安防監(jiān)控系統(tǒng)標準 HD-SDI與HD-MSDI初探

安防監(jiān)控市場中目前市場容量約為每年1億路左右，其中傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)占據(jù)絕對多數(shù)市場份額，但是，高清化已經(jīng)是大勢所趨，目前市場中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，一段時間內(nèi)可能會存在并存發(fā)展，互為補充的局面。基于目前模擬監(jiān)控設(shè)備的巨大市場保有量及監(jiān)控行業(yè)的較高發(fā)展速度，高清監(jiān)控市場的前景無疑是非常巨大的。

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)顯示格式的標準定義。

數(shù)字電視系統(tǒng)顯示格式的標準，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，相當于我們所說的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，但是因為逐行掃描，市面上更多人感覺相對于1080I(實際逐次540線)視覺效果更加清晰。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)控市場大為模擬監(jiān)控攝像機，其分辨率僅為720×480，只能滿足“看得見”的要求，但是完全無法達到目前不斷提高的對于畫質(zhì)的需求，高清化是必然的選擇。模擬視頻監(jiān)控960H

960H對應(yīng)的視頻是960x576，相對于標清的720*576(D1)來說，960H只能屬于準高清的分辨率。960H監(jiān)控攝像機的推出一方面是延續(xù)了傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控設(shè)計思路，延長了模擬監(jiān)控生命的周期；第二個是出于市場用戶對"高清"監(jiān)控的渴望，以超高的性價比搶占市場優(yōu)勢。

雖然960H有以上的優(yōu)勢，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，仍無法避免顏色失真及易受干擾等問題，這些缺點限制了其發(fā)展空間，后續(xù)市場前景不容樂觀。

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領(lǐng)域，包括國計民生、高新科技、傳統(tǒng)消費等所有行業(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，在安防領(lǐng)域開拓了大片市場，其增長速度已超過模擬視頻監(jiān)控，大有取代傳統(tǒng)模擬監(jiān)控成為市場主流之勢。網(wǎng)絡(luò)攝像機是把圖像進行M-JPEG/H.264編碼壓縮，通過網(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，通過價格低廉的網(wǎng)線進行連接，在系統(tǒng)配套設(shè)施上具有一定優(yōu)勢。但是，由于網(wǎng)絡(luò)攝像機需要對圖像進行H.264編碼壓縮，其系統(tǒng)復(fù)雜性較高，同時會引入較大延時，局域網(wǎng)延時一般在200ms左右，做的比較好的可以做到150ms以內(nèi)，廣域網(wǎng)延時一般在2s左右。另外，網(wǎng)絡(luò)攝像機的功耗相對較高，也是實際系統(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)量的同軸電纜上實現(xiàn)超長距離高清視頻信號的可靠傳輸。HD-CVI究其根本，仍然是屬于模擬傳輸，其發(fā)送端經(jīng)過調(diào)制及高速DAC技術(shù)，將BT1120信號轉(zhuǎn)換為復(fù)合視頻信號，在接收端通過高速ADC及解調(diào)還原為數(shù)字視頻信號。其信號轉(zhuǎn)換過程為無損過程，但是在傳輸過程中容易受到線纜的影響，其最終效果還需經(jīng)過市場進一步驗證。

HD-SDI

從HDcctv聯(lián)盟于2010年點火開始，HD-SDI成為視頻監(jiān)控制造的熱點。一時之間，觀念更新、研發(fā)的艱辛、殺出紅海的期盼，在視頻監(jiān)控高清化的過程中交織而糾結(jié)。HDcctv聯(lián)盟是一個非營利的工業(yè)協(xié)會，致力于發(fā)展、管理、推動HDCCTV(高清閉路電視)的技術(shù)規(guī)范。

HD-SDI高清視頻傳輸標準，是基于普通同軸電纜進行傳輸，以高速數(shù)字視頻信號切換設(shè)備為核心的無損數(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)展的一個理想的解決方案，可以通過單根同軸電纜傳輸720P及1080P等分辨率實時、高清視頻流，其信號頻率為1.5GHz甚至可達3GHz(3G-SDI)。HD-SDI的信號頻率較高，對于傳輸線纜及連接有一定要求。

HD-MSDI

對于相同規(guī)格的同軸電纜，信號的衰減常數(shù)隨頻率的增加而增加，信號的傳輸距離會隨頻率的增加而縮短；如果選用高性能的同軸電纜，可以減少高頻信號的衰減，但是同時也將大幅增加系統(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)時間上有先天的優(yōu)勢，而傳輸距離與系統(tǒng)成本是兩個短板。如果可以延長傳輸距離，則可以擴大HD-SDI高清監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，擴展系統(tǒng)的適用性；同時，若能夠降低HD-SDI高清監(jiān)控系統(tǒng)對線纜規(guī)格的需求，則可以降低高清監(jiān)控系統(tǒng)總體工程成本，也使未來在現(xiàn)有模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)布線基礎(chǔ)上直接升級為高清提供可能性。

HD-MSDI收發(fā)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)

兼容原有HD-SDI標準，增加無損壓縮傳輸方式HD-MSDI，使用VC-2(DiracProvideocodecs)編碼，降低了信號傳輸帶寬，同時支持前向糾錯(FEC)功能，進一步保證了信號的可靠傳輸。

VC-2(DiracProvideocodecs)：Dirac是由BBC采用開放模式開發(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)，實現(xiàn)了先進的壓縮性能。

DiracPro是Dirac標準的子集，僅針對I幀進行壓縮處理，其優(yōu)勢在于低功耗、低延時，適合應(yīng)用于高碼率的高清圖像處理。

前向糾錯(FEC)：是一種數(shù)據(jù)編碼技術(shù)，傳輸中檢錯由接收方進行驗證，在FEC方式中，接收端不但能發(fā)現(xiàn)差錯，而且能確定二進制碼元發(fā)生錯誤的位置，從而加以糾正。FEC方式使用糾錯碼，發(fā)現(xiàn)錯誤無須通知發(fā)送方重發(fā)。

使用HD-MSDI技術(shù)，信號帶寬最高可以降低5倍以上，信號頻率降至270MHz，使用同軸電纜在不加中繼設(shè)備的情況，可以實現(xiàn)250米的長距離傳輸。如果配合相應(yīng)的中繼設(shè)備，傳輸距離還可以大大延長。

新一代HD-SDI/HD-MSDI收發(fā)芯片，兼容HD-SDI標準，在保持了傳統(tǒng)HD-SDI的高畫質(zhì)、實時性、易用性等優(yōu)勢的同時，解決了傳統(tǒng)HD-SDI傳輸距離有限，線纜成本無法進一步降低等問題。上海視弘將攜手各SDI高清視頻監(jiān)控相關(guān)廠商，共同推動高清視頻監(jiān)控市場的發(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)控市場的份額。