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(jué)相對(duì)于1080I(實(shí)際逐次540線)視覺(jué)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(jiàn)”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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)放模式開(kāi)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。