安防監(jiān)控市場(chǎng)系統(tǒng)顯示格式標(biāo)準(zhǔn)淺析

安防監(jiān)控市場(chǎng)中目前市場(chǎng)容量約為每年1億路左右，其中傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)占據(jù)絕對(duì)多數(shù)市場(chǎng)份額，但是，高清化已經(jīng)是大勢(shì)所趨，目前市場(chǎng)中960H、HD-IPC、HD-CVI、HD-SDI等方案都是模擬監(jiān)控高清化的方向。以上各種解決方案各有優(yōu)劣，在高清化道路上的不同階段及不同應(yīng)用領(lǐng)域，各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，一段時(shí)間內(nèi)可能會(huì)存在并存發(fā)展，互為補(bǔ)充的局面?；谀壳澳M監(jiān)控設(shè)備的巨大市場(chǎng)保有量及監(jiān)控行業(yè)的較高發(fā)展速度，高清監(jiān)控市場(chǎng)的前景無(wú)疑是非常巨大的。

目前安防監(jiān)控領(lǐng)域?qū)τ陲@示格式及分辨率使用了數(shù)字電視系統(tǒng)顯示格式的標(biāo)準(zhǔn)定義。

數(shù)字電視系統(tǒng)顯示格式的標(biāo)準(zhǔn)，可以分為五種規(guī)格

D1：480i格式(525i)：720×480(水平480線，隔行掃描)，和NTSC模擬電視清晰度相同，行頻為15.25kHz，相當(dāng)于我們所說(shuō)的4CIF(720×576);

D2：480P格式(525p)：720×480(水平480線，逐行掃描)，較D1隔行掃描要清晰不少，和逐行掃描DVD規(guī)格相同，行頻為31.5kHz;

D3：1080i格式(1125i)：1920×1080(水平1080線，隔行掃描)，高清放松采用最多的一種分辨率，分辨率為1920×1080i/60Hz，行頻為33.75kHz;

D4：720p格式(750p)：1280×720(水平720線，逐行掃描)，雖然分辨率較D3要低，但是因?yàn)橹鹦袙呙?，市面上更多人感覺相對(duì)于1080I(實(shí)際逐次540線)視覺效果更加清晰。分辨率為1280×720p/60Hz，行頻為45kHz;

D5：1080p格式(1125p)：1920×1080(水平1080線，逐行掃描)，分辨率為1920×1080P/60Hz,行頻為67.5KHZ。

模擬視頻監(jiān)控D1

目前視頻監(jiān)控市場(chǎng)大為模擬監(jiān)控?cái)z像機(jī)，其分辨率僅為720×480，只能滿足“看得見”的要求，但是完全無(wú)法達(dá)到目前不斷提高的對(duì)于畫質(zhì)的需求，高清化是必然的選擇。

模擬視頻監(jiān)控960H

960H對(duì)應(yīng)的視頻是960x576,相對(duì)于標(biāo)清的720*576(D1)來(lái)說(shuō),960H只能屬于準(zhǔn)高清的分辨率。960H監(jiān)控?cái)z像機(jī)的推出一方面是延續(xù)了傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控設(shè)計(jì)思路，延長(zhǎng)了模擬

監(jiān)控生命的周期;第二個(gè)是出于市場(chǎng)用戶對(duì)"高清"監(jiān)控的渴望，以超高的性價(jià)比搶占市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。雖然960H有以上的優(yōu)勢(shì)，但是其分辨率僅介于D1與720P之間，畫質(zhì)提升效果有限。而且，960H模擬攝像機(jī)，仍無(wú)法避免顏色失真及易受干擾等問(wèn)題，這些缺點(diǎn)限制了其發(fā)展空間，后續(xù)市場(chǎng)前景不容樂(lè)觀。

HD-IPC

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通訊已融入了全球各個(gè)領(lǐng)域，包括國(guó)計(jì)民生、高新科技、傳統(tǒng)消費(fèi)等所有行業(yè)都在經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)化的洗禮。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)也借此優(yōu)勢(shì)，在安防領(lǐng)域開拓了大片市場(chǎng)，其增長(zhǎng)速度已超過(guò)模擬視頻監(jiān)控，大有取代傳統(tǒng)模擬監(jiān)控成為市場(chǎng)主流之勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是把圖像進(jìn)行M-JPEG/H.264編碼壓縮，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)利用TCP/IP協(xié)議，可以將1080P視頻碼流壓縮至8M左右的帶寬進(jìn)行傳輸。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以使用現(xiàn)有大量成熟網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，通過(guò)價(jià)格低廉的網(wǎng)線進(jìn)行連接，在系統(tǒng)配套設(shè)施上具有一定優(yōu)勢(shì)。但是，由于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)需要對(duì)圖像進(jìn)行H.264編碼壓縮，其系統(tǒng)復(fù)雜性較高，同時(shí)會(huì)引入較大延時(shí)，局域網(wǎng)延時(shí)一般在200ms左右，做的比較好的可以做到150ms以內(nèi)，廣域網(wǎng)延時(shí)一般在2s左右。另外，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的功耗相對(duì)較高，也是實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用中需要考慮的因素。

HD-CVI

2012年11月份，HD-CVI高調(diào)高清亮相安防展，吸引了媒體關(guān)注。HDCVI是大華股份自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的同軸高清傳輸接口技術(shù)，是一種基于已有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(zhì)量的同軸電纜上實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離高清視頻信號(hào)的可靠傳輸。HD-CVI究其根本，仍然是屬于模擬傳輸，其發(fā)送端經(jīng)過(guò)調(diào)制及高速DAC技術(shù)，將BT1120信號(hào)轉(zhuǎn)換為復(fù)合視頻信號(hào)，在接收端通過(guò)高速ADC及解調(diào)還原為數(shù)字視頻信號(hào)。其信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程為無(wú)損過(guò)程，但是在傳輸過(guò)程中容易受到線纜的影響，其最終效果還需經(jīng)過(guò)市場(chǎng)進(jìn)一步驗(yàn)證。

HD-SDI

從HDcctv聯(lián)盟于2010年點(diǎn)火開始，HD-SDI成為視頻監(jiān)控制造的熱點(diǎn)。一時(shí)之間，觀念更新、研發(fā)的艱辛、殺出紅海的期盼，在視頻監(jiān)控高清化的過(guò)程中交織而糾結(jié)。

HDcctv聯(lián)盟是一個(gè)非營(yíng)利的工業(yè)協(xié)會(huì)，致力于發(fā)展、管理、推動(dòng)HDCCTV(高清閉路電視)的技術(shù)規(guī)范。

HD-SDI高清視頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)，是基于普通同軸電纜進(jìn)行傳輸，以高速數(shù)字視頻信號(hào)切換設(shè)備為核心的無(wú)損數(shù)字高清傳輸解決方案。

HD-SDI是目前視頻監(jiān)控向高清化發(fā)展的一個(gè)理想的解決方案，可以通過(guò)單根同軸電纜傳輸720P及1080P等分辨率實(shí)時(shí)、高清視頻流，其信號(hào)頻率為1.5GHz甚至可達(dá)3GHz(3G-SDI)。HD-SDI的信號(hào)頻率較高，對(duì)于傳輸線纜及連接有一定要求。

上海視弘已于2013年推出HD-SDI芯片解決方案，包括單路HD-SDI發(fā)送芯片，MV1100系列，單路HD-SDI接收芯片MV1201，四路HD-SDI接收芯片MV4101。目前上海視弘的HD-SDI芯片已在市場(chǎng)上得到了廣泛的認(rèn)可，包括大陸、臺(tái)灣、韓國(guó)等地，很多安防設(shè)備廠商均已推出或量產(chǎn)了使用以上芯片的攝像機(jī)、DVR等方案及產(chǎn)品。

HD-MSDI

對(duì)于相同規(guī)格的同軸電纜，信號(hào)的衰減常數(shù)隨頻率的增加而增加，信號(hào)的傳輸距離會(huì)隨頻率的增加而縮短;如果選用高性能的同軸電纜，可以減少高頻信號(hào)的衰減，但是同時(shí)也將大幅增加系統(tǒng)成本。

在高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，HD-SDI在畫質(zhì)及響應(yīng)時(shí)間上有先天的優(yōu)勢(shì)，而傳輸距離與系統(tǒng)成本是兩個(gè)短板。如果可以延長(zhǎng)傳輸距離，則可以擴(kuò)大HD-SDI高清監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，擴(kuò)展系統(tǒng)的適用性;同時(shí)，若能夠降低HD-SDI高清監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)線纜規(guī)格的需求，則可以降低高清監(jiān)控系統(tǒng)總體工程成本，也使未來(lái)在現(xiàn)有模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)布線基礎(chǔ)上直接升級(jí)為高清提供可能性。

基于以上問(wèn)題，上海視弘在現(xiàn)有HD-SDI單路發(fā)送芯片MV1100和四路接收芯片MV4101產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，開發(fā)出新一代LongReachSDI(HD-MSDI)收發(fā)芯片MV1200、MV4201。

HD-MSDI加入了硬件壓縮技術(shù)，可以將1080P、720P視頻流經(jīng)過(guò)無(wú)損壓縮后進(jìn)行傳輸，同時(shí)引入前向糾錯(cuò)編碼，降低了對(duì)于同軸電纜規(guī)格的要求，大大的提高了信號(hào)傳輸距離，為HD-SDI高清視頻監(jiān)控的發(fā)展提供了廣闊空間。

以下我們將簡(jiǎn)單介紹一下新一代HD-MSDI收發(fā)系統(tǒng)。

1.HD-MSDI收發(fā)系統(tǒng)框圖

2.HD-MSDI收發(fā)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)兼容原有HD-SDI標(biāo)準(zhǔn)，增加無(wú)損壓縮傳輸方式HD-MSDI，使用VC-2(DiracProvideocodecs)編碼，降低了信號(hào)傳輸帶寬，同時(shí)支持前向糾錯(cuò)(FEC)功能，進(jìn)一步保證了信號(hào)的可靠傳輸。VC-2(DiracProvideocodecs)：Dirac是由BBC采用開放模式開發(fā)的一種食品壓縮系統(tǒng)，采用小波變換和算術(shù)編碼等現(xiàn)代技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的壓縮性能。DiracPro是Dirac標(biāo)準(zhǔn)的子集，僅針對(duì)I幀進(jìn)行壓縮處理，其優(yōu)勢(shì)在于低功耗、低延時(shí)，適合應(yīng)用于高碼率的高清圖像處理。

前向糾錯(cuò)(FEC)：是一種數(shù)據(jù)編碼技術(shù)，傳輸中檢錯(cuò)由接收方進(jìn)行驗(yàn)證，在FEC方式中，接收端不但能發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，而且能確定二進(jìn)制碼元發(fā)生錯(cuò)誤的位置，從而加以糾正。FEC方式使用糾錯(cuò)碼，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤無(wú)須通知發(fā)送方重發(fā)。

前向糾錯(cuò)(FEC)

3.HD-MSDI收發(fā)系統(tǒng)性能指標(biāo)如下圖所示，同樣的130米75-3同軸電纜，對(duì)于1.5G頻率信號(hào)的衰減是比500M頻率信號(hào)的衰減大20dB以上。所以，使用500M帶寬，可以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的傳說(shuō)距離。

使用HD-MSDI技術(shù)，信號(hào)帶寬最高可以降低5倍以上，信號(hào)頻率降至270MHz，使用SYV75-3128編同軸電纜在不加中繼設(shè)備的情況，可以實(shí)現(xiàn)250米的長(zhǎng)距離傳輸。如果配合相應(yīng)的中繼設(shè)備，傳輸距離還可以大大延長(zhǎng)。

上海視弘新一代HD-SDI/HD-MSDI收發(fā)芯片MV1200、MV4201，兼容HD-SDI標(biāo)準(zhǔn)，在保持了傳統(tǒng)HD-SDI的高畫質(zhì)、實(shí)時(shí)性、易用性等優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，解決了傳統(tǒng)HD-SDI傳輸距離有限，線纜成本無(wú)法進(jìn)一步降低等問(wèn)題。上海視弘將攜手各SDI高清視頻監(jiān)控相關(guān)廠商，共同推動(dòng)高清視頻監(jiān)控市場(chǎng)的發(fā)展，加速視頻監(jiān)控的高清化，提高SDI監(jiān)控系統(tǒng)在高清視頻監(jiān)控市場(chǎng)的份額。