百万高清视频监控必然趋势分析.ppt
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深圳市波粒智能科技开发有限公司www.wapa.cc,百万高清视频监控必然趋势分析,百万高清视频监控必然趋势分析,一.安防视频监控的现状与高清需求二.数字高清摄像机与模拟摄像机的对比三.百万高清监控大规模普及的条件与发展时机四.百万高清视频监控未来预测,第一部分安防视频监控的现状与高清需求,事例1,媒体公开的哈尔滨“10.11”故意伤害案监控录像,监控录像不仅清晰度差,而且画面出现严重的干扰与雪花噪点,又进一步降低了监控画质。
警方通过复原形成一个外形轮廓图,嫌疑人面目无法辨认,事例2:
媒体公布的3.19重庆枪击哨兵案录像截图,目前安防视频监控的普遍现状1.监控系统前端大多以模拟摄像机为主,模拟摄像机的天生弊端导致监控录像画质无法超越D12.模拟视频信号易受电磁干扰,画面常常有雪花噪点与波浪条纹等3.监控画面的噪点与干扰导致录像码流增大,浪费硬盘空间4.模拟监控布线繁琐、成本高,前面两个事例,真实地反映了我们安防行业视频监控的普遍现状,非安防领域视频现状手机、USB摄象头、数码像机与DV都已经进入百万象素数字高清时代,甚至达到千万像素级别,并且得到大量应用与普及,而安防视频监控却依然处于半数字半模拟阶段,严重滞后现代电子科技的发展步伐。
安防领域采用数字摄象机进入百万高清,已经迫在眉睫!
第二部分数字高清摄像机与模拟摄像机的对比,什么是模拟摄像机?
前端采用隔行扫描感光器将光信号转换成模拟电信号,接着由DSP进行A/D转换与色彩处理后,再做D/A转换,最后调制成PAL/NTSC制式电视标准视频信号输出,什么是传统的网络摄像机?
传统的网络摄像机也就是模拟摄像机内部嵌入了视频服务器的IP模块,也就是“模拟摄像机+单路视频服务器”,它的画质和模拟摄像机一样,无法超越D1.,什么是数字摄像机?
数字摄像机,前端多数采用的是百万像素CMOS感光器,由百万像素CMOS将光信号转换成数字信号,然后由DSP进行图像处理与压缩,最后将压缩视频通过网络输出,注:
波粒的百万高清摄像机就是采用了数码相机里500万像素感光器与DSP,制成了安防行业摄像机,让安防监控的画质如数码相机般清晰。
1.清晰度对比,彩色模拟摄像机采集垂直分辨率,由于在制定电视制式时考虑到视频带宽和其他技术条件的限制,PAL制式下625扫描线,包括了50行左右的逆程线,实际有效扫描线为575线,目前最高达到540线左右已经是极限了,分辨率上比较,模拟摄像机接入后端监控录像设备,分辨率最高为4CIF或D1,约40万像素,而数字摄像机则可以高达百万像素。
CIF,D1,720P,2.扫描方式对比,数字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、边沿锯齿化等不良效应.隔行扫描会导致运动画面清晰度降低。
隔行扫描逐行扫描,假如开车的就是盗车贼,那么快速运动下状况下,隔行扫描根本无法录下盗贼的任何特征,3.视频处理对比,模拟摄像机输出模拟视频信号到后端DVR等设备。
DVR通过最前端的DECODE(采集芯片)将模拟信号转成数字信号,首先得到的是halfD1分辨率画面,那么DVR常常用的比较多的是CIF和D1的分辨率,那么D1和CIF的分辨率是怎么形成的,会给清晰度带来怎样的影响?
说明:
704X576(4CIF)是由D1画面各在左右裁剪掉8个像素形成,通常4CIF也常常被称为D1,D1:
D1是由两幅不同时刻奇场与偶场的HalfD1(720X288)分辨率画面组合而成,如果画面静止,接收了2副奇偶场(HalfD1)画面,从而拼成(D1)的画面,不会有不良影响.但是一旦画面有运动物体,一副D1采用两幅不同时刻的HalfD1拼成,会有严重锯齿现象,为了消除锯齿,所以就要对D1画面做反交错图象加工处理,在加工的过程中会大大损伤视频清晰度,导致D1清晰度远低于理论值。
CIF:
CIF的画面是由HalfD1将横向的720压缩一半形成352,从而得到352X288,CIF画面的形成过程视频损伤较少,这就是为什么常常有人说D1清晰比CIF高的不明显。
正因如此市场上的DVR还是以CIF录像占主流。
奇场偶场一帧图,1.D1录像的码流与硬盘消耗量是CIF的4倍左右,几乎与720P数字高清相当。
2.压缩D1画面所消耗的DSP资源也是CIF的4倍左右3.D1硬压缩卡或DVR主机的成本与价格是CIF硬压卡或DVR主机的3-4倍D1比CIF画质提升不大,但付出的代价是惨重.而数字摄像机的720P只比D1高了1.6倍,画质却能感觉到巨大提升,D1的弊端与烦恼,CIF=352X288=10万像素D1=720X576=41万像素,720P=960X720=69万像素,数字摄象机的视频处理数字摄像机采用逐行扫描,后端是完整的一帧接一帧图像采集.它无需将不同时刻奇偶场画面拼接合成视频,无需为了消除锯齿进行视频的反交错处理,清晰度没有受到损伤,数字摄像机最后输出给后端混合DVRPDVRPC电脑的是已经压缩过的数字视频,无需视频采集芯片再进行A/D转换,直接由后端设备存储起来,不需要占用CPU或DSP资源去压缩视频了,从而节省了处理器资源,减低了对后端设备的配置要求。
4.色彩还原度对比,模拟摄像机输出的是复合模拟视频信号,当信号传输到后端DVR等设备时,DVR前端的视频采集芯片,除了模数转换,还要进行梳状滤波处理,也就是亮色分离,由于色度信号和高频的亮度信号占用了相同的频带,所以,在采集芯片中将它们分开比较困难,很难还原出与原始视频一致的色彩,导致画面容易出现杂色与斑点,而数字摄像机就不会有这种烦恼,色彩可以做到更加逼真。
模拟摄像机数字摄像机,5.模数转换对比,通过下面的模拟与数字摄像机工作原理图对比,通过前面的模拟与数字摄像机工作原理对比,我们发现,模拟摄像机自感光器视频输出后,最终到达DVR等后端主机设备,总共要发生3次模数之间转换,而每次转换都会导致画面质量下降。
数字摄像机的前端感光器输出为数字信号,后面不发生反复AD转换,而是直接压缩与处理无视频损伤。
6.布线对比,传统模拟摄像机如果集成了PTZ等控制与声音,那么在布线方面就非常繁琐。
视频线,音频线,电源线,控制线都是独立的,布线工作量大,并且布线成本高,而数字网络高清摄像机则可以将视频线,音频线,电源线,控制线4合为1,采用一根网线传输,布线简单,同时大大降低了布线成本与难度。
7.视频传输对比,传统模拟摄像机输出为模拟信号,长距离传输容易衰减,并且易受到电磁干扰,图像质量受影响。
而数字高清摄像机则以数字信号方式传输,无论是多长的传输距离,传输过程都没有干扰烦恼与衰减,视频传输无损伤。
无干扰,对比总结,传统网络摄像机,可以简单的理解为:
模拟摄像机+单路视频服务器=隔行扫描网络摄像机,第三部分百万高清监控大规模普及的条件与发展时机,百万高清数字摄像机发展的障碍,大家都知道,百万高清摄像机多年前就已经上市,为何迟迟不能上量?
市场不冷不热,它有哪些发展阻力与障碍?
多年来影响百万高清数字摄像机大规模应用的主要因素有:
成本价格网络带宽压缩器性能、硬盘容量感光器后端配套设备,成本与价格,在过去,百万高清摄像机几乎都出自国外厂家,产品价格极其昂贵,让很多需要高清的用户望而却步。
而今天,由于国内百万高清数字摄像机厂家的介入,在成本上获得了巨大竞争优势,如今百万高清摄像机的价格越来越逼近传统模拟摄像机,最终实现百万高清低成本、低价格。
而低价的重任必将落在国内厂家肩上,为了证明这一点,我们就以DVR行业历史为例。
早在10年前左右,当时已经有国外品牌DVR卡,但是DVR卡用量却一直上不去,直到国内厂家介入,尤其是国内低成本的软压缩DVR卡的出现,大大推动了全球视频监控产业。
网络带宽,说到百万高清网络摄像机,大家立刻会产生一个顾虑,那就是网络带宽。
很多人对百万高清网络摄像机存在认识上的误区,其实百万高清网络摄像机的最大优势在于其清晰度的飞跃,而网络则仅仅是传输方式中的一种,是百万高清摄像机的一个很小的环节。
并且早在DVR时代,网络功能与性能已经非常优越。
百万高清网络摄像机的应用分为以下两类:
1)高端监控,如大型广场、交通等2)民用监控,如商场、住宅楼、工厂车间、娱乐系统、网吧等对于高端监控来说,工程预算相对充裕,有光纤专线网络,带宽根本就不是问题,而对于民用监控来说,远程传输百万高清的意义不大,更多是追求本地高清录像,留下证据,而远程监控则可以利用百万高清摄像机双码流的技术,实现本地百万高清,远程CIF监控。
处理器性能,过去硬压缩DVR卡是一芯一路压缩,今天硬压缩已经实现一芯8路压缩,从这点就可以看到DSP的性能是在快速提升与完善。
硬盘容量,80-200G,500G-2000G,感光器,随着CMOS在制造工艺和影像处理技术上的不断突破,业内对CMOS的前景预测也越来越乐观。
高清数字影像的普及更是CMOS技术发展的一个难得机遇。
而且,与CCD相比,CMOS的制造原理更加简单,体积更小,功耗可以大大的降低,种种迹像表明:
图像传感器的领域正面临着一个重大转折,尽管从目前的状况看,CMOS与CCD图像传感器的应用市场仍然有一个分界限,但这个界限似乎越来越模糊。
有专家预言,随着500万像素的CMOS图像传感器的上市,图像传感器即将进入“CMOS时代”。
后端录像设备,总结,我们通过对阻碍数字摄像机发展因素的分析,和模拟视频监控的现状分析,我们可以看到数字摄像机大规模普及的条件已经成熟,并且由于广大用户对高清需求显得格外迫切与强烈,所以百万高清视频监控的发展已经成为必然之势。
那么我们来对百万高清产品做一个市场预测。
第四部分百万高清视频监控未来预测,谁将是百万高清监控的未来主角?
洞察行业形势,抓住难得机遇,是所有安防销售商与工程商获得后续发展的关键因素,如何选择合适的百万高清摄像机厂家,为长久合作对象?
目前国内的百万高清摄像机厂家将主要由哪几类企业转型而来?
照相机等消费电子类厂家模拟摄像机厂家传统“网络摄像机+视频服务器”厂商DVR背景研发厂家,照相机等消费电子类厂家这类厂家,他们在光线研究上有相当的积累,并且也能开发LINUX系统摄像机内部核心软件,这些技术都可以从照相机与DV摄像机上转过来。
而他们的弊端,将表现在:
+对安防行业的认识与了解不深刻+没有安防视频监控软件开发的经验积累+没有摄像机后端配套设备,谁是百万高清监控的主角?
模拟摄像机厂家这类厂家,他们很自然会想到,当模拟摄像机被数字摄像机取代时,自己也自然转型成了一个数字摄像机厂家,但是事实上我们发现,国内很少模拟摄像机厂家在百万高清数字摄像机研发上获得成功,这是为何?
分析如下:
1.一般情况下,半导体公司是只做芯片,而不做成品,但是日本一些半导体公司则是例外,他们一面生产芯片,一面也生产摄像机,日本原产摄像机可以销售到欧美与高端市场,但是昂贵的成本与价格却难以让产品销往贫穷国家与一些民用监控市场,针对此,日本的某些半导体公司就将二流产品方案,免费提供给中国摄像机厂家,他们利用国内廉价的劳动力,生产出低价摄像机,从而让国内摄像机厂家来填补中低端市场空缺。
这样就实现了日系摄像机厂家的利润最大化,同时,他们还必须控制住这些国内摄像机加工厂,防止国内摄像机品质靠近日本原产摄像机,冲击他们高端市场的暴利。
所以说模拟摄像机的核心技术主要是被日系芯片公司开发,而国内模拟摄像机厂家则大多只负责采购、加工、管理与市场开拓。
而自主研发成分较少。
谁是百万高清监控的主角?
2.数字摄像机更多采用的是百万像素CMOS感光器,恰恰CMOS厂家不提供全套技术方案,而数字摄像机中的色彩校正、电子快门、电子慢门、帧累积、画面轮廓锐利度、低照度、宽动态、网络IP传输,后台监控软件以及后端录像设备,都需要重新自主开发。
这恰恰正是模拟摄像机加工厂的弱势3.数字摄像机的输出没有形成统一标准,而不像之前模拟摄像机那么简单,只管做硬件,后端录像设备与摄像机厂家无关。
谁是百万高清监控的主角?
模拟摄像机厂家,传统“网络摄像机+视频服务器”厂商这类厂家几乎都会想,从传统的网络摄像机延伸到高清数字摄像机领域很简单。
但是,传统的网络摄像机的内部其实就类似一个模拟摄像机+单路的视频服务器。
摄像机的关键技术还是受日系芯片公司控制。
劣势:
1.摄像机中核心技术也一丝没接触过。
对芯片公司的研发帮助依赖太大2.大多是没有后端配套优势,如:
各种类别DVR后端设备优势:
+曾经开发过网络管理软件,谁是百万高清监控的主角?
DVR背景研发厂家DVR与百万高清网络摄像机似乎相关性不大,但是很多人却不知道,DVR与数字摄像机技术其实有很多相通性,强大的DVR研发企业可以最快速度进入百万高清摄像机领域。
下面分析一下:
1)数字摄像机其实就是一个微型计算机系统,FLASH里有LINUX操作系统和监控软件,而这些技术DVR研发厂家早有接触,并积累了丰富的经验。
2)数字摄像机的网络技术与DVR的网络技术接近3)DVR厂家可以最快地向数字摄像机提供丰富的后端录像设备,如:
如混合DVR,PDVR、NVR等,这样才能让数字摄像机的应用与销售更广泛。
谁将是百万高清监控的未来主角?
DVR背景研发厂家说到这里,我们看到DVR背景研发厂家进入百万高清监控领域,具有很大的优势,那么是否会出现大量DVR研发厂家进入这一领域呢?
下面分析一下:
1)之前对摄像机核心技术接触较少,也就是色彩校正、自动曝光与白平衡、电子快门与慢门、帧累积、自动变焦与聚集控制等等,这些技术原先都由芯片公司所为,而今天这些技术都得有自己去开发。
这是阻挡国内公司进入数字百万高清领域的大门槛。
2)百万高清摄像机的后端嵌入式设备,与传统的嵌入式DVR存在很大差别,通常嵌入式DVR,回放多是1-4路,如果解压百万高清视频更加无法处理,同时大多嵌入式DVR所支持的屏幕分辨率是800X600,无法满足百万高清视频的显示。
这两个特点就大大阻止了一批DVR厂家进入百万高清领域。
谁将是百万高清监控的未来主角?
总结:
从以上的分析可以看到,能进入百万高清摄像机生产的厂家,将是寥寥无几,所以数字摄像机的生产厂商,不会象模拟摄像机那样,多如牛毛,产品严重同质化,没有竞争优势。
产品市场预测,经过了我们前面的知识介绍、数字与模拟的对比及厂家优劣分析,我们得出了未来3-5年的预测1)数字摄像机将逐步取代模拟摄像机,DVR销售量将从2010年开始迅速下降,取而代之的是既能接模拟又能接数字高清的混合DVR与纯数字PDVR.,行业竞争预测结果:
1)监控后端DVR设备研发厂商进入前端领域,朝产品多元化发展,并成为数字高清摄像机领域的主角,2)行业逐步走向两极分化,国内数字摄像机厂家最终不超过10家,以3-5家为主.,3)行业逐步走向成熟,产品开发生产门槛越来越高,盗版越来越难,安防行业经销商与工程商利润更趋于合理化,品牌意识大增,少了很多山寨厂家的市场破坏。
波粒的目标趁波粒在国内率先掌握数字摄像机核心技术占据明显优势之时,迅速做大市场,甩开尾随者,在模拟转数字的关键历史时刻,占据有利位置。
引领安防视频监控行业加速奔向数字高清时代,过去的成功只能代表过去,没有现成的路子可以抄袭,我们做生意也一样,要不断否定自我,吸纳新的东西。
我们也不是躺在经验上睡大觉的人,市场,只有市场才最有说服力,顺应市场的发展,是我们的努力方向.,谢谢!
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