模數混合應用在視頻監控系統中的新高度(全文)
加入技術(shù)交流群
文/王信 浙江大華科技股份有限公司產(chǎn)品經(jīng)理
以傳統模擬監控系統為例，模擬監控技術(shù)具備完整成熟的解決方案，技術(shù)成熟、系統穩定一直是其在國內外監控領(lǐng)域占據重要市場(chǎng)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)應用等方面存在著(zhù)技術(shù)層面固有的限制，影響其應用范圍及后續的發(fā)展。為了首先解決視頻資源整合，更為便捷、有效的統一管理視頻資源，模擬監控系統多通過(guò)模擬信號編碼轉為數字形式，實(shí)現視頻資源統一的目的，這也是早期的模數混合應用，如下圖拓撲所示。
這種早期通用的模數混合的構造，模擬擬視頻信號通過(guò)同軸電纜與矩陣相連，再通過(guò)矩陣向大屏顯示區輸出視頻信號，以達成實(shí)時(shí)監控的效果，同時(shí)在前端將視頻分給數字硬盤(pán)錄像機進(jìn)行本地編碼和存儲。這種架構通過(guò)矩陣作為中控，可實(shí)現前端接入視頻的切換輸出，但模擬視頻信號的存儲與檢索依賴(lài)于嵌入式數字硬盤(pán)錄像機DVR，或者編碼器，將模擬視頻信號轉換成按特定數字編碼規則編碼的數字視頻信號，實(shí)現視頻資源本地存儲和向視頻專(zhuān)網(wǎng)分享視頻的作用。為實(shí)現視頻資源的有效調度和管理，利用對嵌入式數字硬盤(pán)錄像機DVR的統一網(wǎng)絡(luò )在線(xiàn)管理，很好的實(shí)現了資源統一調度的需求。
模數混合應用的發(fā)展
前面介紹的這種模數混合架構是自嵌入式數字硬盤(pán)錄像機與編碼器普及后最常用的架構，既實(shí)現了原來(lái)模擬監控系統的投資保護，同時(shí)也為視頻資源的統一管理提供了解決手段。但構成這種系統的產(chǎn)品，在高清逐漸普及、高清化智能化需求愈來(lái)愈強烈的現階段，其清晰度、視頻分析等性能、功能已明顯與視頻監控系統的快速發(fā)展的需求不相適應。
如下圖所示，通道九、通道十一、通道十二均為模擬標清效果，而通道十則為同軸高清圖像效果，模擬標清的效果僅僅是看到大概場(chǎng)景，看到有沒(méi)有人，看到人的走向，而高清升級后的效果提升明顯，能看到更多細節，比如場(chǎng)景內車(chē)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(wú)法滿(mǎn)足真正高清的需求，而HDSDI的出現則是讓業(yè)內眼前一亮。HDSDI使用高質(zhì)量同軸電纜傳輸數字視頻信號，提供高達720P1080P級別的視頻圖像，其架構部署與操控習慣基本與模擬標清系統類(lèi)似，配合專(zhuān)屬的SDI光端機以及SDI數字硬盤(pán)錄像機，可以方便地集成到原有的視頻監控系統中，繼承模擬監控系統實(shí)時(shí)、安全等特性，這種架構上的混合高清，已經(jīng)突破了傳統意義上的“模數”混合。然而，在筆者看來(lái)，HDSDI技術(shù)并沒(méi)有真正全面實(shí)現對模擬系統的替代，HDSDI前端傳輸距離的限制，施工精細程度，造價(jià)成本高昂等因素，限制著(zhù)HDSDI在市場(chǎng)的普及，難以實(shí)現對模數混合系統中模擬部分的有效升級。
在這種情況下，模數混合系統的高清化發(fā)展一直都是網(wǎng)絡(luò )高清為主，而以同軸線(xiàn)纜為主的模擬監控系統，遲遲不能解決對原有系統的覆蓋和繼承。
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(chǎng)最熱門(mén)的基礎技術(shù)之一。同軸高清技術(shù)支持720P1080P乃至更高的400萬(wàn)、4K圖像分辨率，同時(shí)支持同軸控制信號、音頻信號復合在視頻信號上，并可保證高清視頻信號在同軸線(xiàn)纜上超遠距離傳輸，這一技術(shù)有效地解決了對原有模擬標清系統特點(diǎn)的繼承，有效地實(shí)現了模擬系統架構高清化的需求，面世之后迅速在全球市場(chǎng)獲得追捧，以同軸高清技術(shù)為基礎的全新模數混合應用也迅速增長(cháng)起來(lái)。
高清模數混合應用新發(fā)展
2014年年底，經(jīng)由全國安全防范報警系統標準委員會(huì )制訂的《安全防范高清視頻監控系統技術(shù)要求GA/T 1211-2014》正式批準，2015年4月該標準正式實(shí)施。該標準提出，“高清視頻監控系統主要由前端、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(lèi)型”。
在《安全防范高清視頻監控系統技術(shù)要求GA/T 1211-2014》標準中，還特別介紹了第三種高清視頻監控系統，即混合型高清視頻監控系統。標準中提到，混合型高清視頻監控系統是IP網(wǎng)絡(luò )型和非IP網(wǎng)絡(luò )型系統的組合應用;根據實(shí)際需求情況，混合型高清視頻監控系統可有多種組合模式，主要架構如下圖所示：
在國內的一些安全防范項目建設中，視頻監控系統在很多行業(yè)內屬于必建的子系統，由于系統分階段施工，施工年限不同，普遍存在一期模擬標清、二期SDI高清、三期網(wǎng)絡(luò )高清的情況，模數混合的情況可以說(shuō)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清為主，后續新建的一級點(diǎn)位多以高清為主，工程內標清資源的升級改造就是一個(gè)難點(diǎn);再以國內的地鐵軌道建設為例，北、上、廣、深走在軌道建設的前列，但視頻監控體系都還是早期的模擬標清系統，雖然已完成了系統資源的整合，但清晰度的硬傷仍限制了這些項目里后續的業(yè)務(wù)拓展，如何實(shí)現高清升級也是擺在用戶(hù)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)現前期系統平滑高清升級，是目前各行業(yè)用戶(hù)最為關(guān)心的。
在GA/T 1211-2014標準中，混合型高清視頻監控系統部分給出了參考的基礎技術(shù)：
6.1.1 系統設備應符合現行國家標準的要求，并滿(mǎn)足使用現場(chǎng)的環(huán)境適應性和電磁兼容性要求。
6.1.2 系統各種配套設備的性能及技術(shù)要求應協(xié)調一致，以保證高清視頻監控系統的圖像質(zhì)量滿(mǎn)足系統性能指標。
6.1.3 系統中涉及視頻編解碼的設備應采用SVAC、H.264、H.265等視頻編解碼標準，宜優(yōu)先采用SVAC視頻編碼標準。
6.1.4 系統中涉及IP網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行信息交換、傳輸、控制的設備應符合GB/T 28181標準。
6.1.5 系統中涉及非IP網(wǎng)絡(luò )的設備宜支持符合IEC 62676-3、HDcctv 2.0 S1200或HDcctv2.0 S1205 等相關(guān)標準的HD-SDI、HD-CVI等接口。
在混合高清視頻監控系統中，標準已經(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清系統，在混合型高清視頻監控系統的建設中有著(zhù)強大的技術(shù)優(yōu)勢，。
備注：
高清視頻監控系統High Definition Video Surveillance System
系統圖像分辨率大于等于1920×1080，系統圖像水平分辨力大于等于800TVL的視頻監控系統。
注：系統圖像分辨率大于等于1280×720且小于1920×1080，系統圖像水平分辨力大于等于600TVL時(shí)，稱(chēng)為準高清視頻監控系統。
HDCVI：高清復合視頻接口(High definition composite video interface)
HD-SDI 高清串行數字接口 (High Definition Serial Digital Interface) SVAC 安全防范監控數字視音頻編碼(Surveillance Video and Audio Coding)
展望
社會(huì )經(jīng)濟的不斷發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，客觀(guān)對視頻監控系統的準確性、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(zhuān)業(yè)化應用程度將會(huì )不斷加深，傳統的安防監控定會(huì )向行業(yè)訴求所需的諸如經(jīng)營(yíng)性質(zhì)的監控方向發(fā)展，而且對同一套系統的覆蓋面和實(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(zhuān)業(yè)化訴求都將會(huì )是影響整個(gè)高清視頻監控系統建設方案的關(guān)鍵，對基礎技術(shù)的業(yè)務(wù)能力要求也會(huì )越來(lái)越多。
其二是視頻資源與專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)資源的整合利用，實(shí)現對大數據的集中優(yōu)化處理，達到建為用的效果，轉視頻資源為價(jià)值資源。
這兩點(diǎn)要求正是與視頻資源整合應用和視頻監控高清化的需求相吻合的，高清化和資源整合成為了滿(mǎn)足系統要求的基礎必要條件。根據客戶(hù)的實(shí)際應用情況，我們現在擁有更多的高清技術(shù)選擇，去滿(mǎn)足客戶(hù)不同的建設需要，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控系統也將會(huì )在未來(lái)的行業(yè)發(fā)展中被提升至一新的高度。
評論