高幀率視頻監(jiān)控在安防行業(yè)的發(fā)展前景

趙金平

摘 要：視頻監(jiān)控是安防行業(yè)的基石，隨著技術(shù)的進步，視頻應(yīng)用朝著高清晰度、高幀率、高壓縮率方向發(fā)展，高幀率視頻監(jiān)控在安防領(lǐng)域應(yīng)用增多，高效率的視頻編碼標準H.265提供了更高的視頻數(shù)據(jù)壓縮率，解決了幀率加大帶來的碼流增大問題。

關(guān)鍵詞：高幀率；H.265；編碼；壓縮率；帶寬

1 綜述

安防行業(yè)，由于與電子和IT技術(shù)有著密切聯(lián)系，自誕生以來，產(chǎn)品與技術(shù)更迭的頻率不亞于電子IT行業(yè)。隨著視頻監(jiān)控高清浪潮的襲來，安防高清化成為趨勢，人們的需求逐漸由“看得見”向“看得清”過渡；為最大限度地實現(xiàn)和保障高清畫面效果，高幀率高清網(wǎng)絡(luò)攝像機及其相關(guān)產(chǎn)品橫空出世，成為部分企業(yè)競相發(fā)展的方向。業(yè)界有聲音表示高幀率視頻采集、傳輸、存儲系統(tǒng)或?qū)⒊蔀槲磥砀咔灏l(fā)展的主要趨勢，并對高幀率相關(guān)設(shè)備的未來發(fā)展普及充滿信心。

事實上，隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的提升和市場需求的增加，高幀率的高清攝像機在安防系統(tǒng)中逐漸增加比重；高幀率攝像機主要適用于要求超高清畫質(zhì)或有劇烈快速運動目標需要監(jiān)控的場所，高幀率可以提高圖像的交互感和逼真感，正常的日間監(jiān)控中，室外景物的實景畫面色澤光鮮，物體線條清晰，遠近景物錯落有致，真實感大幅度提升。

2 高幀率安防設(shè)備現(xiàn)狀

通常所說的幀率是在1秒鐘內(nèi)傳輸?shù)膱D片的幀數(shù)，通常用fps（Frames Per Second）表示。每一幀都是靜止的圖像，快速連續(xù)地顯示幀便形成了運動的假象，還原了物體當時的狀態(tài)。高幀率可以得到更流暢、更逼真的動畫。每秒鐘幀數(shù) （fps） 愈多，所顯示的動作就會愈流暢，畫面的質(zhì)感也就越好。特別是對于靜止的圖像來說，由相同的圖像疊加而成，細膩程度較高。

而對于當前市場上普遍運用的百萬像素監(jiān)控攝像機來說，一般設(shè)定時的圖像幀率為30fps，這樣的數(shù)值能夠完好地展現(xiàn)較為清晰連貫的畫面，適合肉眼觀看。而對于模擬監(jiān)控系統(tǒng)來說，無論是960H或是主流D1畫質(zhì)，25fps幀率恰到好處。

然而，為了進一步提升畫面的連續(xù)性，展現(xiàn)更高的畫面質(zhì)量，從事高清攝像機研發(fā)的監(jiān)控企業(yè)紛紛推出了高幀率網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)攝像機，其代表企業(yè)有海康威視、大華、藍色星際以及華創(chuàng)時代、安訊士等。

大華在今年推出的槍型網(wǎng)絡(luò)攝像機產(chǎn)品型號為DH-IPC-HF5210-I系列，采用TI達芬奇系列高性能DSP和標準的H.264 High profile視頻壓縮技術(shù)，使壓縮比更高，碼流控制更準確，其最大亮點為具備60幀超高幀率，讓視頻畫面更加連貫流暢。而?？低曇舶l(fā)布了一款200W/50fps高清智能攝像機，其高幀率成為產(chǎn)品亮點。而藍色星際新發(fā)布的一款高幀率高清槍型網(wǎng)絡(luò)攝像機BSR-IM2111-B0501t，能夠?qū)崿F(xiàn)在1280×720下達到60幀/秒。此外，華創(chuàng)時代推出的HC1801高清網(wǎng)絡(luò)一體化攝像機也以60fps為最大賣點。

3 編碼技術(shù)助推高幀率視頻處理技術(shù)

提高監(jiān)控攝像機的幀率，對于攝像機的軟件存儲提出了高要求，在同等碼率下，高幀率意味著對圖像處理的速度增快，數(shù)據(jù)傳輸壓力的增大，對存取速度的要求提高，采集視頻的壓縮效率提升，相應(yīng)的高效編解碼技術(shù)和多路傳輸技術(shù)、大數(shù)據(jù)流存儲等技術(shù)都會有更高的要求。這些都對芯片提出了更高的要求。IP高清時代的到來給市場帶來了更好的圖像質(zhì)量，使攝像機可以更好地記錄現(xiàn)實場景，這同時也是芯片商提高芯片各方面性能的體現(xiàn)。芯片中的編碼模塊和ISP模塊性能在現(xiàn)實發(fā)展中不斷提升，使得高清時代攝像機的像素數(shù)目和幀率都在不斷提升，百萬像素甚至千萬像素的高幀率攝像機都成為可能，而在幀率上的表現(xiàn)則為，30幀每秒成為了基礎(chǔ)的配置，60幀每秒和120幀每秒也在逐漸步入市場。

芯片處理技術(shù)的提高，解決了高幀率在存儲上的大難題，這也是高清監(jiān)控廠商能夠先后推出高幀率監(jiān)控產(chǎn)品的技術(shù)支持，也讓行業(yè)內(nèi)更多的人對高幀率攝像機充滿了信心；特別是作為下一代編碼標準的HEVC（H.265）推出，更是對高幀率高清應(yīng)用形成直接支持，作為新一代的視頻壓縮標準，H.265最明顯的特點是：壓縮性能相比當前視頻壓縮標準H.264提升了一倍，有測試表明，在相同的圖象質(zhì)量下，相比于H.264，通過H.265編碼的視頻大小將減少大約39-44%。通過主觀視覺測試得出的數(shù)據(jù)顯示，在碼率減少51-74%的情況下，H.265編碼視頻的質(zhì)量還能與H.264編碼視頻近似甚至更好。舉個例子，在平安城市中炙手可熱的1080p全高清布控，H.264標準下1080p需要4M以上的碼率來保證圖像質(zhì)量，若采用H.265視頻壓縮標準，則1080p僅需1-2M左右碼流，而整個存儲池就可以縮減為原來的一半，或者可以布控比原來多1倍以上的高清點位，又或者可以延長一倍以上的存儲時間。

4 小結(jié)

有業(yè)界人士預(yù)言，高幀率視頻監(jiān)控以其明顯優(yōu)勢，必將取代現(xiàn)有的低幀率網(wǎng)絡(luò)攝像頭，廣泛應(yīng)用于安全要求嚴格、對監(jiān)控圖像有較高需求的場所。對要求相對較低的場合可以采用混合的方式，在關(guān)鍵地點使用高幀率攝像機以提高監(jiān)控質(zhì)量，保障安全。而所有采用低幀率網(wǎng)絡(luò)攝像機的場合在理論上來說都可以使用高幀率產(chǎn)品進行替代，這將取決于客戶的真實需求。市場需求的提升，將進一步推動高幀率相關(guān)安防設(shè)備在高清安防領(lǐng)域的發(fā)展。

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