HD BaseT瞄準(zhǔn)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

HD-SDI CCTV與IP CCTV

近年來，閉路監(jiān)控設(shè)備已由高清數(shù)字設(shè)備所主導(dǎo)，高清數(shù)字設(shè)備已成為視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)中的主流。最近的報(bào)告結(jié)果表明，到2016年，超過45%的監(jiān)控?cái)z像頭出貨品將以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)。全部攝像頭中約35%將支持最高1080@30p的分辨率。

隨著市場上推出越來越多的高清(HD)數(shù)字安全攝像頭，閉路電視制造商正在尋找差異化，并根據(jù)他們的高清分辨率產(chǎn)品推出獨(dú)特的銷售主張。這些廠商應(yīng)支持的功能包括：監(jiān)控更廣泛的區(qū)域(利用HD格式);極佳的圖像清晰度和高色彩再現(xiàn);高幀頻(支持1080@60P);利用先進(jìn)的邊緣分析程序;以及熱圖像處理。

本文將回顧影響閉路電視監(jiān)控市場的關(guān)鍵因素，專注于發(fā)送高清晰度圖像的數(shù)字技術(shù)以及先進(jìn)的監(jiān)控功能。

HD-SDI CCTV

高清串行數(shù)字接口(HD-SDI)根據(jù)SMPTE協(xié)會制定的SDI廣播標(biāo)準(zhǔn)來傳輸視頻。在閉路電視市場上，HD-SDI可通過現(xiàn)有的RJ59U模擬基礎(chǔ)設(shè)施或高端同軸電纜(如RJ6或RJ11)來傳輸高清圖像。

在提到“模擬”時，它往往指的是“標(biāo)準(zhǔn)”分辨率：不是640×420 4CIF，就是720×486分辨率的D1。

HD-SDI支持30fps(每秒幀數(shù))的1280×720p或1920×1080p實(shí)時高清分辨率。在2011和2012年的閉路電視貿(mào)易展上，大批制造商展出了HD-SDI攝像頭。

同軸高清技術(shù)有著光明的未來，這項(xiàng)技術(shù)反映出了人們對未壓縮高清技術(shù)日益增長的需求。

IP CCTV

IP攝像頭通過數(shù)字包穿過LAN或互聯(lián)網(wǎng)傳播實(shí)時視頻流。這意味著人們可以通過智能手機(jī)、平板電腦或者其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遠(yuǎn)程訪問視頻流和進(jìn)行遠(yuǎn)程存儲。

IP閉路電視系統(tǒng)不需要本地錄像，可以通過本地網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)傳送圖像，并記錄、查看和管理圖像。IP攝像頭提供了上萬像素的高細(xì)節(jié)精確度，比標(biāo)準(zhǔn)模擬攝像頭的質(zhì)量好上至少3倍。此外，IP閉路電視攝影機(jī)不需要單獨(dú)的電源，支持POE(通過以太網(wǎng)供電)，還可以通過網(wǎng)絡(luò)電纜供電。另一個好處是，IP系統(tǒng)支持直接使用標(biāo)準(zhǔn)的基于IP的服務(wù)，如通過FTP發(fā)送e-mail或圖像。

基于IP的解決方案有其優(yōu)勢，但在涉及到實(shí)時的高幀頻視頻圖像時，延遲是一個關(guān)鍵因素。其他高清攝像頭在使用LAN解決方案中的HD-SDI或未壓縮數(shù)碼閉路電視時，會以每秒30張圖像的幀速率產(chǎn)生無IP故障或順暢的未壓縮圖像。

基于LAN的未壓縮數(shù)字閉路電視

在HDBaseT技術(shù)的基礎(chǔ)上，閉路電視解決方案能夠傳輸無壓縮的高清視頻、音頻、電源和控制信號。它采用的是一根標(biāo)準(zhǔn)的150米長LAN(cat5e/cat6a)電纜。

HDBaseT是在專業(yè)AV和消費(fèi)電子產(chǎn)品市場上眾所周知的標(biāo)準(zhǔn)。它用來長距離傳輸高清多媒體內(nèi)容。該技術(shù)是由HDBaseT聯(lián)盟制定的，該聯(lián)盟由LG、三星、索尼電影公司和Valens半導(dǎo)體公司建立。LAN上的未壓縮數(shù)字閉路電視利用了成功的HDBaseT技術(shù)，為閉路電視市場提供了同樣簡單、價格優(yōu)惠和高質(zhì)量的產(chǎn)品。

HD-SDI的RG-59U同軸電纜限制為100米長，此時IP會出現(xiàn)實(shí)時圖像失真。而HDBaseT方案在與IP方案相同的設(shè)備上可提供長達(dá)150米的連接電纜，從而實(shí)現(xiàn)IP閉路電視系統(tǒng)的擴(kuò)展和簡單移動。

在所有的未壓縮技術(shù)中，視頻圖像要錄入DVR時，錄像機(jī)需要將未壓縮圖像轉(zhuǎn)換為H.264或類似格式，否則記錄數(shù)據(jù)傳輸速率將會很高。

到目前為止，文中討論的都是傳輸視頻圖像數(shù)據(jù)的技術(shù)。那么，觸發(fā)這些技術(shù)的市場因素有哪些?閉路電視市場的技術(shù)要求又是什么?以下章節(jié)將試圖解決一些這樣的問題。

閉路電視監(jiān)控工程成本的案例

行業(yè)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步

快速發(fā)展的一些行業(yè)(例如：交通運(yùn)輸、零售或者銀行業(yè))都在推動人們對高端閉路電視產(chǎn)品的需求。例如：交通系統(tǒng)要變成“智能交通系統(tǒng)”，火車要變成高速列車，而機(jī)場要容納更多的乘客。這些系統(tǒng)都要有高品質(zhì)的閉路電視產(chǎn)品和應(yīng)用程序。

人們對高清圖像的需求在不斷增加，這加快了模擬系統(tǒng)向IP/網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或未壓縮高清數(shù)字設(shè)備的轉(zhuǎn)化。模擬市場已達(dá)到飽和點(diǎn)。在產(chǎn)品的生命曲線圖上，模擬攝像頭可能正處于成熟階段的高峰期;它將被IP攝像頭或其他數(shù)碼產(chǎn)品所取代。

一些大城市于2000年開始建設(shè)城市安全項(xiàng)目，后來，這些項(xiàng)目在全球的發(fā)展勢頭上漲。據(jù)估算在2016年有300萬個城市將會建設(shè)閉路電視保安系統(tǒng)。

所有閉路電視技術(shù)的目標(biāo)都是要滲入到現(xiàn)有的模擬市場，要引導(dǎo)現(xiàn)在的市場玩家轉(zhuǎn)向數(shù)字技術(shù)。當(dāng)然，所有這些技術(shù)都需要供應(yīng)商具有互動性和兼容性。這個生態(tài)系統(tǒng)只能通過使用一個統(tǒng)一并被廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)才能實(shí)現(xiàn)。

高清數(shù)碼攝像頭傳輸未壓縮的高清視頻會產(chǎn)生較高的存儲需求和成本。未壓縮高清數(shù)字若是想要進(jìn)入主流的模擬采購市場，存儲價格必須優(yōu)惠。

制造商需要熟悉不同的技術(shù)，才能針對各種情況給出正確的解決方案。未壓縮高清數(shù)字產(chǎn)品的定位是成為模擬產(chǎn)品的潛在替代品，而基于IP/網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控解決方案的定位是在現(xiàn)有企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中成為大規(guī)模部署的最佳解決方案。但是，這是不是正確的方法呢?

閉路電視監(jiān)控工程成本的案例

利用HD-SDI技術(shù)的閉路電視系統(tǒng)(如：基于同軸電纜的無壓縮高清);利用HDBaseT技術(shù)的閉路電視系統(tǒng)(如：基于LAN的無壓縮高清);IP/網(wǎng)絡(luò)閉路電視系統(tǒng)。

新中央銀行總部大廈的新閉路電視安裝的系統(tǒng)要求包括：全高清1080@30fps，100%覆蓋率;實(shí)時現(xiàn)場查看，系統(tǒng)總延遲低于150ms;24/7安全覆蓋;穩(wěn)定和可靠的系統(tǒng)(安全數(shù)據(jù));先進(jìn)的視頻分析，可追查可疑活動;集成為更大監(jiān)控系統(tǒng)的一部分(低帶寬控制，通過現(xiàn)有的ADSL網(wǎng)絡(luò)傳送圖像到遠(yuǎn)程位置);簡單的日常維護(hù)(易于安裝和使用)。閉路電視設(shè)備則需要89x高清DVR、89高清攝像頭及WKC-100(CMS中心的關(guān)鍵控制器)。圖1對中央銀行位置點(diǎn)的閉路電視項(xiàng)目布局進(jìn)行了說明。

最有效的解決方案是部署在LAN解決方案上的新型未壓縮閉路電視：與HD-SDI相比便宜20%左右，與IP相比要便宜37%;面向未來的設(shè)計(jì)支持高達(dá)1080@60fps的未壓縮圖像分布。

兩種未壓縮技術(shù)(通過LAN和同軸電纜)都提供了可靠的解決方案：它們都采用了簡單安裝(同軸電纜或CATx)，基于HDBaseT的解決方案還使用了當(dāng)前的IP基礎(chǔ)設(shè)施，并支持未來向IP的遷移;它們都減少了在整個安裝路徑上的故障點(diǎn)(無需網(wǎng)絡(luò)設(shè)備);更好的未壓縮圖像性能具有更好的色彩再生性，能夠?qū)崿F(xiàn)低延遲和高幀率的傳輸。