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淺談安防監控視頻傳輸方式與上墻技術

文字:[大][中][小] 2015-5-14    瀏覽次數:1080    

當經濟水平發展到一定高度,人們的物質要求必然會提高,人們對自己生活環境的安全度也會更加關注,由此一來,視頻監控漸漸融入到我們的日常生活中,當我們看著幾乎將我們包圍起來的各種視頻監控設備時,你是否曾經關注過:這么多視頻圖像是怎樣傳輸到監控機房或安保中心的呢?又是如何顯示出來的呢?眾所周知,視頻監控主要用于安防行業,那么接下來就讓我們淺略地聊一下當今安防的視頻傳輸方式與上墻技術。

當今安防視頻的傳輸方式

1、模擬標清傳輸

模擬標清傳輸的模擬信號是通過同軸電纜進行基帶傳輸,它在遠距離傳輸時傳輸質量會有明顯衰減,特別是彩色信號衰減的更厲害,所以模擬信號在長距離傳輸時常常會加裝信號補償器,尤對模擬標清信號里的高頻部分進行補償。

2、高清模擬傳輸

對于高清模擬來說,目前市場上較為出色的產品就是大華股份的HDCVI和海康威視的HDTVI了,下面就讓我們一起了解一下這兩款產品。

2012年11月,大華技術股份有限公司發布了具有自主知識產權的模擬高清傳輸接口技術HDCVI。HDCVI技術基于已有SYV75-3或SYV75-5同軸電纜的高清視頻傳輸方法,能夠在低成本和較低質量的同軸電纜上實現超長距離高清視頻信號的可靠傳輸。相較于HD-SDI子系統在實際應用中對傳輸介質的高要求,HDCVI可以適應較長距離、低成本的傳輸介質以及復雜的部署場合,是一種低成本、長距離、無延遲、高效率、抗干擾且易實施的百萬像素級高清視頻傳輸技術。

隨后,在今年6月份海康威視推出的新一代同軸高清HDTVI技術則是致力于提升同軸高清各方面性能,讓高清更清晰、設備接入自適應、系統更智能。HDTVI,是High Definition Transport Video Interface的縮寫,即高清傳輸視頻接口。HDTVI技術能夠在已有模擬傳輸線上實現超遠距離高清視頻信號的可靠傳輸。其技術核心是HDTVI芯片,在前端攝像機和后端編碼器分別增加發送芯片和接收芯片,提升數據傳輸距離,通過海康威視先進的圖像處理技術、后端編碼技術,進一步提升畫質,同時,避免了模擬系統固有的CVBS的色度串擾現象,將亮度和色度信號進行徹底分離。HDTVI充分發揮了海康威視在圖像、編碼等方面的優勢,延續了模擬系統的穩定性,繼承了同軸高清“簡單、實時、超距”三大特點,高清更簡單,監控更實時,傳輸更遠距。

3、數字傳輸

中威電子技術總監李鵬告訴我們,數字傳輸分為兩類,一類是非壓縮數字傳輸,另一類是壓縮數字傳輸。

非壓縮數字傳輸

SDI即serial digital interface,就是數字非壓縮技術,來自廣電領域。視頻經過模數轉換后,有2條路可以走,壓縮或者非壓縮。IP監控需要壓縮,其好處是大量節約帶寬,是視頻在IP網絡上傳輸成為可能,同時也約束視頻資料的存儲容量,代價是視頻質量的下降、操控存在延遲性以及開放性架構無法避免的隱患。非壓縮就是所謂的數字非壓縮技術,其標準有很多種,比如常見的HDMI、DVI和SDI。

SDI目前根據視頻分辨率和幀率可分為3個標準:SD-SDI即標清SDI,主要針對標清分辨率,每秒25幀或30幀(分別是PAL制和NTSC制),模數轉化后的視頻帶寬大致為250Mbps左右(如果是16:9,則為360Mbps左右);HD-SDI即高清SDI,這個標準主要針對分辨率為1080P,幀率為25或30,模數轉換后的數據量為1.485Gbps;3G-SDI為高清高幀率SDI,分辨率仍為1080P,但是幀率增大到50或者60,模數轉換后的數據量大致為2.9Gbps。

隨著高清技術的發展,4K技術也逐漸走入人們的視線,4K是指分辨率為3840×2160,長寬比為16:9,在此標準下CMOS逐行掃描可達到2160P。采用4K的高清網絡攝像機畫質相比于200萬像素,垂直分辨率更高,畫面細節層次更精準,顯示更清晰、更干凈細膩、更給人以身臨其境的感覺,可以有效地解決需要高清畫質且光線復雜場所的監控需求。而隨后,更高清的8K、16K等技術也將出現并被應用于市場上,到那時,視頻在清晰度方面一定會有質的上升。

壓縮數字傳輸

視頻服務器的關鍵技術之一是數字視頻壓縮技術,在目前中國網絡攝像機和視頻服務器的產品市場上,各種壓縮技術百花齊放,可以分為: M-JPEG、MPEG-4、H.264等。

M-JEPG采用幀內壓縮方式,圖像清晰 、穩定,適合用于視頻編輯,而且可以靈活設置每路的視頻清晰度和壓縮幀數。另外,其壓縮后的格式可以讀取單一畫面,因此可以任意剪接,特別適用于安防取證的用途。MPEG-4著眼點在于解決低帶寬上音視頻的傳輸問題,在164KHZ的帶寬上,平均可傳5-7幀/秒,采用MPEG-4壓縮技術的網絡型產品可使用帶寬較低的網絡,如PSTN、ISDN、ADSL等,大大節省了網絡費用。另外,MPEG-4最高分辨率可達720×576,接近DVD畫面效果,基于圖像壓縮的模式決定了它對運動物體可以保證有良好的清晰度。它的這些優點,使它成為當前網絡產品生產廠商開發的重要趨勢之一。H.264標準使運動圖像壓縮技術上升到了一個更高的階段,在較低帶寬上提供高質量的圖像傳輸是其應用亮點,H.264具有比MPEG和H.263++更優秀的PSNR性能。

中威電子技術總監李鵬認為,由中星微電子與公安部聯合制定的SVAC標準,雖然類似于H.264,但具有自主知識產權、在其基礎上做了改進及優化算法上比H.264更高效的優勢,有一些省份已經在慢慢推廣該技術,只是該技術的核心技術只掌握在中星微電子手中,還需要繼續觀察其研發水平及國家政策。總的來說H.264在國內與用的還是比較成功的。

4、混合傳輸技術

模數混合傳輸設備的使用可以在原來的模擬監控系統里面直接進行擴容升級。在原有點位附近增加網絡數字攝像機,只需把攝像機和電源安裝好,攝像機的視頻(數字)信號直接通過模/數傳輸器接入到原有的同軸線里面,再到監控中心接入接收器,把數/模信號分離出來,輸入到各自設備即可。其簡化了系統組建的步驟,節省了二次布線施工的費用。也可實現模擬系統到數字網絡系統的無縫升級。而索尼的模數混合同傳正是這一技術的佼佼者。

5、光纖傳輸

光纖傳輸通過把視頻及控制信號轉換為光信號在光纖中傳輸,它傳輸距離遠、衰減小,抗干擾性能好,與其他幾種傳輸方式來比,它的圖像質量較好,比較適合遠距離傳輸,是解決幾十甚至幾百公里電視監控傳輸的最佳解決方式。而這里所說的光纖傳輸,則分通過光端機傳輸和直接連接EPON傳輸兩種。視頻光端機在中國的發展是伴隨著監控發展開始的,視頻光端機就是把1到多路的模擬視頻信號通過各種編碼轉換成光信號通過光纖介質來傳輸的設備,又分為模擬光端機和數字光端機。而以太網無源光網絡(EthernetPassive OpticalNetwork:EPON)是一種新型的光纖接入網技術,是當今世界上新興的覆蓋最后一公里的寬帶光纖接入技術,它采用點到多點的結構、無源光纖傳輸,在以太網之上提供多種業務。它在物理層采用了PON技術,在鏈路層使用以太網協議,采用PON的拓撲結果實現了以太網的接入。因此,它綜合了PON技術和以太網技術的優點。中間采用光分路等無源設備,光纖接入各個用戶點(ONU),更多地節省光纜資源,并具有帶寬資源共享、節省機房投資、設備安全性高、建網速度快、綜合建網成本低等優點。

目前的視頻監控,清晰度較之前高,點位規模較以前大,這樣的監控現狀給傳輸所帶來的一個直接問題便是需要傳輸的數據量成幾何級成倍地增長,而為解決這些海量數據的穩定可靠傳輸,最好的辦法就是使用光纖,隨著光纖價格的進一步平民化,目前光纖的應用可以說是“舊時王謝堂前燕,飛入尋常百姓家”。

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