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揭开真正“高清”监控里的秘密

“让我们看得更宽广，让我们看得更清楚，让我们看得更舒服”，这已是视频监控系统建设非常迫切的需求。目前，在安防行业中，视频监控领域的高清是最热门的话题。2009至2010年，国内高清监控产品和市场已经有了长足的发展。2010年被称为安防界的“高清元年”，2011年高清监控将继续升温。

　　到底什么才是真正意义上的高清？作为高清监控前端设备的高清监控摄像机究竟有什么标准呢？

　　关于“高清”的定义

我们先看一下数字电视技术对高清的定义。数字电视主要分标准清晰度电视和高清晰度电视。标准清晰度电视（SDTV）指的是图像质量相当于目前常规的模拟彩色电视系统的数字电视系统，如PAL，清晰度约为500 电视线，码率约为5Mbps ；高清晰度电视（HDTV）指的是水平清晰度和垂直清晰度大约为目前模拟彩色电视系统的两倍，宽高比为16 ：9 的数字电视系统，清晰度约为800 电视线以上，码率约为20Mbps。

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　　国际电联在ITU-R BT.1201 建议书中提出了超高清晰度图像（HRI）的若干标准，其基本要素是图像的最小分辨率为1920x1080，HRI 分四个等级， 包括HRI0、HRI1、HRI2及HRI3， 分辨率分别为1920x1080、3840x2160、5760x3240、7580x4320。

　　根据以上定义，对应到视频监控上，采用模拟摄像机的模数混合监控最高可达标准清晰度，若通过数字化处理，最高分辨率可达4CIF 或D1 的分辨率，约40 万像素，清晰度在300~500 线之间；采用威尼期成人娱乐的IP 监控，如果要达到800 电视线的清晰度，那么网络摄像机的分辨率至少要达到1280x720 的标准，约90 万像素，是模数混合监控的两倍多；若采用200 万像素的网络摄像机，就达到了超高清图像的要求，宽高比为16 ：9 的网络摄像机，对应分辨率为1920x1080，宽高比为4 ：3 的网络摄像机，对应分辨率为1600x1200。

　　高清不等于百万像素

　　在视频监控领域尤其是网络视频监控领域，一个经常听到的技术名词叫“百万像素”，它具体指摄像机的图像传感器元素的数量，也就是分辨率。由于高分辨率往往伴随着大量的图像数据，这常常会影响帧速率。因此，百万像素摄像机往往强调的是图像的分辨率，而在图像的帧速上往往达不到实时的要求（25/30fps）。

　　其实，高分辨率是“高清”的一个必要条件，但不是充分条件，高分辨率只能说近似于静态的“高清”。那么，真正的“高清”画质，除了高分辨率之外，还要考察哪些方面呢？

　　HDTV标准不仅定义了分辨率的要求（720P，1080i/P），同时也定义了全帧速的要求（25/30fps），以及色彩保真度的要求。同时，HDTV定义了16：9的宽屏格式。

　　帧大小指水平像素数与垂直像素数的乘积，如 1 2 8 0 x 7 2 0 或1 9 2 0 x 1 0 8 0 。帧速率定义为每秒的图像帧数量（fps）。高清摄像机采用逐行扫描，每一帧图像均是由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成。而模拟摄像机则采用隔行扫描，隔行扫描的行扫描频率为逐行扫描时的一半，隔行扫描会带来许多缺点，如会产生行间闪烁效应、出现并行现象及出现垂直边沿锯齿化现象等不良效应.隔行扫描会导致运动画面清晰度降低。

　　模拟视频信号中的亮度信号与色度信号由于占用了相同的频带，在由视频采集芯片做梳状滤波(亮色分离)时，很难将色度与亮度信号彻底分离，导致画面出现杂色斑点与色渗透现象，而高清摄像机则没有这个烦恼，色彩更加的逼真、更加富有层次感、画面饱和度更佳。

　　从模拟到网络高清

　　视频监控经历了模拟、数字、网络三个发展阶段，2000年之前，视频监控基本是以纯模拟系统为主，系统的组网模式是模拟摄像机+矩阵+模拟录像机。

2000年开始随着数字视频编解码及多媒体处理芯片技术的成熟，以视频压缩卡及嵌入式硬盘录像机为核心产品的数字式监控系统逐步取代模拟监控系统成为市场的主流。监控由模拟向数字化转型重点解决了纯模拟时代视频监控面临的两个方面的核心问题：传输和存储。

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　　随着网络基础建设的不断完善，网络带宽、视频压缩算法的不断提升，视频编解码器、网络摄像机成为主流网络产品，基于网络化的视频监控系统开始在市场上和众多行业得到大规模的推广和应用，网络化监控正以其方便灵活的组网模式和应用优势成为视频监控新的发展趋势。

　　目前的高清前端产品包含两类：一类是高清百万像素数字摄像机，一类是高清百万像素网络摄像机。由于高清数字摄像机目前缺乏后端配套的高清编码器和高清硬盘录像机，且整体的成本和工程应用复杂度要比威尼期成人娱乐高很多。所以目前的高清监控系统基本是以威尼期成人娱乐的应用为主，市场上以720p和1080p的产品为主。720p的有效分辨率是1280 x 720，有效像素达到100万，相当于标清D1的2.5倍。1080p的有效像素是1920 x 1080，有效像素达到200万，相当于标清D1的5倍。

　　由于网络摄像机具有高度集成、简单易用、方便维护等优点，未来的高清监控前端将会是以威尼期成人娱乐产品为主流。