IP/HD-SDI高清高速球技術(shù)發(fā)展趨勢探討
高清網(wǎng)絡(luò)高速球是在傳統(tǒng)模擬高速球的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,在其基礎(chǔ)上,增加高清一體化機(jī)芯、視音頻編碼模塊、網(wǎng)絡(luò)接入模塊,即可構(gòu)成一個(gè)基本的網(wǎng)絡(luò)型高速球,實(shí)現(xiàn)高清影音數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)這一介質(zhì)進(jìn)行可靠傳輸。對于高清網(wǎng)絡(luò)高速球如何在有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬下更加流暢地傳輸數(shù)據(jù),是目前廠商需解決的首要問題。H.264的壓縮編碼逐漸成為主流,在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸,在同等的圖像質(zhì)量條件下,H.264的數(shù)據(jù)壓縮比是MPEG-4的1.5倍。但由于采用網(wǎng)絡(luò)傳輸,網(wǎng)絡(luò)延時(shí)也是一個(gè)很重要的考慮參數(shù)。
高速球首先需要重視高速運(yùn)行性能,其次還需要非常注重球機(jī)的低速運(yùn)行性能這一關(guān)鍵指標(biāo)。例如國內(nèi)外一些主流廠商的高清高速球產(chǎn)品通過對步進(jìn)電機(jī)細(xì)分技術(shù)的深入研究,其手動(dòng)最低速0.01度/秒,預(yù)置位速度可達(dá)300度/秒,此外通過無級變速,人性化變焦/速度自動(dòng)匹配等技術(shù)實(shí)現(xiàn)良好的低速平穩(wěn)性和高速精確性,確??蛻粼谶M(jìn)行比例變倍操作和預(yù)置位設(shè)定時(shí),具有良好的視覺感受。
目前主流的高清高速球產(chǎn)品均可以提供豐富的多樣化功能,如前端音頻輸入、音頻輸出、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、視頻遮擋、視頻移動(dòng)報(bào)警、巡航掃描、花樣掃描、看守位、系統(tǒng)重啟、機(jī)芯參數(shù)設(shè)置等功能,此外一些技術(shù)能力雄厚的廠商還開發(fā)了一些特色功能,如OSD菜單、3D定位等功能。產(chǎn)品系列日趨豐富,從像素上來看,目前有130萬、200萬、300萬像素的;從傳感器類型來看,有CMOS、CCD和最新的Exmor CMOS等;從產(chǎn)品形態(tài)來看,有普通高速球、紅外高速球、激光高速球等;從光學(xué)性能來看,有18X、20X、28X等。
HD-SDI高清高速球技術(shù)分析
HD-SDI高速球一開始被推向市場時(shí)就經(jīng)常出現(xiàn)“傳輸距離太短”的質(zhì)疑,如果用HDMI只有幾十米,就算用同軸電纜也只能達(dá)到100米。但可喜的是,目前廠商已開始重視傳輸距離問題,目前最為普遍的是HD-SDI通過轉(zhuǎn)Fiber的光端機(jī)轉(zhuǎn)換為光纖電纜傳送,同時(shí)為了能滿足多路的HD-SDI信號的單向或雙向傳送。光端機(jī)也有以WDM/DWDM/CWDM等多頻道光波長分頻方式的傳輸,達(dá)成一路以上的HD-SDI光纖信號載送傳輸要求,可讓HD-SDI攝像機(jī)信號傳輸達(dá)到30-70公里。
對于球機(jī)的控制部分,由于HD-SDI無法控制及傳送聲音信號,如果單獨(dú)走線的話,肯定會(huì)影響施工的便利性,如果在同軸中同時(shí)傳輸PTZ控制信號以及音頻信號的話,由于各廠商開發(fā)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,很容易會(huì)造成兼容性問題,目前在透過同軸傳輸信號的載波(CarriesWave)技術(shù)下,已可以在信號無用的部分嵌入這種類似過去16/32bit單一同軸傳輸?shù)姆绞絹韨鬏斂刂坪吐曇粜盘枴_@為HD-SDI發(fā)展打開了技術(shù)之路,傳統(tǒng)矩陣系統(tǒng)在高清的夾縫下有了起死回生的契機(jī)。
目前監(jiān)控系統(tǒng)影像在呈現(xiàn)上,多以CVBS的模擬信號輸入和VGA或HDMI終端顯示器為主,高清多以720P/1080P為主要顯示格式,同時(shí)在數(shù)字電視HDTVSMPTE-296M/274M規(guī)定下,輸入格式大多為HDMI或DVI以及YC信號接口格式,而大部分顯示器廠商都以HD-SDI高清需求的HDMI界面接口來認(rèn)定,但相對于SDI的信號接口格式,BNC還是最好的選擇。雖然多數(shù)液晶顯示器都可以支持HDMI-1080P,但相對有嵌入SDI接收芯片及存在SDI的接口格式就只能在小尺寸的顯示器和大屏去找尋著手,這也目前HD-SDI發(fā)展遇到問題。
HD-SDI攝像機(jī)目前缺乏系統(tǒng)性的管理平臺(tái)工具,在整合、集中管控上遇到很大的問題,且在存儲(chǔ)方面,由于不能像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)那樣進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存儲(chǔ),出現(xiàn)“能看不能存”的問題。但受到HybridDVR概念影響以及SDI-DVR的出現(xiàn),此類問題不再困擾想要使用HD-SDI攝像機(jī)的工程商,因?yàn)橄鄬τ诰W(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控,HD-SDI的儲(chǔ)存要求是對等的,而且HD-SDI更有優(yōu)勢的是可以保證錄像的清晰和實(shí)時(shí)性,而從容量上來看,HD-SDI與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)相同影像所占用的存儲(chǔ)空間幾乎相同。
新技術(shù)應(yīng)用需求
隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的普及和手機(jī)等移動(dòng)終端的多樣化,越來越多高端用戶通過使用iPhone/iPad等移動(dòng)終端,隨時(shí)隨地查看和控制高清高速球的需求日漸明顯。目前大部分廠商的高清高速球產(chǎn)品可通過移動(dòng)終端實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻等基本功能,但是一些高級的操作還不能完全實(shí)現(xiàn)。但是少數(shù)廠商的高清高速球產(chǎn)品目前具備通過移動(dòng)終端對高速球的控制如3D定位、預(yù)置位調(diào)用、報(bào)警、抓拍等功能。
高清高速球的應(yīng)用場合通常都是安裝在室外,所以夜視能力成為市場的一個(gè)很重要的需求,目前的高清高速球的夜視功能通常采用主動(dòng)紅外來實(shí)現(xiàn),利用紅外燈補(bǔ)光,在夜間低照度情況下可進(jìn)行高清監(jiān)控。夜視距離的遠(yuǎn)近,紅外燈開啟的方式,紅外燈的材質(zhì)直接影響夜視的效果。
對于一款優(yōu)秀的高清高速球來說,在市場應(yīng)用中除需要考慮功能性之外,更重要的是使用的便捷性。例如,采用獨(dú)具特色的磁吸附式機(jī)芯快裝結(jié)構(gòu),在工程安裝時(shí)固定好外罩后直接將機(jī)芯對準(zhǔn)好定位孔放下即可,不需要旋轉(zhuǎn)固定,也不用螺絲固定,安裝非??旖萸曳€(wěn)固。采用一體化的安裝方式,機(jī)芯、風(fēng)扇、電路板等都分層裝嵌,有利于機(jī)膽內(nèi)外形成空氣對流,能有效地分散機(jī)身內(nèi)部熱量。
未來發(fā)展需突破瓶頸
雖然IP/HD-SDI的高清高速球技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展,但在實(shí)際應(yīng)用中,還存在有待提升和改進(jìn)的地方,高清高速球由于一體化攝像機(jī)變焦鏡頭組受當(dāng)前國際技術(shù)水平的限制,變焦鏡頭組的遠(yuǎn)焦一直處于95mm這個(gè)難關(guān)左右徘徊。一般16倍光學(xué)變焦的焦距范圍是4-64mm;18倍光學(xué)變焦的焦距范圍是3.1-73.8mm;20倍光學(xué)變焦的焦距范圍是4.7-94mm。從以上數(shù)據(jù)不難看出20倍光學(xué)變焦鏡頭組的遠(yuǎn)焦94mm是看得最遠(yuǎn)的,而且20X光學(xué)變倍,1080P全實(shí)時(shí)分辨率的高清高速球產(chǎn)品也是目前市場的主流。
另外考慮到夜間監(jiān)控,市場對夜視距離也提出很高需求,但是目前大部分廠商都還沒有紅外高清高速球產(chǎn)品,只有少數(shù)的一些研發(fā)實(shí)力雄厚的廠商已經(jīng)有相關(guān)的高清紅外球產(chǎn)品。
隨著IP/HD-SDI等技術(shù)的日趨成熟和完善,未來高清高速球?qū)?huì)在如下幾個(gè)方面取得突破:
1、IP/HD-SDI高清高速球與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合
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