智能高速球機的多元化發展

瑞普儀器科技

       隨著市場需求的提升，高速球的應用開始呈現多元化發展。數字化、智能化、網絡化技術的迅猛發展，促使了高速球的特色功能層出不窮...... 1.網絡高速球 網絡高速球是目前高速球的特色發展的重要分支，是傳統模擬智能高速球與網絡技術的結合。在高速球基礎上，增加圖像及聲音編碼模塊和網絡接入模塊即可構成一個基本的網絡型高速球，實現影音數據和控制數據通過網絡這一介質可靠傳輸。 如何在有限的網絡帶寬下更加流暢地傳輸數據是網絡高速球在發展過程中需要解決的首要問題。H.264標準使得運動圖像壓縮技術上升到一個更高的階段，如今H.264的壓縮編碼方式已經成為主流，在較低帶寬上提供高質量的圖像傳輸，在同等的圖像質量條件下，H.264的數據壓縮比是MPEG-4的1.5倍。 另外，雙碼流概念的提出突破網絡傳輸和解碼資源的瓶頸。雙碼流是通過在編碼端采用兩種格式進行編碼，這樣就對包括芯片在內的硬件系統和軟件操作系統都提出了很高的要求。雙碼流的解決方案有兩種，一種是采用更高主頻的芯片來進行編碼壓縮處理，通常至少要達到500M，這樣做的好處是成本相應稍低;另一種是采用兩片芯片，一片芯片完成一種碼流，這樣做能達到較高的穩定性。傳統意義上的雙碼流是指采用一路高碼率用于本地高清存儲，如D1編碼，另一路低碼率的碼流用于網絡傳輸，如CIF編碼，同時兼顧本地存儲和遠程網絡傳輸。目前，雙碼流的拓寬應用，可以實現任意碼流格式選擇編碼，即在編碼是不再指定碼流，可實時地選定碼流進行編碼，不僅實現了雙碼流傳輸、存儲，還實現了任意選擇碼流實時壓縮、并存。雙碼流實現了分別編碼，另行存儲，根據網絡帶寬靈活選擇碼流大小，讓本定高清存儲與低碼流傳輸成為可能，在目前受帶寬瓶頸制約和市場需求的狀態下，雙碼流技術還會存在和繼續發展。 2.夜視高速球 夜間率居高不下的情況使得具有夜視功能的高速球開始活躍，是紅外技術和高速球的結合。紅外技術給與了這一新生力量足夠的支持，一般說來，紅外技術有兩種實現方式：主動式和被動式。主動式紅外是由紅外發光設備主動地發出紅外光束照射目標，再由攝像機感應目標物體反射回來的紅外線并成像;被動式紅外不發射紅外線，依靠探測目標物體自身的紅外輻射形成“熱圖像”。 主動式紅外夜視高速球，由紅外LED和高速球組成，這一組合的出現克服了紅外攝像機不具備旋轉和普通高速球缺少主動發射紅外光束的缺點。然而，這種組合也存在著發展的瓶頸： 畫面質量：夜視畫面有手電筒效應，即中間亮、四角暗，在畫面中部有泛光、光暈等影響圖像質量的現象; 紅外光束的有效照射距離：由于紅外光束的散射，有效距離內的物體才會清晰可見; 紅外發光設備的壽命; 節能與散熱：紅外發光設備的功率大(耗費能量大);散熱量也大，處理不好會對整個系統產生影響; 主動紅外的“反射限制”：只有在紅外光束照射范圍內的物體，并且表面沒有吸光材料或吸光顏色的物體才會反射紅外光，監控時受到“反射限制”。 基于以上幾點主動紅外的缺陷，被動紅外技術開始被高速球家族采納。被動紅外成像技術與高速球結合，實現無光線條件下的監控，這一組合有效地克服了主動紅外技術的缺陷： 畫面質量：通過紅外探測四面陣列將紅外能量(熱量)轉換成為電信號，進而在監視器上生成熱圖像，并可以顯示溫度值; 探測距離：探測距離可達2km以上(紅外發光設備的紅外線有高僅有25%); 節能和散熱：用于高速球的紅外熱成像儀功率為小于2W(100m可視距離紅外發光設備的功率在30W左右，甚至更大);另外用于高速球上的紅外熱成像儀的焦平面陣列上電路和非均勻補償相結合可以不需要熱電致冷器; Lux監控：不受“反射限制”的制約，畢竟，一切溫度大于零K氏溫度(-273攝氏度)的物體都輻射紅外線; 惡劣環境監控：波長在8-14微米這一大氣窗口區的紅外線可以穿透霧氣、陰霾和渾濁空氣、煙、雪等，實現在各種惡劣環境下的監控。 可以看到，被動紅外技術可以克服主動紅外技術的幾乎所有技術缺陷，但是事無，被動紅外技術與高速球組合的發展仍然受到制約。由于紅外光線位于光譜中波長在0.78~1000微米的部分，其中2.0~1000微米的部分稱為熱紅外線，要與材料透射光譜特性相匹配，無法通過聚碳酸酯等材料的球型下罩，只能通過一些紅外材料，如單晶鍺等。不僅如此，由鍺制成的紅外材料價格昂貴，相對來說由硅制成的紅外材料相對便宜一些，但是透射率要較鍺材料差。這些因素都阻礙了室外型的紅外高速球的發展。 3.智能跟蹤，行為分析 可以自動跟蹤和通過行為分析執行相應報警功能的智能高速球一直是高速球智能化的一個重要標志，是高速球與視頻處理技術(算法)的組合。早期的自動跟蹤和行為分析都是基于PC機通過對視頻的讀取與處理來實現的，隨著DSP處理器技術的發展，已經有球機廠家將是實現自動跟蹤和行為分析的視頻處理模塊嵌入到高速球內部。 4.無線傳輸 高速球和無線傳輸技術相結合，可以應用到突發公共事件的應急指揮中。突發事件發生是不可預期的，如今年我國南方地區的冰災，四川地區的地震等自然災害，也包括一些特殊生產現場，如礦山，海上，旅游景區等，如這些地區發生突發事件時，現場原本沒有監控設備或者原本已有的監控設備的使用受到障礙時，需要一些應急指揮平臺體系的建立，無線傳輸高速球正是應這種市場需求應運而生。 作者：邁視王萍

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