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  • 高清發展的幾個技術要點和方向
    時間:2014-12-06    來源:深圳中暉科技    瀏覽次數:2800

    一、何謂高清

      對于視頻監控而言,圖像清晰度無疑是最關鍵的特性。圖像越清晰,細節越明顯,觀看體驗越好,智能分析等應用業務的準確度也越高。所以圖像清晰度是視頻監控永恒的追求。衡量圖像清晰度的標準是分辨率,單位是像素。這個值越大,圖像越清晰。所謂高清、標清,差異也就體現在這里。兩者之間的分界線就是百萬像素或720p,達到百萬像素或720p的就是高清。 (1)1080i格式,是標準數字電視顯示模式。1125條垂直掃描線,1080條可見垂直掃描線,16:9,分辨率為1920×1080,隔行/60Hz,行頻為33.75KHz。 (2)720p格式,是標準數字電視顯示模式。750條垂直掃描線,720條可見垂直掃描線,16:9,分辨率為1280×720,逐行/60Hz,行頻為45KHz。(3)1080p格式,是標準數字電視顯示模式。1125條垂直掃描線,1080條可見垂直掃描線,16:9,分辨率為1920×1080逐行掃描,專業格式。

      二、高清監控的優勢

      無論是從分辨率、顯示效果還是流暢度來看,高清都比標清更有優勢。從分辨率來看,720p的分辨率是CIF分辨率的9倍、1080i/1080p的分辨率是CIF分辨率的20,在同樣的顯示環境下,高清會清晰得多。從顯示效果來看,高清既支持大屏顯示,又支持16:9寬屏顯示,可以大大增強用戶的觀看體驗。從流暢度來看,高清支持更高的幀率,比如720p1080i/1080p都可以支持60/秒或60/秒,其圖像流暢度比標清要高一倍。所以,高清監控是監控行業發展最主流的趨勢之一。對客戶而言,高清只有在包含了前端、平臺、存儲、瀏覽、顯示等各個環節時才有意義。因此,要實現真正的高清監控,必須從視頻源的采集、視頻信號的編碼壓縮、視頻信號的傳輸、視頻的瀏覽、錄像文件的回放等環節全面支持高清。

      三、高清監控在安防領域的應用

      前端

      在此前,安防行業多是采用摸擬系統,相對于這些傳統的閉路電視監控系統,高清攝像機無須同軸電纜、無須龐大的視頻分配器;安裝所需設備少,可大幅減少線材,從而大幅降低工程成本;同時,高清網絡攝像機是利用寬帶網傳輸圖像,非常廉價,可充分利用網絡資源,增強監控范圍的靈活性,并可利用網絡更新軟件,直接實現遠端監控。

      傳輸

      監控系統傳輸技術主要有視頻基帶傳輸、光纖傳輸、網絡傳輸、微波傳輸、雙絞線平衡傳輸和寬頻共纜傳輸等六種傳輸方式。每種技術都有其自身特點及應用層面。在過去,由于光纖傳輸有著衰減小、頻帶寬、不受電磁波干擾、保密性好等優點,因此光纖專線傳輸曾經是解決長距離視頻監控高速傳輸的最佳方式。隨著網絡技術迅猛發展,目前各種寬帶網絡層出不窮,除了企業自建的光纖專網達到千兆帶寬,局域網也逐漸朝1000M、10000M方向發展。同時,各大運營商也在大力發展EPON、GPON光網,使得帶寬達到Gbit以上。這些都為高清視頻圖像在網絡中的高效傳輸提供了更好的載體,并使得網絡傳輸也成為長距離音視頻傳輸的另一種最佳選擇。

      目前,采集后未經壓縮的高清視頻信號有模擬和數字兩種傳輸方式,模擬傳輸一般采用YPbPr分量傳輸,一路高清視頻信號需要三根同軸線纜同時傳輸。數字傳輸一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI傳輸,其中DVIHDMI的傳輸距離只有幾米,不適合用于監控傳輸,HD-SDI雖可以傳輸百米左右,但對同軸電纜的要求很高,線纜的價格也非常昂貴。而如果在前端就對高清視頻進行高效壓縮處理,然后通過IP網絡傳輸的話,其傳輸成本與標清監控網絡化傳輸成本相當。

      由于高清視頻在廣域網上傳輸存在限制,加強帶寬建設是解決高清傳輸和網絡帶寬問題的重要途徑。此外,因高清占用了更高的網絡帶寬,在組建高清系統特別是大路數高清系統時,對于網絡帶寬的使用要精心設計。例如,100M以太網,實際上同時只能承載5~6路高清圖像(考慮到以太網的碰撞偵聽特性),如果同一視頻源有多個用戶訪問,占用的帶寬會更大。因此對于系統設計、組播、轉發等技術的使用就顯得尤為重要。

      存儲

      目前,安防系統中常用的存儲方式有DAS直連、NAS網絡硬盤和IPSAN等構架,其中IPSAN方式采用IP構架的以太網傳輸,具備良好的擴展性、共享性和較低的分攤應用成本,是目前大中型集中監控存儲主要采用的技術之一。這些存儲方式都是IT行業非常成熟的技術,存儲介質也多半是采用IT上通用的數據硬盤,容量一般是TB級以上(按每路每小時數據量1G計算,1TB的數據硬盤大約可存儲720P的視頻圖像1000小時或者1000路攝像機同時錄像1個小時的數據),現在2TB的數據硬盤也逐漸走入人們的視線。隨著具體高清監控項目規模的不斷擴大,大型高清監控系統PB級海量存儲解決方案將得到普遍應用。

      對于高清監控系統而言,高清視頻存儲的安全性要求也很高,特別是存儲的視頻錄像回放的問題。視頻能否回放取決于幾個方面:

      一,存儲設備是否具有足夠的混合讀寫性能,以保證存儲可在大量高清視頻寫入的同時滿足多路視頻的回放?;旌献x寫性能不足,不僅可能影響正常的視頻寫入和回放,嚴重時還有可能造成后續視頻完全無法寫入。

      二,存儲系統的安全性和穩定性,先進的RAID技術、高可靠的企業級磁盤可有效降低因為磁盤損壞而造成數據丟失的可能性,保證高清視頻實時可用。

      三,數據備份,重要場所的圖像或普通場所的某時段重要圖像往往需要有備份,以確保在一段時間內該視頻隨時可用。一般可在視頻采集時同時保存到多臺存儲,或先保存單個文件,之后再復制到另一臺存儲等方式來實現。對重要視頻文件的多重保存或備份是設計高清監控系統時必須考慮的問題。

      四,平臺軟件媒體管理系統的有效性,主要是媒體管理系統后臺的數據庫結構設計。能否通過關鍵字,快速、準確、有效地檢索到目標視頻是媒體管理系統的重要指標,否則高清視頻即使保存下來,也有可能無法檢索到、無法用于圖像調用和圖像分析,那么圖像存儲就變得沒有意義。

      此外,智能分析和數據挖掘功能也在存儲系統中充分體現其應用價值。以智能建筑項目為例,存儲時間可由3個月或半年擴展到一年,加上前端監控點位的后期擴展,其需要的存儲容量則更大。若加裝智能分析模塊與時間、報警觸發存儲相結合,視頻存儲所需要的空間將大大減少。在一些重要場合(如機場、海關)的出入口,也可將高清攝像機抓拍的人臉或車牌視頻與后臺存儲數據庫中黑名單進行對比,判斷是否為犯罪嫌疑人或違法車輛等,若是與黑名單信息相吻合則進行報警并聯動配套系統。

      管理平臺 面對智能建筑行業項目規模日益龐大和復雜、系統整合趨勢越來越明顯的趨勢,一個強大的支撐調度軟件必不可缺少,特別對于垂直集中的管理機制平臺,授權管理(是否給某個用戶具備操作權限)與級別控制(不同級別的用戶具備不同的控制管理,操作權限)顯得尤為突出。在軟件架構上C/S結構和B/S結構各有所長,針對監控系統的不同需求可以按需選擇。但是C/S架構的軟件系統的功能應用可以做得更豐富,通信開銷更少,建議以C/S結構為主。在硬件上,考慮到原有的投資和未來擴展的需求,硬件平臺的高度整合和大集成功能也非常重要。例如是否同時支持摸擬和數字接入,是否同時支持高清和標清系統,是否支持智能分析功能,是否擁有完善的編解碼功能,是否支持大規模組網……等。

      顯示 高清效果必須使用優秀的顯示設備才能表現出來。后端的顯示設備一般有CRT、LCD、PDP三種。而高清顯示效果必須要使用大尺寸顯示器才能表現出來,現在有采用拼接墻技術,比如在體育場館、建筑群的大型指揮中心,大都使用拼接大屏。目前拼接屏中DLP最成熟,但LCD拼接墻也正在逐漸搶占市場,從清晰度來說,LCD完全可以滿足1080p的使用要求。此外還有新的顯示技術(OLED高清屏)等都已將高清晰指標放在最重要的位置,而各類顯示屏也都將169寬屏成為高清產品的定型規格。

      譬如,DVI接口的傳輸完全采用了數字格式,保證了視頻源到顯示終端傳輸過程中信息的完整性,可以得到更快捷的傳輸速度以及更清晰的影像。再如HDMI接口,避免了DVI接口面積過大、不能傳輸音頻等缺點,雖然HDMI最高傳輸速度小于DVI(DVI可達8Gbps,HDMI5Gbps,最高畫質的HDTV信號傳輸需要2Gbps),但其支持八聲道或單聲道的數碼音頻傳輸,無需單獨使用音頻連接線。同時其連接線的長度也可以達到20多米(DVI線在8米以上就會影響畫質)。與DVI接口相比,HDMI不僅擁有更高帶寬和更高分辨力等特性,還能集視頻傳輸和音頻傳輸于一身,大大簡化了線纜的連接。

      三、高清監控整體解決方案的幾個發展趨勢

      綜上分析,要實現高清監控必須要有完整的高清監控設備和解決方案來實現。為了全面滿足高清監控的需求,特別是針對智能建筑行業的高清監控需求DVSONE( 迪威索鈮),經過多年的沉淀和技術積累,傾力推出了整體高清監控解決方案,完整的產品線涵蓋至前端視頻采集、編碼、傳輸、存儲、控制、解碼輸出,直至中心管理平臺等,這些產品和方案已經在2010年多個銀行和平安城市標志性項目中得到廣泛應用。

    1.例如130/200萬像素CCD高清網絡攝像機和高清球,可實現200萬像素高清視頻圖像實時傳輸,已經廣泛在交通,城市治安發揮重大作用!

    2.DVSONE 網絡硬盤錄像機NVR,可接入8720P高清網絡攝像機,實現高清HDMI顯示,錄像和回放等

    3.同時對于大路數高清,DVSONE 成熟而超高性能價格比的IPSAN 也將是你的首選!

    4.高清解碼器,支持高清解碼;或利用128路網絡視頻輸入,36路輸出VGA網絡數字矩陣,每個VGA多畫面切換的技術。

    5.視頻綜合管理平臺,完善的矩陣功能和智能視頻分析功能,同時支持高清、標清和網絡IP矩陣,DVSONE  DV-WEB軟件平臺還可以接其他主流50個品牌的網絡攝像機或DVR的圖像,包容和先進將是DVSONE 軟件的特色

    6.高清寬動態超低照度CMOS的誕生將會對高清CCD造成很大的沖擊,。目前已經上市的DVS-NC100MP-WDR 具有110倍的超寬動態和0。01LUX的照度

    7.第三代紅外高清夜視,DVSONE 利用在行業第三代行業的領先技術儲備,利用成熟的開發出來多款中遠距離紅外高清夜視品種,

             8.   更多新品將在第三季度推出.
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