模數(shù)混合應(yīng)用在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的新高度(全文)
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文/王信 浙江大華科技股份有限公司產(chǎn)品經(jīng)理
以傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)為例，模擬監(jiān)控技術(shù)具備完整成熟的解決方案，技術(shù)成熟、系統(tǒng)穩(wěn)定一直是其在國內(nèi)外監(jiān)控領(lǐng)域占據(jù)重要市場份額的根本，但受限于其在視頻清晰度、視頻傳輸距離、控制部署、業(yè)務(wù)應(yīng)用等方面存在著技術(shù)層面固有的限制，影響其應(yīng)用范圍及后續(xù)的發(fā)展。為了首先解決視頻資源整合，更為便捷、有效的統(tǒng)一管理視頻資源，模擬監(jiān)控系統(tǒng)多通過模擬信號(hào)編碼轉(zhuǎn)為數(shù)字形式，實(shí)現(xiàn)視頻資源統(tǒng)一的目的，這也是早期的模數(shù)混合應(yīng)用，如下圖拓?fù)?/strong>所示。
這種早期通用的模數(shù)混合的構(gòu)造，模擬擬視頻信號(hào)通過同軸電纜與矩陣相連，再通過矩陣向大屏顯示區(qū)輸出視頻信號(hào)，以達(dá)成實(shí)時(shí)監(jiān)控的效果，同時(shí)在前端將視頻分給數(shù)字硬盤錄像機(jī)進(jìn)行本地編碼和存儲(chǔ)。這種架構(gòu)通過矩陣作為中控，可實(shí)現(xiàn)前端接入視頻的切換輸出，但模擬視頻信號(hào)的存儲(chǔ)與檢索依賴于嵌入式數(shù)字硬盤錄像機(jī)DVR，或者編碼器，將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成按特定數(shù)字編碼規(guī)則編碼的數(shù)字視頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)視頻資源本地存儲(chǔ)和向視頻專網(wǎng)分享視頻的作用。為實(shí)現(xiàn)視頻資源的有效調(diào)度和管理，利用對(duì)嵌入式數(shù)字硬盤錄像機(jī)DVR的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)在線管理，很好的實(shí)現(xiàn)了資源統(tǒng)一調(diào)度的需求。
模數(shù)混合應(yīng)用的發(fā)展
前面介紹的這種模數(shù)混合架構(gòu)是自嵌入式數(shù)字硬盤錄像機(jī)與編碼器普及后最常用的架構(gòu)，既實(shí)現(xiàn)了原來模擬監(jiān)控系統(tǒng)的投資保護(hù)，同時(shí)也為視頻資源的統(tǒng)一管理提供了解決手段。但構(gòu)成這種系統(tǒng)的產(chǎn)品，在高清逐漸普及、高清化智能化需求愈來愈強(qiáng)烈的現(xiàn)階段，其清晰度、視頻分析等性能、功能已明顯與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的快速發(fā)展的需求不相適應(yīng)。
如下圖所示，通道九、通道十一、通道十二均為模擬標(biāo)清效果，而通道十則為同軸高清圖像效果，模擬標(biāo)清的效果僅僅是看到大概場景，看到有沒有人，看到人的走向，而高清升級(jí)后的效果提升明顯，能看到更多細(xì)節(jié)，比如場景內(nèi)車輛信息，人物特征信息等等。
960H模擬高清的效果已經(jīng)被事實(shí)證明無法滿足真正高清的需求，而HDSDI的出現(xiàn)則是讓業(yè)內(nèi)眼前一亮。HDSDI使用高質(zhì)量同軸電纜傳輸數(shù)字視頻信號(hào)，提供高達(dá)720P1080P級(jí)別的視頻圖像，其架構(gòu)部署與操控習(xí)慣基本與模擬標(biāo)清系統(tǒng)類似，配合專屬的SDI光端機(jī)以及SDI數(shù)字硬盤錄像機(jī)，可以方便地集成到原有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，繼承模擬監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)、安全等特性，這種架構(gòu)上的混合高清，已經(jīng)突破了傳統(tǒng)意義上的“模數(shù)”混合。然而，在筆者看來，HDSDI技術(shù)并沒有真正全面實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬系統(tǒng)的替代，HDSDI前端傳輸距離的限制，施工精細(xì)程度，造價(jià)成本高昂等因素，限制著HDSDI在市場的普及，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)模數(shù)混合系統(tǒng)中模擬部分的有效升級(jí)。
在這種情況下，模數(shù)混合系統(tǒng)的高清化發(fā)展一直都是網(wǎng)絡(luò)高清為主，而以同軸線纜為主的模擬監(jiān)控系統(tǒng)，遲遲不能解決對(duì)原有系統(tǒng)的覆蓋和繼承。
同軸高清技術(shù)是兩年異軍突起的黑馬，成為近兩年全球安防市場最熱門的基礎(chǔ)技術(shù)之一。同軸高清技術(shù)支持720P1080P乃至更高的400萬、4K圖像分辨率，同時(shí)支持同軸控制信號(hào)、音頻信號(hào)復(fù)合在視頻信號(hào)上，并可保證高清視頻信號(hào)在同軸線纜上超遠(yuǎn)距離傳輸，這一技術(shù)有效地解決了對(duì)原有模擬標(biāo)清系統(tǒng)特點(diǎn)的繼承，有效地實(shí)現(xiàn)了模擬系統(tǒng)架構(gòu)高清化的需求，面世之后迅速在全球市場獲得追捧，以同軸高清技術(shù)為基礎(chǔ)的全新模數(shù)混合應(yīng)用也迅速增長起來。
高清模數(shù)混合應(yīng)用新發(fā)展
2014年年底，經(jīng)由全國安全防范報(bào)警系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制訂的《安全防范高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求GA/T 1211-2014》正式批準(zhǔn)，2015年4月該標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)提出，“高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端、傳輸、終端三部分組成。按其傳輸方式的不同，分為IP網(wǎng)絡(luò)型、非IP網(wǎng)絡(luò)型和混合型三種類型”。
在《安全防范高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求GA/T 1211-2014》標(biāo)準(zhǔn)中，還特別介紹了第三種高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，即混合型高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)中提到，混合型高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)是IP網(wǎng)絡(luò)型和非IP網(wǎng)絡(luò)型系統(tǒng)的組合應(yīng)用;根據(jù)實(shí)際需求情況，混合型高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)可有多種組合模式，主要架構(gòu)如下圖所示：
在國內(nèi)的一些安全防范項(xiàng)目建設(shè)中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在很多行業(yè)內(nèi)屬于必建的子系統(tǒng)，由于系統(tǒng)分階段施工，施工年限不同，普遍存在一期模擬標(biāo)清、二期SDI高清、三期網(wǎng)絡(luò)高清的情況，模數(shù)混合的情況可以說在目前各個(gè)行業(yè)中還是很普遍的。以公安為例，早期天眼工程多是以模擬標(biāo)清為主，后續(xù)新建的一級(jí)點(diǎn)位多以高清為主，工程內(nèi)標(biāo)清資源的升級(jí)改造就是一個(gè)難點(diǎn);再以國內(nèi)的地鐵軌道建設(shè)為例，北、上、廣、深走在軌道建設(shè)的前列，但視頻監(jiān)控體系都還是早期的模擬標(biāo)清系統(tǒng)，雖然已完成了系統(tǒng)資源的整合，但清晰度的硬傷仍限制了這些項(xiàng)目里后續(xù)的業(yè)務(wù)拓展，如何實(shí)現(xiàn)高清升級(jí)也是擺在用戶面前的痛點(diǎn)。選擇什么樣的高清接入方式，能夠既保證新建高清效果，也能實(shí)現(xiàn)前期系統(tǒng)平滑高清升級(jí)，是目前各行業(yè)用戶最為關(guān)心的。
在GA/T 1211-2014標(biāo)準(zhǔn)中，混合型高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)部分給出了參考的基礎(chǔ)技術(shù)：
6.1.1 系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，并滿足使用現(xiàn)場的環(huán)境適應(yīng)性和電磁兼容性要求。
6.1.2 系統(tǒng)各種配套設(shè)備的性能及技術(shù)要求應(yīng)協(xié)調(diào)一致，以保證高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的圖像質(zhì)量滿足系統(tǒng)性能指標(biāo)。
6.1.3 系統(tǒng)中涉及視頻編解碼的設(shè)備應(yīng)采用SVAC、H.264、H.265等視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，宜優(yōu)先采用SVAC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。
6.1.4 系統(tǒng)中涉及IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換、傳輸、控制的設(shè)備應(yīng)符合GB/T 28181標(biāo)準(zhǔn)。
6.1.5 系統(tǒng)中涉及非IP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備宜支持符合IEC 62676-3、HDcctv 2.0 S1200或HDcctv2.0 S1205 等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的HD-SDI、HD-CVI等接口。
在混合高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)給出了推薦的接入方式或接口技術(shù)，而其中的HDCVI同軸高清技術(shù)則在這種混合高清系統(tǒng)中，以HDCVI同軸高清技術(shù)的特點(diǎn)，可以有效覆蓋和繼承原有模擬標(biāo)清系統(tǒng)，在混合型高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)中有著強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，。
備注：
高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)High Definition Video Surveillance System
系統(tǒng)圖像分辨率大于等于1920×1080，系統(tǒng)圖像水平分辨力大于等于800TVL的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
注：系統(tǒng)圖像分辨率大于等于1280×720且小于1920×1080，系統(tǒng)圖像水平分辨力大于等于600TVL時(shí)，稱為準(zhǔn)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
HDCVI：高清復(fù)合視頻接口(High definition composite video interface)
HD-SDI 高清串行數(shù)字接口 (High Definition Serial Digital Interface) SVAC 安全防范監(jiān)控?cái)?shù)字視音頻編碼(Surveillance Video and Audio Coding)
展望
社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，客觀對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、有效性、可靠性、便捷性提出了更高要求。
具體講，其一是行業(yè)化、專業(yè)化應(yīng)用程度將會(huì)不斷加深，傳統(tǒng)的安防監(jiān)控定會(huì)向行業(yè)訴求所需的諸如經(jīng)營性質(zhì)的監(jiān)控方向發(fā)展，而且對(duì)同一套系統(tǒng)的覆蓋面和實(shí)施距離也提出了更高的要求，點(diǎn)多面廣的覆蓋率和不同行業(yè)的專業(yè)化訴求都將會(huì)是影響整個(gè)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)方案的關(guān)鍵，對(duì)基礎(chǔ)技術(shù)的業(yè)務(wù)能力要求也會(huì)越來越多。
其二是視頻資源與專業(yè)業(yè)務(wù)資源的整合利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)據(jù)的集中優(yōu)化處理，達(dá)到建為用的效果，轉(zhuǎn)視頻資源為價(jià)值資源。
這兩點(diǎn)要求正是與視頻資源整合應(yīng)用和視頻監(jiān)控高清化的需求相吻合的，高清化和資源整合成為了滿足系統(tǒng)要求的基礎(chǔ)必要條件。根據(jù)客戶的實(shí)際應(yīng)用情況，我們現(xiàn)在擁有更多的高清技術(shù)選擇，去滿足客戶不同的建設(shè)需要，這些都將是混合型方案發(fā)力的地方，高清化的混合視頻監(jiān)控系統(tǒng)也將會(huì)在未來的行業(yè)發(fā)展中被提升至一新的高度。
評(píng)論