當(dāng)今安防視頻的傳輸方式
當(dāng)經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展到一定高度，人們的物質(zhì)要求必然會(huì)提高，人們對(duì)自己生活環(huán)境的安全度也會(huì)更加關(guān)注，由此一來，視頻監(jiān)控漸漸融入到我們的日常生活中，當(dāng)我們看著幾乎將我們包圍起來的各種視頻監(jiān)控設(shè)備時(shí)，你是否曾經(jīng)關(guān)注過：這么多視頻圖像是怎樣傳輸?shù)奖O(jiān)控機(jī)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(jiān)控主要用于安防行業(yè)，那么接下來就讓我們淺略地聊一下當(dāng)今安防的視頻傳輸方式與上墻技術(shù)。
當(dāng)今安防視頻的傳輸方式
1、模擬標(biāo)清傳輸
模擬標(biāo)清傳輸?shù)哪M信號(hào)是通過同軸電纜進(jìn)行基帶傳輸，它在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)傳輸質(zhì)量會(huì)有明顯衰減，特別是彩色信號(hào)衰減的更厲害，所以模擬信號(hào)在長距離傳輸時(shí)常常會(huì)加裝信號(hào)補(bǔ)償器，尤對(duì)模擬標(biāo)清信號(hào)里的高頻部分進(jìn)行補(bǔ)償。
2、高清模擬傳輸
對(duì)于高清模擬來說，目前市場(chǎng)上較為出色的產(chǎn)品就是大華股份的HDCVI和?？低暤腍DTVI了，下面就讓我們一起了解一下這兩款產(chǎn)品。
2012年11月，大華技術(shù)股份有限公司發(fā)布了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的模擬高清傳輸接口技術(shù)HDCVI。HDCVI技術(shù)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)超長距離高清視頻信號(hào)的可靠傳輸。相較于HD-SDI子系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)傳輸介質(zhì)的高要求，HDCVI可以適應(yīng)較長距離、低成本的傳輸介質(zhì)以及復(fù)雜的部署場(chǎng)合，是一種低成本、長距離、無延遲、高效率、抗干擾且易實(shí)施的百萬像素級(jí)高清視頻傳輸技術(shù)。
隨后，在今年6月份?？低曂瞥龅男乱淮S高清HDTVI技術(shù)則是致力于提升同軸高清各方面性能，讓高清更清晰、設(shè)備接入自適應(yīng)、系統(tǒng)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(shù)能夠在已有模擬傳輸線上實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離高清視頻信號(hào)的可靠傳輸。其技術(shù)核心是HDTVI芯片，在前端攝像機(jī)和后端編碼器分別增加發(fā)送芯片和接收芯片，提升數(shù)據(jù)傳輸距離，通過?？低曄冗M(jìn)的圖像處理技術(shù)、后端編碼技術(shù)，進(jìn)一步提升畫質(zhì)，同時(shí)，避免了模擬系統(tǒng)固有的CVBS的色度串?dāng)_現(xiàn)象，將亮度和色度信號(hào)進(jìn)行徹底分離。HDTVI充分發(fā)揮了?？低曉趫D像、編碼等方面的優(yōu)勢(shì)，延續(xù)了模擬系統(tǒng)的穩(wěn)定性，繼承了同軸高清“簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)、超距”三大特點(diǎn)，高清更簡(jiǎn)單，監(jiān)控更實(shí)時(shí)，傳輸更遠(yuǎn)距。
3、數(shù)字傳輸
中威電子技術(shù)總監(jiān)李鵬告訴我們，數(shù)字傳輸分為兩類，一類是非壓縮數(shù)字傳輸，另一類是壓縮數(shù)字傳輸。
非壓縮數(shù)字傳輸
SDI即serial digital interface，就是數(shù)字非壓縮技術(shù)，來自廣電領(lǐng)域。視頻經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后，有2條路可以走，壓縮或者非壓縮。IP監(jiān)控需要壓縮，其好處是大量節(jié)約帶寬，是視頻在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸成為可能，同時(shí)也約束視頻資料的存儲(chǔ)容量，代價(jià)是視頻質(zhì)量的下降、操控存在延遲性以及開放性架構(gòu)無法避免的隱患。非壓縮就是所謂的數(shù)字非壓縮技術(shù)，其標(biāo)準(zhǔn)有很多種，比如常見的HDMI、DVI和SDI。
SDI目前根據(jù)視頻分辨率和幀率可分為3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：SD-SDI即標(biāo)清SDI，主要針對(duì)標(biāo)清分辨率，每秒25幀或30幀(分別是PAL制和NTSC制)，模數(shù)轉(zhuǎn)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)分辨率為1080P，幀率為25或30，模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)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(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)量大致為2.9Gbps。
隨著高清技術(shù)的發(fā)展，4K技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)下CMOS逐行掃描可達(dá)到2160P。采用4K的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)畫質(zhì)相比于200萬像素，垂直分辨率更高，畫面細(xì)節(jié)層次更精準(zhǔn)，顯示更清晰、更干凈細(xì)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(zhì)且光線復(fù)雜場(chǎng)所的監(jiān)控需求。而隨后，更高清的8K、16K等技術(shù)也將出現(xiàn)并被應(yīng)用于市場(chǎng)上，到那時(shí)，視頻在清晰度方面一定會(huì)有質(zhì)的上升。
2壓縮數(shù)字傳輸
壓縮數(shù)字傳輸
視頻服務(wù)器的關(guān)鍵技術(shù)之一是數(shù)字視頻壓縮技術(shù)，在目前中國網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和視頻服務(wù)器的產(chǎn)品市場(chǎng)上，各種壓縮技術(shù)百花齊放，可以分為： M-JPEG、MPEG-4、H.264等。
M-JEPG采用幀內(nèi)壓縮方式，圖像清晰 、穩(wěn)定，適合用于視頻編輯，而且可以靈活設(shè)置每路的視頻清晰度和壓縮幀數(shù)。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(diǎn)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(shù)的網(wǎng)絡(luò)型產(chǎn)品可使用帶寬較低的網(wǎng)絡(luò)，如PSTN、ISDN、ADSL等，大大節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用。另外，MPEG-4最高分辨率可達(dá)720×576，接近DVD畫面效果，基于圖像壓縮的模式?jīng)Q定了它對(duì)運(yùn)動(dòng)物體可以保證有良好的清晰度。它的這些優(yōu)點(diǎn)，使它成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品生產(chǎn)廠商開發(fā)的重要趨勢(shì)之一。H.264標(biāo)準(zhǔn)使運(yùn)動(dòng)圖像壓縮技術(shù)上升到了一個(gè)更高的階段，在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸是其應(yīng)用亮點(diǎn)，H.264具有比MPEG和H.263++更優(yōu)秀的PSNR性能。
中威電子技術(shù)總監(jiān)李鵬認(rèn)為，由中星微電子與公安部聯(lián)合制定的SVAC標(biāo)準(zhǔn)，雖然類似于H.264，但具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、在其基礎(chǔ)上做了改進(jìn)及優(yōu)化算法上比H.264更高效的優(yōu)勢(shì)，有一些省份已經(jīng)在慢慢推廣該技術(shù)，只是該技術(shù)的核心技術(shù)只掌握在中星微電子手中，還需要繼續(xù)觀察其研發(fā)水平及國家政策?？偟膩碚fH.264在國內(nèi)與用的還是比較成功的。
4、混合傳輸技術(shù)
模數(shù)混合傳輸設(shè)備的使用可以在原來的模擬監(jiān)控系統(tǒng)里面直接進(jìn)行擴(kuò)容升級(jí)。在原有點(diǎn)位附近增加網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，只需把攝像機(jī)和電源安裝好，攝像機(jī)的視頻(數(shù)字)信號(hào)直接通過模/數(shù)傳輸器接入到原有的同軸線里面，再到監(jiān)控中心接入接收器，把數(shù)/模信號(hào)分離出來，輸入到各自設(shè)備即可。其簡(jiǎn)化了系統(tǒng)組建的步驟，節(jié)省了二次布線施工的費(fèi)用。也可實(shí)現(xiàn)模擬系統(tǒng)到數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的無縫升級(jí)。而索尼的模數(shù)混合同傳正是這一技術(shù)的佼佼者。
5、光纖傳輸
光纖傳輸通過把視頻及控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)在光纖中傳輸，它傳輸距離遠(yuǎn)、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(zhì)量較好，比較適合遠(yuǎn)距離傳輸，是解決幾十甚至幾百公里電視監(jiān)控傳輸?shù)淖罴呀鉀Q方式。而這里所說的光纖傳輸，則分通過光端機(jī)傳輸和直接連接EPON傳輸兩種。視頻光端機(jī)在中國的發(fā)展是伴隨著監(jiān)控發(fā)展開始的，視頻光端機(jī)就是把1到多路的模擬視頻信號(hào)通過各種編碼轉(zhuǎn)換成光信號(hào)通過光纖介質(zhì)來傳輸?shù)脑O(shè)備，又分為模擬光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī)。而以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EthernetPassive OpticalNetwork：EPON)是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，是當(dāng)今世界上新興的覆蓋最后一公里的寬帶光纖接入技術(shù)，它采用點(diǎn)到多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。它在物理層采用了PON技術(shù)，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，采用PON的拓?fù)浣Y(jié)果實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。因此，它綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。中間采用光分路等無源設(shè)備，光纖接入各個(gè)用戶點(diǎn)(ONU)，更多地節(jié)省光纜資源，并具有帶寬資源共享、節(jié)省機(jī)房投資、設(shè)備安全性高、建網(wǎng)速度快、綜合建網(wǎng)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
目前的視頻監(jiān)控，清晰度較之前高，點(diǎn)位規(guī)模較以前大，這樣的監(jiān)控現(xiàn)狀給傳輸所帶來的一個(gè)直接問題便是需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量成幾何級(jí)成倍地增長，而為解決這些海量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠傳輸，最好的辦法就是使用光纖，隨著光纖價(jià)格的進(jìn)一步平民化，目前光纖的應(yīng)用可以說是“舊時(shí)王謝堂前燕，飛入尋常百姓家”。
顯示傳輸
視頻傳輸?shù)淖罱K目的，必然是要以畫面的形式顯示在人們面前，那么就需要上電視墻顯示。模擬標(biāo)清是通過解碼卡或者解碼器的BNC接口輸出模擬視頻信號(hào)給監(jiān)視器實(shí)現(xiàn)上電視墻的功能；模擬高清則通過DVI接口接到電視墻監(jiān)視器上；而SDI級(jí)非壓縮數(shù)字傳輸擁有專門的顯示器，一般通過SDI DVR達(dá)到上墻的目的，同時(shí)它也支持通過BNC接口實(shí)現(xiàn)上墻；網(wǎng)絡(luò)傳輸其上墻方式則更加簡(jiǎn)單、便捷，它直接通過NVR或者電腦就可實(shí)現(xiàn)上墻顯示，相對(duì)來說，人們使用起來更加方便，操作起來更加便捷。
3安防專用設(shè)備上墻顯示方式
安防專用設(shè)備上墻顯示方式
對(duì)于安防專用設(shè)備來說，其上墻顯示方式一般是有兩種：經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)連接電腦顯示和本地顯示。其中，直接經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)連接電腦上墻顯示的設(shè)備比較普遍的就是我們經(jīng)常見到的DVR和NVR。本地顯示常見的有四種：HDMI、VGA、DVI及BNC，其中HDMI、VGA、DVI是高清接口，而BNC則是標(biāo)清接口。
HDMI(High Definition Multimedia Interface)即高清晰度多媒體接口，是一種數(shù)字化視頻/音頻接口技術(shù)，是適合影像傳輸?shù)膶Ｓ眯蛿?shù)字化接口，其可同時(shí)傳送音頻和影像信號(hào)，最高數(shù)據(jù)傳輸速度為18Gbps。同時(shí)無需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換。HDMI可搭配寬帶數(shù)字內(nèi)容保護(hù)(HDCP)，以防止具有著作權(quán)的影音內(nèi)容遭到未經(jīng)授權(quán)的復(fù)制。HDMI所具備的額外空間可應(yīng)用在日后升級(jí)的音視頻格式中。HDMI不僅可以滿足1080P的分辨率，還可支持DVD Audio等數(shù)字音頻格式，支持八聲道96kHz或立體聲192kHz數(shù)碼音頻傳送，可以傳送無壓縮的音頻信號(hào)和視頻信號(hào)。HDMI也可用以用于機(jī)頂盒、DVD播放機(jī)、個(gè)人電腦、電視游樂器、綜合擴(kuò)大機(jī)、數(shù)字音響與電視劇。同時(shí)，它也支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的設(shè)備有著“即插即用”的特點(diǎn)，信號(hào)源于現(xiàn)實(shí)設(shè)備之間會(huì)自動(dòng)進(jìn)行“協(xié)商”，自動(dòng)選擇最合適的視頻/音頻格式。
VGA(Video Graphics Array)即視頻圖形陣列，是IBM在1987年隨PS/2一起推出的使用模擬信號(hào)的一種視頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)，在當(dāng)時(shí)具有分辨率高、顯示速率快、顏色豐富等優(yōu)點(diǎn)，在彩色顯示器領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)于一些嵌入式VGA顯示系統(tǒng)，可以在不使用VGA顯示卡和計(jì)算機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)VGA圖像的顯示和控制。系統(tǒng)具有成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用靈活的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于超市、車站、飛機(jī)場(chǎng)等公共場(chǎng)所的廣告宣傳和提示信息顯示，也可應(yīng)用于工廠車間生產(chǎn)過程中的操作信息顯示，還能以多媒體形式應(yīng)用與日常生活，且經(jīng)過近年來的改進(jìn)，VGA最大輸出已經(jīng)可以達(dá)到1080P高清顯示。
DVI(Digital Visual Interface)即數(shù)字視頻接口，基于TMDS(Transition Minimized Differential Signaling，最小化傳輸差分信號(hào))技術(shù)來傳輸數(shù)字信號(hào)，TMDS運(yùn)用先進(jìn)的編碼算法把8bit數(shù)據(jù)(R、G、B中的每路基色信號(hào))通過最小轉(zhuǎn)換編碼為10bit數(shù)據(jù)(包含行場(chǎng)同步信息、時(shí)鐘信息、數(shù)據(jù)DE、糾錯(cuò)等)，經(jīng)過DC平衡后，采用差分信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)，它和LVDS、TTL相比有較好的電磁兼容性能，可以用低成本的專用電纜實(shí)現(xiàn)長距離、高質(zhì)量的數(shù)字信號(hào)傳輸。
DVI常見的有兩種接口，一種是DVI-D接口，這種接口只能接收數(shù)字信號(hào)，接口上只有3排8列共24個(gè)針腳，不兼容模擬信號(hào)，但是它可同時(shí)傳送音頻和視頻信號(hào)；另一種則是DVI-I接口，這種接口可同時(shí)兼容模擬和數(shù)字信號(hào)，只是兼容模擬信號(hào)并不意味著模擬信號(hào)的接口D-Sub接口可以接連在DVI-I接口上，而是必須通過一個(gè)轉(zhuǎn)換接頭才能使用，一般采用這種接口的顯卡都會(huì)帶有相關(guān)的轉(zhuǎn)換接頭。與DVI-D接頭不同的是，DVI-I接頭只可傳送視頻信號(hào)。
BNC(基本網(wǎng)絡(luò)卡)接口是10Base2的接頭，即同軸細(xì)纜接頭?？梢愿艚^視頻輸入信號(hào)，使信號(hào)相互間干擾減少，且信號(hào)帶寬要比普通15幀的D型接口大，可達(dá)到更佳的信號(hào)響應(yīng)效果。這種接口的網(wǎng)卡對(duì)應(yīng)用于用細(xì)同軸電纜為傳輸介質(zhì)的以太網(wǎng)或令牌網(wǎng)中，目前這種接口類型的網(wǎng)卡較少見，主要因?yàn)橛眉?xì)同軸電纜作為傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)就比較少?，F(xiàn)在多用于安防行業(yè)監(jiān)視器傳輸視頻信號(hào)和有線電視室內(nèi)墻壁接口。只有17英寸以上顯示器中的部分新產(chǎn)品才具備這種接口。它的視頻信號(hào)輸入線分別由R、G、B以及水平掃描、垂直掃描五條線構(gòu)成，這種接頭能夠把視頻中三基色的輸入訊號(hào)分開，使它們相互獨(dú)立，這樣可最大限度避免造成干擾，從而使視頻輸入特性得到改善。也因?yàn)槿绱耍珺NC方式一直是專業(yè)級(jí)顯示器的特色之一。但是，近來BNC正在被DVI數(shù)字視頻方式所取代。當(dāng)然，在DVI設(shè)備的價(jià)格以及銷量還不能完全滿足市場(chǎng)需要之前，BNC還會(huì)繼續(xù)存在一段時(shí)間。
用于傳輸?shù)臄z像機(jī)接口
主要用于傳輸?shù)臄z像機(jī)接口中，模擬標(biāo)清一般是擁有一個(gè)BNC接口，用于輸出標(biāo)清信號(hào)；模擬高清擁有兩個(gè)BNC接口，其中一個(gè)用于輸出高清信號(hào)，另一個(gè)輸出標(biāo)清信號(hào)的接口則用于調(diào)試；SDI則是擁有兩個(gè)BNC接口和一個(gè)HDMI接口，其中一個(gè)輸出模擬標(biāo)清信號(hào)的BNC接口用于調(diào)試，另一個(gè)用于輸出高清信號(hào)，而輸出高清數(shù)字信號(hào)的HDMI接口則用于前端調(diào)試；此外，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主流傳輸方式是RJ-45接口網(wǎng)線傳輸，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般也擁有一個(gè)輸出模擬標(biāo)清信號(hào)的BNC接口以備調(diào)試用和一個(gè)HDMI接口用于輸出高清數(shù)字信號(hào)。
聊到這里，不知大家對(duì)于安防視頻的傳輸方式與上墻是否有了一定的了解，筆者在此也只是發(fā)表一些自己淺薄的觀點(diǎn)，如若有錯(cuò)誤之處，還希望各位能夠多多指教。
京公網(wǎng)安備 11010502049343號(hào)