制往往决定了最终选用IP高清高速球机。而HD-SDI球机也有一定的市场占有率，选择HD-SDI的用户一般是行业用户，主要考虑HD-SDI高清高速球机在图像还原度和实时性的优势。