高清晰度摄像机是借用广播电视的概念,应用电视一直用分辨率来评价图像表达细节的能力。高分辨率是应用电视摄像机一直追求的目标,在保持扫描格式不变的条件下,水平分辨率不断地提高,如所谓模拟高清摄像机,其分辨率可达600-700TVL。有些摄像机的摄像器件像素数可达130万、500万,甚至更高,它们的输出信号是标清的视频信号,在电子变焦(拍摄或显示局部图像)时,可得到很高的分辨率,但它们仍是标准电视制式设备,与之保持完全的互换性。还有些大像素的摄像机,因不能保证足够的帧率,已属数码相机的范畴。
高清电视摄像机则不同,它要求图像分辨率在水平、垂直两方向上比平均标准电视增加一倍,并且亮、色分离(标清是通过频谱交错技术复合在一起),所以(电视)扫描制式、基带信号格式与标清电视不同,两者不再兼容,不可互换。目前高清摄像机的图像输出主要是数字流。
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系统是否与广播电视保持基本相同的制式。我们知道应用电视一直采用与广播电视基本相同的制式,保持基本设备的通用和互换性,在传输、记录、显示、编辑方面基本采用广播电视的设备,而把专用摄像机做为自己研发的重点。视频监控技术在数字化过程中,产生了许多独具特色的设备,如数字存贮设备和上面提到的摄像机,好像要与广播电视分道扬镳,于是产生了高清监控系统是否继续坚持原有的选择的疑问。其实毋庸置疑,在高清时代,应用电视仍将与广播电视保持基本相同的制式。做为电视技术的两个轮子,它们具有共同的技术基础,广播电视在巨大市场需求的拉动下,是电视技术进步的箭头,也带动着应用电视的技术进步。保持这种方式符合技术规律和市场规律,也最具经济性。
图像识别、内容分析
人们把解决现行视频监控系统的不足寄望予智能化,甚至期望它能解决目前存在的所有问题,然而现实与期望相差还很远。
图像的自动解释是视频监控系统智能化的基本标志,但其真正的含义、基本功能及实现的途径是经过很长时间的探索才逐渐清楚的。通过图像来识别个体是安全系统最迫切的要求,近年来,图像识别有了大量的成果,各领域,特别是安全领域都有了初步的应用,主要有两种方式:
· 验证:通过对监控目标的识别,确认目标的身份及正在发生行为的合法性。这是安防系统的基本功能和典型应用;
·识别:将输入特征与数据库中大量的参考值进行比对,确定目标的身份,以发现各种事件的相关线索。是侦察系统的典型应用,这样的系统要建立海量的样本数据库。
以上两种方式和应用都要求系统首先要定义特征,并保证原始输入和现场输入的相关性,也就是建立一个稍加限制的环境。然而通常的视频监控系统达不到这个要求。这就必须导找一个新的途径,我们知道图像的两个分辨能力为图像识别、内容分析提供了条件,成为图像技术研究的方向。内容分析自主的定义(简单)特征不与原始输入相对比,而是通过图像关联来实现目标的识别、行为分析和预测等,所以称为图像内容分析。它以通常的视频(监控)系统为基础平台,是监控系统智能化的方向和实现途径(笔者六年前在a&s上撰文时提出的)。
图像内容分析的研究分四个阶段,产品和应用也分四个层面:
· 将(运动)目标从视频图像中分离出来。并能在简单环境下(单目标、背景单纯)对目标分类;
· 在简单环境下对目标进行行为分析,判定其运动的方向、方式,目标的复合或离散,发现和告警异常的行为;产生目标的运动轨迹,并能进行目标的自动跟踪;进行目标的统计、关联、过滤、趋势预测等;
最重要的是要解决高清图像与标准图像系统的集成问题。它们不能简单地成为两个独立的系统,以保证高清系统的高质量图像和高分辨率。视频监控系统必须对系统中各种信号源的图像进行综合显示、记录和编辑等处理,对高清图像进行下变换,或对标准图像进行上变换。目前很少见到将标清信号上变换的系统,大多系统在图像显示时,都是将高清图像信号解码成标清格式(下变换),显然这样的系统将高清摄像机的图像质量打了折扣。
谈到实现高清视频监控系统的技术途径,又回到上节的问题,既存在HDcctv和网络视频两种方案。从媒体的宣传看,网络视频的呼声似乎很高,最近有关HDcctv的声音才逐渐多起来,其实在技术成熟性和图像质量方面,后者是有优势的,只是受传输带宽的限制,应用范围上有一定限度。而网络视频目前主要应用于视频监控系统的组网,重点还放在解决网络间的互联,系统间的互操作和数据间的互通(解码)等方面,对实现高清图像的传输并没提出更好的方案。
强调制订统一的标准就引出一个问题,既高清监控系统是否与广播电视保持基本相同的制式。我们知道应用电视一直采用与广播电视基本相同的制式,保持基本设备的通用和互换性,在传输、记录、显示、编辑方面基本采用广播电视的设备,而把专用摄像机做为自己研发的重点。视频监控技术在数字化过程中,产生了许多独具特色的设备,如数字存贮设备和上面提到的摄像机,好像要与广播电视分道扬镳,于是产生了高清监控系统是否继续坚持原有的选择的疑问。其实毋庸置疑,在高清时代,应用电视仍将与广播电视保持基本相同的制式。做为电视技术的两个轮子,它们具有共同的技术基础,广播电视在巨大市场需求的拉动下,是电视技术进步的箭头,也带动着应用电视的技术进步。保持这种方式符合技术规律和市场规律,也最具经济性。