要選用攝像機,首先就要了解目前監(jiān)控攝像機的技術發(fā)展狀況。可以說,2010年之后,在安防產業(yè)界,攝像機技術的變化是最大的,可以用日新月異來形容。
模擬技術的掙扎與自我救贖
第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)采用VCR(盒式磁帶錄像機)做存儲,這是全封閉式模擬監(jiān)控,但其已在DVR起來后,逐漸銷聲匿跡。第二代模擬監(jiān)控系統(tǒng)即是基于DVR的半數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng),可以做到最大分辨率為D1的視頻成像;理論上,第二代模擬監(jiān)控成像技術的解像力極限是625TVL(電視線),實際上以2012年的水平為例介紹,基本為480-540TVL(2012年之后,第二代模擬技術基本無進展)。接著到了第三代模擬監(jiān)控技術,即960H,其通過采用130萬高清傳感器的方式,配合芯片處理以達到更高清晰度的應用效果。其出現(xiàn)之初,由于網(wǎng)絡產品還處于推廣階段,960H瞬間走紅,成了原有模擬標清系統(tǒng)更新?lián)Q代的首選。需要注意的是,960H有兩種方案,一種是CCD方案,其所能實現(xiàn)的解像力最大為700TVL;另一種是CMOS方案,最大解像力為850TVL,兩種技術產品主要在清晰度方面存在差異。但960H的出現(xiàn),引發(fā)了高清模擬技術的變革,僅僅一年后,第四代模擬高清技術誕生并迅速掩蓋960H的風頭,這就是大華股份首推的HDCVI技術,清晰度方面可以做到1080P,同軸傳輸方面,對線纜的要求與原模擬系統(tǒng)一樣,而且傳輸距離更遠;隨后又有AHD、HDTVI兩種同軸高清模擬技術的出現(xiàn)。在2012年前后,期間英特爾和索尼還合作推出了SLOC模數(shù)混合同傳技術,但未能得到市場的認可,加上索尼在安防產業(yè)的撤退,SLOC成了傳說。
安防的發(fā)展趨勢勢必是數(shù)字化、網(wǎng)絡化、高清化、智能化,但以大華股份為首的安防廠家在產業(yè)轉型過渡期推出更高級別的模擬監(jiān)控技術及產品,是有其深刻的市場背景的:2010-2015年這段時間安防產業(yè)處于模擬系統(tǒng)淘汰、高清系統(tǒng)升級過渡期,在此期間,很多傳統(tǒng)用戶不愿使用網(wǎng)絡系統(tǒng),或處于網(wǎng)絡安全性考慮排斥網(wǎng)絡設備,為模擬標清系統(tǒng)的升級換代提供了廣泛的市場空間;同時,國內平安城市建設處于建設高峰期(2015年開始迅速回落),很多系統(tǒng)仍需按原設計的流程走,很難全盤推翻原設計的模擬系統(tǒng)。等等這些原因,都讓模擬高清有了很大的生存空間。
可這一切只不過是模擬監(jiān)控技術在退出市場前的最后一次掙扎,雖然同軸模擬高清技術可以做到4K,但各廠家的發(fā)力程度都不一樣,即便首推同軸高清的大華股份,亦以720P、1080P為主打產品。但我們不得不說,由于當前平臺技術的極大發(fā)展,數(shù)字系統(tǒng)控制半數(shù)字系統(tǒng)已經變得越來越簡單,同時滿足了高清化需求;因此在未來很長一段時間內,模擬系統(tǒng)的市場出貨量會大幅萎縮,但不會消亡,它可以自我獨立為一套封閉式監(jiān)控系統(tǒng),也可以聯(lián)網(wǎng)接受平臺的統(tǒng)一管理。
模擬技術優(yōu)勢:
1、前端探頭除模擬高清外不存在兼容性問題;
2、實時性佳,幾乎做到了即攝即傳;
3、前端布線簡單,同軸線纜即可;
4、安裝和維護簡單,技術含量非常低;
5、模擬高清傳輸距離長;
6、建設投入成本低。
模擬技術劣勢:
1、聯(lián)網(wǎng)操控靈活性欠缺;
2、系統(tǒng)智能化運維及檢測程度低;
3、系統(tǒng)智能化水平低;
4、更多環(huán)境應用功能開發(fā)不足;
5、針對規(guī)模較大的監(jiān)控系統(tǒng),上墻和管理靈活性不足;
6、不利于大數(shù)據(jù)、云技術的采用和發(fā)展;
7、不同模擬高清技術無法兼容;
8、數(shù)字化端不同品牌DVR兼容性有限,制約第三方平臺大聯(lián)網(wǎng);
9、模擬技術研發(fā)投入有限,制約未來DT化發(fā)展。
非壓縮數(shù)字技術:曇花一現(xiàn)
非壓縮數(shù)字技術源于廣播應用,技術成熟,2012年異?;鸨欢缺徽J為是取代網(wǎng)絡技術、安防未來發(fā)展的最佳方案。不過非壓縮技術(SDI)僅僅火紅了不到一年的時間就消退了,原因很簡單,技術太成熟了,安防直接從廣播領域移植過來就可以直接使用,不會出現(xiàn)太多的技術瓶頸;各家產品千篇一律,技術水平差異不大。但也慶幸非壓縮技術退出,不然安防產業(yè)的智能化更難以實現(xiàn)。
雖然有人認為SDI非壓縮數(shù)字技術的優(yōu)勢就是傳輸?shù)膶崟r性,但a&s明確告訴你,那40ms的實時性只是理論上的,一般能做到80ms延遲的,已經是非常不錯的了,不少SDI攝像機從傳輸?shù)匠上竦难舆t約達到150ms,而目前4K攝像機的延遲都可以做到200ms以內了,從這點來說,SDI的實時性只能說是更穩(wěn)定,實時性更佳就不見得了。另外還有一點,也是筆者當初非常不看好非壓縮數(shù)字技術在安防產業(yè)的發(fā)展的原因,那就是存儲,1080P非壓縮信號1秒的數(shù)據(jù)量可達800Mbps,而目前單塊硬盤的最大容量才10TB;行業(yè)為了延長存儲時間,所有非壓縮硬盤錄像機都采用了編碼壓縮方式,以將800Mbps的數(shù)據(jù)流變成4Mbps低碼率。由于目前安防技術還難以做到事前預警,主要作用是事后取證,SDI號稱的色彩高保真在經過壓縮保存之后,只剩下一些“渣子”,色彩優(yōu)勢蕩然無存。由于SDI技術只是安防的匆匆過客,除了那一抹殘香,幾乎不留痕跡;不過也不是說目前市場上沒有SDI非壓縮數(shù)字產品,如果對實時性要求高,或是軍事等特殊場合使用的話,也可以考慮的,但目前能提供非壓縮數(shù)字技術的廠家已經不多了。
非壓縮數(shù)字技術的優(yōu)勢:
1、實時性較好且偏穩(wěn)定;
2、色彩信息豐富;
3、前端兼容性較好;
4、系統(tǒng)安裝簡易。
非壓縮數(shù)字技術的劣勢:
1、系統(tǒng)配套產品鏈不全;
2、線纜要求高,傳輸距離短;
3、存儲后視頻效果與網(wǎng)絡視頻無任何差異;
4、生態(tài)鏈斷裂,安防研發(fā)度不足;
5、無智能化,不易于組建大型系統(tǒng)、大聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
網(wǎng)絡視頻監(jiān)控:扶搖直上九萬里
網(wǎng)絡化視頻監(jiān)控技術,已經主宰了全世界的安防產業(yè),據(jù)a&s調研分析,其于2015年年底開始,出貨量超越模擬產品,并在未來數(shù)年繼續(xù)擴大占比。對網(wǎng)絡化監(jiān)控技術,是炒得最熱、最火爆的技術,也是大家最為熟悉的技術,下面就給大家簡單介紹下。
分辨率。提到分辨率,可以說網(wǎng)絡化就是為高清化準備的,在安防剛剛步入網(wǎng)絡化元年的次年,安防即迎來了高清元年,因為一年前的網(wǎng)絡產品中,720P已經是極限,且技術水平高的除了安訊士,沒有第二家敢于說它是第一;但第二年,1080P迅速跟上,720P已經退居二線,同時國內、國際品牌在清晰度表現(xiàn)上,雖然仍是國際品牌占優(yōu),但差距已經進一步縮小。時至今日,除了變態(tài)的威智倫推出了7K超高清產品外,在同等類別的1200萬、4K及以下產品中,國內品牌做得優(yōu)秀的比比皆是,且不客氣地說,國際品牌在清晰度處理上整體已經處于劣勢。目前主流的分辨率主要有:720P、1080P、500萬、600萬、4K(800萬),當然還有300萬、400萬、700萬,但此類分辨率只是輔助型,統(tǒng)治力不強(不過智能交通卡口攝像機將是另類,未來主打700萬的4:3格式分辨率,原因為4:3較16:9獲得更多道路有效信息);另外,1200萬像素還做不到實時傳輸,只是給部分4K機型增加些宣傳亮點。
壓縮技術。對于網(wǎng)絡攝像機來說,壓縮技術是非常重要的一項技術,事關前后端搭配、系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)應用,甚至是設備投建成本等。目前主流技術仍是H.264編解碼壓縮技術,其對720P的實際應用帶寬可限制到2Mbps,如果攝像機算法支持超低壓縮技術,可做到1-1.5Mbps的低帶寬應用;對1080P來說,以4Mbps為主流帶寬限制應用,如果攝像機支持超低壓縮技術,可做到2Mbps。
而目前安防產業(yè)正在全力發(fā)展的是H.265新一代編解碼壓縮技術。此技術的編碼效率較H.264提高40-70%,因此其帶寬限制,同等分辨率下,可節(jié)省至少一半,一半來說,為了確保畫質不下降,帶寬限制為H.264的一半即可。
以上兩種技術均是來源于國際組織,并且是針對廣播領域應用的,安防只是引入而已,不具備安防編解碼的針對性,由此我國自主研發(fā)和制定了SVAC編解碼標準——SVAC,該技術進展緩慢(詳情可查閱由a&s推出的《中國為什么推出SVAC標準》一文),目前并不受待見,因此就中國安防產業(yè)的編解碼壓縮技術來說,SVAC仍有很長的路要走,是取代H.26X還是多種編解碼方式共存,還需看市場走向和國家對SVAC的推動力度。
網(wǎng)絡控制。雖然各品牌廠家由于網(wǎng)絡技術水平的不同,造成了攝像機網(wǎng)絡控制技術的差異化,但整體來說差別不大,比如延遲,基本在120-350ms,稍微差些為350-500ms;帶寬控制也不會出現(xiàn)很離譜的現(xiàn)象,因此該部分在選用時可以不用將網(wǎng)絡控制性能做非常嚴格的參考。
智能化。宣稱前端能實現(xiàn)各種智能化功能的攝像機,那么真要注意了。實際應用中,沒有人回去專門配合攝像機識別的,如人臉識別、斗毆檢測、物品遺留等,如果需要用到此類功能,就要特別留意了。若是僅僅需求人數(shù)計數(shù)、絆線跨越等功能,這樣的設備成功率還是比較高的,不過也需要看品牌,具體選用后續(xù)再介紹。
低照度。這是攝像機非常重要的性能,要實現(xiàn)24小時監(jiān)控,低照度成像能力少不了的。一般來說,低照度就是無補光情況下的攝像機成像能力,以目前技術來說,低照度能做到0.001Lux的不少,但標稱能實現(xiàn)0.0001Lux的,則要比較留意了。以目前來說,在低照度參數(shù)方面,標假參數(shù)的主要是非主流品牌,而大品牌的星光級攝像機雖然有部分虛夸,但基本都能實現(xiàn)0.001Lux左右的應用效果。
補光技術。無論是分遠、中、近距離檔次補光燈,還是設計了紅外增透,應用效果是第一要素,首先是補光距離,其次是補光效果。
環(huán)境成像應對功能。主要是寬動態(tài)、背光補償、強光抑制、白平衡、數(shù)字透霧、光學透霧、2D/3D數(shù)字降噪等功能。其中背光補償和強光抑制是模擬時代即有的技術,但效果沒有網(wǎng)絡產品理想;寬動態(tài)是目前最為普遍的一項技術,不過各家技術實力差距較大;而透霧技術和數(shù)字降噪技術的差異最為明顯,尤其是光學透霧技術一體機,目前具備此技術實力的廠家不多。
云臺技術。目前整體來說,云臺零部件多為OEM,具備自主一條龍研發(fā)的廠家不多,因此各家的云臺產品技術差距不大,主要是軟件控制端還存在差別。為保險起見,在選用帶云臺功能的攝像機產品時,最好還是要檢測一下。
變倍。常見于球機、一體機和半球產品中。變倍又分為光學變倍和數(shù)字變倍,在實際應用中,數(shù)字變倍的意義不大,主要是光學變倍為主。球機的光學變倍從18-36倍不等,半球和一體機一般為4-12倍比較常見。
畫面分割及虛擬云臺。該功能一般出現(xiàn)于魚眼/全景攝像機和具有畫面分割功能的超高清攝像機中。
其他功能。此類功能比較多,如PoE供電、鏡像、9:16、色彩增強、ROI、SVC、畫面遮蓋等,需要根據(jù)應用情況選用。
網(wǎng)絡監(jiān)控技術優(yōu)勢:
1、聯(lián)網(wǎng)方便快捷,支持內外網(wǎng)組網(wǎng),突破了閉路式監(jiān)控應用;
2、功能豐富:不同研發(fā)機型,功能類型不同,也有綜合一體化攝像機產品,能滿足當前視頻監(jiān)控的所有需求;
3、產品線齊全:無論是產業(yè)鏈還是單個設備商,都提供有完善的產品線支撐,不用擔心系統(tǒng)組建或后期擴容困難;
4、高清化:目前,網(wǎng)絡監(jiān)控以全高清分辨率為主,D1及以下分辨率基本銷聲匿跡;
5、產業(yè)生態(tài)鏈成熟:安防產業(yè)已以網(wǎng)絡化為主線,幾乎所有安控企業(yè)都支持網(wǎng)絡設備的技術研發(fā)實力;
6、建設成本低:采用網(wǎng)絡化系統(tǒng)所需的成本,早已接近甚至低于模擬監(jiān)控系統(tǒng);而且系統(tǒng)越大,成本優(yōu)勢越明顯;
7、具備智能化發(fā)展:智能功能多樣、豐富,支持系統(tǒng)自動巡檢,并且開始朝著監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)化、DT化發(fā)展;
8、滿足未來擴展愿景,如支持云計算、大數(shù)據(jù)分析、云存儲應用等多級平臺聯(lián)網(wǎng)、統(tǒng)一管理應用、全網(wǎng)無人值守的大一統(tǒng)智能管控應用;
9、后期系統(tǒng)升級、擴容簡易。
網(wǎng)絡監(jiān)控技術劣勢:
1、兼容性不足:各設備商相互競爭,私有協(xié)議嚴重,不同品牌產品兼容性差,整體來說,ONVIF、GB/T 28181等標準協(xié)議只能解決40%左右的通信兼容性;
2、同質化嚴重:整體產業(yè)外觀同質化、功能同質化嚴重;
3、競爭激烈?guī)淼?ldquo;一次性”產品:安防產品的使用周期一般為5年一換,由于競爭激烈,為降低成本,不少廠家的產品的壽命淪落為“5年”設計,系統(tǒng)壽命受到挑戰(zhàn);
4、兩級分化:對于一線品牌,在產品線、功能、價格方面均具有強勢優(yōu)勢;但對中小企業(yè)來說,則面臨企業(yè)發(fā)展瓶頸,易導致售后糾紛;
5、功能冗余:不少攝像機功能豐富,但實際上大部分功能要么功能虛標,要么不符合實際應用需求,造成功能虛配問題;
6、謹防廠家口號式推廣:目前的云計算、大數(shù)據(jù)、云存儲還處于起步階段,主流設備商已經有了一些項目,但經驗都不足,很多功能并沒有宣稱的那般好;
7、功能虛夸:主要是智能分析、物聯(lián)傳感等技術,廠家的標稱一般成功率都較高,實際上很多項目的使用效果不理想,對此也需驗證后選用。
技術類型 比對類別 |
模擬技術 | 非壓縮數(shù)字技術 | 壓縮網(wǎng)絡技術 |
高清化 | 主流720P、1080P 最高4K(試驗中) |
主流720P、1080P 最高7K(安防領域) |
主流1080P,發(fā)展4K 最高7K |
同等分辨率清晰度 | 一般 | 一般 | 最佳 |
延遲 | 較小,穩(wěn)定 | 較小,穩(wěn)定 | 一般,波動較大 |
色彩信息 | 丟失率高 | 源數(shù)據(jù)呈現(xiàn) | 丟失率高 |
斷網(wǎng) | 少見 | 少見 | 幾率稍高 |
穩(wěn)定性 | 最佳 | 良好 | 一般 |
系統(tǒng)配套 | 少 | 稀缺 | 豐富 |
線纜要求 | 同軸75-3Ω、75-5Ω均可,部分支持雙絞線 | 同軸75-5為主 | 5類、超5類、6類網(wǎng)線 |
供電 | 弱電電源、極少數(shù)支持PoC | 弱電電源 | 弱電電源,越來越多新品支持PoE |
智能化 | 非常少 | 幾近于零 | 豐富 |
編碼壓縮 | 調制解調模擬信號 | 無壓縮數(shù)字信號 | 高效壓縮 |
畫質保真 | 一般 | 高保真 | 良好 |
聯(lián)網(wǎng) | 編碼后接入網(wǎng)絡平臺 | 編碼后接入網(wǎng)絡平臺 | 靈活聯(lián)網(wǎng),支持多級級聯(lián) |
節(jié)點傳輸距離 | 最大1200米(HDCVI) | 最大280米 | ≤90米 |
設備功能 | 較少 | 單一 | 豐富 |
安裝簡易性 | 系統(tǒng)越大越復雜 | 系統(tǒng)越大越復雜 | 系統(tǒng)越大越簡潔 |
成本 | 一般 | 高 | 一般,系統(tǒng)越大成本越低 |
模擬技術、非壓縮數(shù)字技術、網(wǎng)絡技術優(yōu)劣比較
熱成像:為視頻監(jiān)控的五彩繽紛添彩
提到監(jiān)控,當然還得說說另一種“監(jiān)控”技術——紅外熱成像。與以上的可見光監(jiān)控技術不同,紅外熱成像是同熱輻射感應成像,技術門檻較可見光成像要高出許多,適用于遠距離、大范圍、全天候等領域的使用。由于熱成像的特殊性,一般為高端領域采用,在此不做過多介紹。
更多選型攻略請繼續(xù)關注
監(jiān)控攝像機選型攻略之有無必要性
監(jiān)控攝像機選型攻略之技術類型選用