自從網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)出現(xiàn)以來，就朝著高清化、智能化的方向發(fā)展。多年以來，視頻監(jiān)控行業(yè)的科研人員一直在為提高視頻監(jiān)控圖像分辨率而不懈努力。那么，從”看得見”到“看得清”，安防技術(shù)或產(chǎn)品經(jīng)歷了哪些變遷?

1網(wǎng)絡(luò)高清橫空出世，3A技術(shù)體現(xiàn)實(shí)力

2008年，首臺高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)問世，在行業(yè)內(nèi)掀起“高清風(fēng)暴”。隨后，3A技術(shù)難關(guān)被攻破，2010年-2012年高清攝像機(jī)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。2010年，也被稱之為“高清元年”。

3A技術(shù)即AE(自動曝光)、AWB(自動白平衡)、AF(自動聚焦)

自動曝光算法(AE)將根據(jù)可用的光源條件自動設(shè)置曝光值。當(dāng)主體拍攝物和背景的亮度相差很大時(shí)，一般會造成主體拍攝物的過曝光或曝光不足，為了克服這個(gè)問題，一些特定的AE算法著重考慮了主體拍攝物的亮度情況，在進(jìn)行亮度調(diào)整時(shí)給予這部分更多的比重。

自動對焦算法(AF)是通過既得圖像對比度移動鏡頭使圖像對比度達(dá)到最大?？偟膩碚f，自動對焦技術(shù)就是通過調(diào)整聚焦鏡頭的位置獲得最高的圖像頻率成分，得到更高的圖像對比度。其中，獲得最佳的對焦點(diǎn)是一個(gè)不斷積累的過程，它通過比較每一幀圖像的對比度從而獲得鏡頭移動范圍內(nèi)最大的對比度點(diǎn)，進(jìn)而確定對焦距離。

自動白平衡算法(AWB)根據(jù)光源條件調(diào)整圖片顏色的保真程度。物體在不同光線照射下會出現(xiàn)不同程度的色差，一般將一幅圖像的整體色差信號用作色溫?cái)?shù)據(jù)，當(dāng)這幅圖像的大部分區(qū)域被一個(gè)統(tǒng)一的顏色覆蓋時(shí)，這種色彩補(bǔ)償就可能損失一部分完整的色彩。為了彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，一些特定的AWB算法被提出來以適應(yīng)不同的色溫情況。例如，由于色溫較低，圖像傳感器捕捉黃昏為黃色色調(diào)，而在日光充足的環(huán)境下，會呈現(xiàn)較高的藍(lán)色色調(diào)。使用這些算法，模擬攝像機(jī)不僅在低光照環(huán)境下拍攝更好的圖像，還能夠提供更好的色彩還原和偏色補(bǔ)償功能。

監(jiān)控圖像處理效果對比

總之，3A數(shù)字成像技術(shù)利用了AF自動對焦算法、AE自動曝光算法及AWB自動白平衡算法來實(shí)現(xiàn)圖像對比度最大、改善主體拍攝物過曝光或曝光不足情況、使畫面在不同光線照射下的色差得到補(bǔ)償，從而呈現(xiàn)較高畫質(zhì)的圖像信息。

2從CCD到CMOS

在視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)領(lǐng)域里，圖像傳感器是決定圖像分辨率的關(guān)鍵因素之一。作為監(jiān)控?cái)z像機(jī)的核心部件，圖像傳感器不僅決定著圖像的質(zhì)量，同時(shí)也是攝像機(jī)成本高低的重要因素。

在標(biāo)清監(jiān)控時(shí)代，無論是模擬攝像機(jī)還是標(biāo)清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，使用最廣泛的是CCD。而在高清監(jiān)控時(shí)代，情況將會有所改變。盡管CMOS傳感器圖像品質(zhì)總體上還不如CCD，但它在成本上的優(yōu)勢對CCD還是造成了非常大的威脅。

一方面，CMOS的靈敏度正在得到快速改善，目前市場上致力于CMOS研究的廠商已經(jīng)研發(fā)出靈敏度性能與CCD接近的720P與1080P專用CMOS器件。另一方面，盡管相同尺寸的CCD傳感器分辨率優(yōu)于CMOS傳感器，但如果不考慮尺寸限制，CMOS在量率上的優(yōu)勢可以有效克服大尺寸感光原件制造的困難，這樣CMOS在更高分辨率下將更有優(yōu)勢。另外，CMOS響應(yīng)速度比CCD快，因此更適合高清監(jiān)控的大數(shù)據(jù)量特點(diǎn)。

高清視頻監(jiān)控轉(zhuǎn)向CMOS圖像傳感器的另一個(gè)原因是CMOS具有更低功耗的固有特性。功耗更低的CMOS圖像傳感器還綜合了多項(xiàng)省電功能。

同時(shí)，高端CMOS價(jià)格的不斷下降，未來高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)將更多選擇CMOS。

3HD-SDI、同軸高清大熱

作為承上啟下，徘徊于模擬監(jiān)控與數(shù)字監(jiān)控之間，HD-SDI和同軸高清致力于高清監(jiān)控，但他們卻有著不同的命運(yùn)。

HD-SDI從“監(jiān)控寵兒”到悄然退市

隨著行業(yè)對高質(zhì)量像素的需求日益強(qiáng)烈，如何以最低的成本實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的高清化成為安防監(jiān)控領(lǐng)域的重要課題。HD-SDI應(yīng)運(yùn)而生。

HD-SDI解決方案在原有的模擬標(biāo)清系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行更換，節(jié)約成本。從標(biāo)清轉(zhuǎn)高清的角度來說，原本采用模擬標(biāo)清CCTV系統(tǒng)的可以直接更換HD-SDI接口的前端和后端產(chǎn)品，即可完成升級到高清監(jiān)控，而不需要全部更換原有的傳輸網(wǎng)絡(luò)。

但面對著當(dāng)前安防監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化趨勢，HD-SDI傳輸?shù)氖欠荌P數(shù)字信號，要實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控還需要對其進(jìn)行數(shù)字信號IP化，這樣就會增加成本。配套設(shè)備需求，為了普及就必須完善其配套產(chǎn)品。最后，對傳輸線纜的質(zhì)量要求較高，如果同軸電纜沒有達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，傳輸圖質(zhì)就會存在問題。

在經(jīng)歷了將近兩三年時(shí)間發(fā)展，在IP高清監(jiān)控，以及HD-SDI成本居高等因素的制約下，HD-SDI悄然退市。但不可否認(rèn)的是，HD-SDI的出現(xiàn)的最初原因即是為了解決監(jiān)控高清化的需求。

同軸高清三分天下

同軸高清市面目前的三大主流：HD-CVI、HD-TVI、AHD都已經(jīng)已經(jīng)在720P、1080P分辨率上提供了完整方案。雖然畫質(zhì)的表現(xiàn)來講，目前市場上的產(chǎn)品畫質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)高清相比存在一定的差距，但是隨著方案的日趨完善，這種差距將會越來越小。

近幾年來，同軸高清能夠崛起并快速被市場所接受，得益于其低廉的價(jià)格、建議的安裝特性、較完善的數(shù)據(jù)保護(hù)性、同時(shí)又很好地?zé)o縫對接舊有的模擬產(chǎn)品。就目前的市場而已，同軸高清的未來將以替代原來的標(biāo)清產(chǎn)品為主。雖然模擬產(chǎn)品需求量在逐年下滑，但因?yàn)槭袌鲶w量大，同軸高清的出現(xiàn)恰如“及時(shí)雨”。

44K、H.265，安防行業(yè)步入高清時(shí)代

2014年開始，4K的出現(xiàn)標(biāo)志著安防行業(yè)邁入了超高清時(shí)代。4K帶來最直觀的核心價(jià)值就是圖像更加清晰，細(xì)節(jié)更加豐富，從而可以創(chuàng)造出更多的客戶需求。

其次，分辨率的提升使得視頻監(jiān)控區(qū)域變得更廣，也使監(jiān)控人員能夠提高對環(huán)境的觀察能力，確保監(jiān)控領(lǐng)域畫面無所遺漏。有了這些優(yōu)勢，在特定的區(qū)域內(nèi)，使用更少數(shù)量的攝像機(jī)就能夠勝任安防監(jiān)控全部任務(wù)，即可節(jié)約投資成本，又可讓可視化管理更高效、聯(lián)動響應(yīng)更及時(shí)、安全系統(tǒng)更有保障。

而對于4K這樣的超高清來說，網(wǎng)絡(luò)傳輸面臨的最大限制就是帶寬。H.265很好地解決了這一問題。

H.265編碼技術(shù)所具有的低帶寬、低存儲等特性開創(chuàng)了視頻監(jiān)控領(lǐng)域的又一個(gè)新的里程碑，也讓4K超高清在安防監(jiān)控領(lǐng)域的普及成為了可能。

5從紅外補(bǔ)光到星光級

24小時(shí)不間斷監(jiān)控的目的是即使在深夜里，也能看清畫面，防止犯罪分子和敵對勢力在夜間從事犯罪活動。因此，在低照度的場景下能夠真實(shí)完整的記錄下罪犯的面部及體態(tài)特征，提高破案線索信息，體現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的使用價(jià)值。在圖像傳感器靈敏度不足以獲取到圖像的情況下，紅外補(bǔ)光的方式雖然丟失了色彩信息，增加了系統(tǒng)的不可靠因素，但是面對夜視監(jiān)控的需求，也是一個(gè)不得已而為之的方法。但是有了星光級的高靈敏度圖像傳感器，現(xiàn)在情況就變得不一樣了。

而且不丟失色彩信息，犯罪份子的得樣貌，服裝及車輛的顏色都可以提供更真實(shí)的線索，這樣的夜視監(jiān)控效果，肯定要比紅外補(bǔ)光下的圖像更有價(jià)值。

星光級是在微光情況下、通常指星光環(huán)境下無任何輔助光源，可以顯示清晰的彩色圖像，它區(qū)別于普通攝像機(jī)只能顯示黑白圖像。星光級攝像機(jī)特征：不需要紅外燈也不需要白光燈、晚上可以實(shí)現(xiàn)不拖尾清晰的彩色監(jiān)控。

從2010年高清攝像機(jī)開始應(yīng)用到4K攝像機(jī)的出現(xiàn)，不過短短幾年時(shí)間，監(jiān)控畫面的清晰度已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。即使是現(xiàn)在，監(jiān)控行業(yè)依然為了更高清而不斷努力著。在這一過程中，出現(xiàn)了許多為高清而生的技術(shù)、產(chǎn)品以及安防生產(chǎn)廠商，它們或許正在經(jīng)歷輝煌，或許已經(jīng)不復(fù)存在，無論如何，它們都將在監(jiān)控行業(yè)高清發(fā)展史上留名。