IP/HD-SDI高清高速球技術(shù)發(fā)展趨勢探討

標簽：IP/HD-SDI 高速球技術(shù)

高清網(wǎng)絡(luò )高速球技術(shù)分析

高清網(wǎng)絡(luò )高速球是在傳統模擬高速球的基礎上發(fā)展而來(lái)，在其基礎上，增加高清一體化機芯、視音頻編碼模塊、網(wǎng)絡(luò )接入模塊，即可構成一個(gè)基本的網(wǎng)絡(luò )型高速球，實(shí)現高清影音數據和控制數據通過(guò)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據，是目前廠(chǎng)商需解決的首要問(wèn)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的數據壓縮比是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。

高速球首先需要重視高速運行性能，其次還需要非常注重球機的低速運行性能這一關(guān)鍵指標。例如國內外一些主流廠(chǎng)商的高清高速球產(chǎn)品通過(guò)對步進(jìn)電機細分技術(shù)的深入研究，其手動(dòng)最低速0.01度/秒，預置位速度可達300度/秒，此外通過(guò)無(wú)級變速，人性化變焦/速度自動(dòng)匹配等技術(shù)實(shí)現良好的低速平穩性和高速精確性，確?？蛻?hù)在進(jìn)行比例變倍操作和預置位設定時(shí)，具有良好的視覺(jué)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、報警聯(lián)動(dòng)、視頻遮擋、視頻移動(dòng)報警、巡航掃描、花樣掃描、看守位、系統重啟、機芯參數設置等功能，此外一些技術(shù)能力雄厚的廠(chǎng)商還開(kāi)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(lái)看，目前有130萬(wàn)、200萬(wàn)、300萬(wàn)像素的;從傳感器類(lèi)型來(lái)看，有CMOS、CCD和最新的Exmor CMOS等;從產(chǎn)品形態(tài)來(lái)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(lái)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(kāi)始被推向市場(chǎng)時(shí)就經(jīng)常出現“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到100米。但可喜的是，目前廠(chǎng)商已開(kāi)始重視傳輸距離問(wèn)題，目前最為普遍的是HD-SDI通過(guò)轉Fiber的光端機轉換為光纖電纜傳送，同時(shí)為了能滿(mǎn)足多路的HD-SDI信號的單向或雙向傳送。光端機也有以WDM/DWDM/CWDM等多頻道光波長(cháng)分頻方式的傳輸，達成一路以上的HD-SDI光纖信號載送傳輸要求，可讓HD-SDI攝像機信號傳輸達到30-70公里。

對于球機的控制部分，由于HD-SDI無(wú)法控制及傳送聲音信號，如果單獨走線(xiàn)的話(huà)，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(huà)，由于各廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)協(xié)議的標準不統一，很容易會(huì )造成兼容性問(wèn)題，目前在透過(guò)同軸傳輸信號的載波(CarriesWave)技術(shù)下，已可以在信號無(wú)用的部分嵌入這種類(lèi)似過(guò)去16/32bit單一同軸傳輸的方式來(lái)傳輸控制和聲音信號。這為HD-SDI發(fā)展打開(kāi)了技術(shù)之路，傳統矩陣系統在高清的夾縫下有了起死回生的契機。

目前監控系統影像在呈現上，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)在數字電視HDTVSMPTE-296M/274M規定下，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(chǎng)商都以HD-SDI高清需求的HDMI界面接口來(lái)認定，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(zhù)手，這也目前HD-SDI發(fā)展遇到問(wèn)題。

HD-SDI攝像機目前缺乏系統性的管理平臺工具，在整合、集中管控上遇到很大的問(wèn)題，且在存儲方面，由于不能像網(wǎng)絡(luò )攝像機那樣進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )架構存儲，出現“能看不能存”的問(wèn)題。但受到HybridDVR概念影響以及SDI-DVR的出現，此類(lèi)問(wèn)題不再困擾想要使用HD-SDI攝像機的工程商，因為相對于網(wǎng)絡(luò )高清監控，HD-SDI的儲存要求是對等的，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(lái)看，HD-SDI與網(wǎng)絡(luò )攝像機相同影像所占用的存儲空間幾乎相同。

新技術(shù)應用需求

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)概念的普及和手機等移動(dòng)終端的多樣化，越來(lái)越多高端用戶(hù)通過(guò)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(chǎng)商的高清高速球產(chǎn)品可通過(guò)移動(dòng)終端實(shí)時(shí)監控視頻等基本功能，但是一些高級的操作還不能完全實(shí)現。但是少數廠(chǎng)商的高清高速球產(chǎn)品目前具備通過(guò)移動(dòng)終端對高速球的控制如3D定位、預置位調用、報警、抓拍等功能。

高清高速球的應用場(chǎng)合通常都是安裝在室外，所以夜視能力成為市場(chǎng)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(lái)實(shí)現，利用紅外燈補光，在夜間低照度情況下可進(jìn)行高清監控。夜視距離的遠近，紅外燈開(kāi)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(lái)說(shuō)，在市場(chǎng)應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，采用獨具特色的磁吸附式機芯快裝結構，在工程安裝時(shí)固定好外罩后直接將機芯對準好定位孔放下即可，不需要旋轉固定，也不用螺絲固定，安裝非?？旖萸曳€固。采用一體化的安裝方式，機芯、風(fēng)扇、電路板等都分層裝嵌，有利于機膽內外形成空氣對流，能有效地分散機身內部熱量。

未來(lái)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變焦鏡頭組受當前國際技術(shù)水平的限制，變焦鏡頭組的遠焦一直處于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。從以上數據不難看出20倍光學(xué)變焦鏡頭組的遠焦94mm是看得最遠的，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(chǎng)的主流。

另外考慮到夜間監控，市場(chǎng)對夜視距離也提出很高需求，但是目前大部分廠(chǎng)商都還沒(méi)有紅外高清高速球產(chǎn)品，只有少數的一些研發(fā)實(shí)力雄厚的廠(chǎng)商已經(jīng)有相關(guān)的高清紅外球產(chǎn)品。

隨著(zhù)IP/HD-SDI等技術(shù)的日趨成熟和完善，未來(lái)高清高速球將會(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)結合