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960H模擬高清之系統(tǒng)應(yīng)用分析
  • 關(guān)鍵詞:960H,模擬高清,監(jiān)控
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  • 上傳時(shí)間:2013-03-01
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資料簡(jiǎn)介

  根據(jù)統(tǒng)計(jì),目前雖然IP高清風(fēng)起云涌,但是模擬攝像機(jī)仍然占用將近八成的*,眾多模擬攝像機(jī)生產(chǎn)商不甘心這么早退出市場(chǎng),作為應(yīng)對(duì)策略同時(shí)也為了更好的滿足高清市場(chǎng)的需求,960H模擬高清技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。目前市面上主流的960H攝像機(jī)是采用SONYEffioTM系列DSP配合SONY960Hsensor這一組合方式。其中EffioTM是EnhancedFeaturesandFineImageProcessor的縮寫(xiě),是一款具有強(qiáng)大圖像處理能力的DSP芯片。
  
  EffioTM系列DSP分為3個(gè)版本,分別是Effio-E(入門(mén)型)、Effio-S(高性能)以及Effio-P(高性能且支持寬動(dòng)態(tài))。其中入門(mén)型E搭配960HCCD的方案以其較低的價(jià)格、的性能成為目前高解析度攝像機(jī)中應(yīng)用zui廣的方案,而支持760H和960HCCD的S型,產(chǎn)品功能更加豐富,價(jià)格也高出不少,一般用于中用戶。P型方案強(qiáng)化了寬動(dòng)態(tài)功能,其支持760HWDR/NORMALCCD和960HWDR/NORMALCCD,性能與S型相當(dāng),區(qū)別是進(jìn)一步優(yōu)化了寬動(dòng)態(tài)功能,更適合對(duì)寬動(dòng)態(tài)有特殊要求的場(chǎng)合。
  
  根據(jù)相關(guān)廠商的介紹,960H高解析度攝像機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)目前主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
  
  1、清晰度更高,細(xì)節(jié)更加細(xì)膩。960H攝像機(jī)在彩色狀態(tài)下的線數(shù)高達(dá)650線,黑白狀態(tài)下可達(dá)700線,相比普通模擬攝像機(jī),清晰度有較大的提升。其高線數(shù)主要通過(guò)960H的sensor實(shí)現(xiàn),后臺(tái)DSP內(nèi)置算法也對(duì)圖像有一定的銳化作用。
  
  2、靈敏度更高,低照度更好。通過(guò)搭配SONY的SUPERHADCCD,此類攝像機(jī)的低照度效果有了較大的提升,這點(diǎn)也主要是通過(guò)sensor實(shí)現(xiàn),DSP內(nèi)置相關(guān)算法同樣對(duì)攝像機(jī)的低照度效果起到了強(qiáng)化的作用。
  
  3、更的寬動(dòng)態(tài)功能,Effio-P的DSP強(qiáng)化了寬動(dòng)態(tài)功能,配合雙速CCD或者普通CCD,均可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的寬動(dòng)態(tài)效果。
  
  EffioTMDSP的圖像處理能力有較大幅度提升,除能實(shí)現(xiàn)以上功能之外,還能實(shí)現(xiàn)較好的色彩還原以及數(shù)字降噪功能。
  
  960H模擬高清之系統(tǒng)分析
  
  960H模擬高清解決方案的主要賣(mài)點(diǎn)在于:原有模擬系統(tǒng)可通過(guò)更換前端攝像機(jī),快速升級(jí)為準(zhǔn)高清的監(jiān)控系統(tǒng),即原有的線纜和相關(guān)設(shè)備可以繼續(xù)使用。對(duì)于面臨升級(jí)改造但預(yù)算有限的用戶,這確實(shí)是一個(gè)較好的高清升級(jí)解決方案。
  
  具體產(chǎn)品推廣時(shí),幾乎所有廠商都是將攝像機(jī)通過(guò)一段短的同軸電纜連在監(jiān)視器上,來(lái)展示監(jiān)控效果,必須承認(rèn),其效果的確比普通模擬攝像機(jī)有較大的提升。但是,筆者認(rèn)為,依據(jù)前端產(chǎn)品的效果來(lái)斷定整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)劣顯然有些一葉障目,得出的結(jié)論似乎也沒(méi)有說(shuō)服力。既然做系統(tǒng),就必須從系統(tǒng)的角度來(lái)審視上述情況,這也是進(jìn)行以下三項(xiàng)分析的原因。
  
  1、長(zhǎng)距離同軸電纜傳輸帶來(lái)的高頻分量損失
  
  模擬復(fù)合視頻信號(hào)(CVBS)是由一系列頻率不同的正弦波所組成的復(fù)雜波形(可根據(jù)傅里葉變換分解),這些正弦波的頻率范圍從0赫茲到8M赫茲,亦即復(fù)合視頻信號(hào)的帶寬。在這一系列不同頻率的正弦波中,低頻部分決定了視頻中物體的形狀等宏觀屬性,高頻部分則決定了圖像的清晰度、圖像中物體的細(xì)節(jié)、以及圖像的色彩信息。
  
  復(fù)合視頻信號(hào)通常在同軸電纜上傳遞,也就是說(shuō)所有頻率的信號(hào)都會(huì)在同一根線纜上傳輸,而在同一段介質(zhì)上傳輸時(shí),高頻信號(hào)總是衰減得更快。就好像長(zhǎng)距離賽跑比賽中,類似高頻的短跑選手因?yàn)橄拇螅y以戰(zhàn)勝代表低頻的長(zhǎng)跑選手。在模擬監(jiān)控系統(tǒng)中,負(fù)責(zé)信號(hào)傳輸?shù)耐S電纜,一般短則幾十米,長(zhǎng)則數(shù)百米,一旦距離達(dá)到某個(gè)臨界值,復(fù)合視頻信號(hào)中的高頻分量將有明顯的衰減。這也是為什么前端原始信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)百米的同軸電纜的傳輸后再用監(jiān)視器看,畫(huà)面的顏色通常會(huì)變淡,圖像似乎也不那么清晰了。如前所述,對(duì)于復(fù)合視頻信號(hào),決定清晰度和色彩的高頻分量,更容易在介質(zhì)中損失,從而造成上面所描述的結(jié)果。
    
  從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),960H攝像機(jī)輸出的信號(hào)還是復(fù)合視頻模擬信號(hào),不同的是,其輸出的信號(hào)中高頻信號(hào)的頻率比以往普通模擬攝像機(jī)更高。過(guò)去的760H攝像機(jī)輸出的zui高頻率約為7MHZ,按照1MHZ相當(dāng)于80TVL進(jìn)行換算,其畫(huà)面清晰度在560線左右;而960H的zui高頻率在8MHZ甚至更高,也就是說(shuō),其直接輸出的視頻清晰度在650線到700線左右。注意,筆者在這里強(qiáng)調(diào)了“直接輸出”,而不是說(shuō)zui終顯示的效果。因?yàn)閷?duì)于一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng),沒(méi)有人拿一個(gè)攝像機(jī)連一段很短的視頻同軸電纜然后直接接在一個(gè)監(jiān)視器上去看效果,攝像機(jī)和后端之間,還是要通過(guò)較長(zhǎng)距離的傳輸介質(zhì)的,而決定清晰度的高頻分量將在這段介質(zhì)上不可避免的損失掉一部分或者全部。簡(jiǎn)言之,即使960H高清攝像機(jī)具有更高的像素,通過(guò)一段長(zhǎng)距離的同軸電纜傳輸后產(chǎn)生的清晰度效果可能和760H普通模擬前端的清晰度效果差不多。解決之法是在系統(tǒng)構(gòu)建時(shí),讓960H攝像機(jī)輸出的視頻在盡可能短的距離就接進(jìn)光端機(jī)來(lái)傳輸。
  
  2、中間設(shè)備對(duì)高頻分量的截止
  
  因?yàn)橐曨l信號(hào)從前端攝像機(jī)輸出后還要至少經(jīng)過(guò)視頻分配器、矩陣后(也可能有光端機(jī),防雷器等設(shè)備)才能在監(jiān)視器上顯示,而這些設(shè)備對(duì)高頻信號(hào)都可能產(chǎn)生截止作用。
  
  模擬監(jiān)控時(shí)代,攝像機(jī)輸出信號(hào)中zui高頻率約在6到7MHZ左右,因此模擬監(jiān)控設(shè)備zui高只能支持7MHZ左右的視頻信號(hào)頻率,這就意味著,即使有高于此頻率的信號(hào)分量輸進(jìn)設(shè)備,也將被截止掉。所以輸入的信號(hào)清晰,但是輸出后不能保持*的清晰度。圖1是某款矩陣的相關(guān)參數(shù):
  
  這款矩陣允許通過(guò)的視頻帶寬是5HZ到8MHZ,也就是說(shuō)高于8MHZ的高頻分量將被截止。用同樣的方式去檢查原有模擬監(jiān)控系統(tǒng)中所有相關(guān)設(shè)備,根據(jù)木桶理論,在信號(hào)傳輸?shù)穆窂缴现灰幸粋€(gè)設(shè)備的帶寬不滿足要求,即使其余設(shè)備再zui后呈現(xiàn)的結(jié)果也必然無(wú)法達(dá)到預(yù)期值。考慮到仍在使用的許多模擬監(jiān)控系統(tǒng)年代久遠(yuǎn),搭載的設(shè)備難免參差不齊,因此采用960H高清對(duì)老模擬監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)后的效果,難以預(yù)期。
  
  3、多端DVR必須同時(shí)升級(jí)
  
  這一點(diǎn)其實(shí)是第二點(diǎn)的延伸。*,對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng),視頻資料的保存在某種意義上比實(shí)時(shí)監(jiān)看更重要,原有的模擬監(jiān)控系統(tǒng)如果通過(guò)更換960H高清前端來(lái)升級(jí),那么存儲(chǔ)部分,原來(lái)的DVR能否保證錄制的視頻也能達(dá)到960H?
  
  答案是否定的,受到編碼設(shè)備的限制,普通DVRzui高支持D1分辨率,所以即使前端升級(jí)為960H攝像機(jī),也只能實(shí)現(xiàn)D1的錄像效果。這個(gè)問(wèn)題的本質(zhì)是DVR的輸入端口對(duì)輸入信號(hào)中高頻分量的截止,要想改變就必須改進(jìn)DVR,使設(shè)備輸入端口的帶寬提升,能接納更高頻率的信號(hào)并實(shí)施壓縮編碼,這就是WD1的DVR,但目前這種DVR還比較少見(jiàn)。
  
  假設(shè)更換了960H的前端后,顯示的效果真的得到了提升,也暫時(shí)不論單單提高顯示效果是否有意義。如果既要保證顯示效果又要保證存儲(chǔ)效果,那么除了更換前端之外還要更換DVR,由此產(chǎn)生的成本已經(jīng)失去了960H所宣傳的低成本升級(jí)高清系統(tǒng)的初衷,這還沒(méi)有考慮到為保證顯示的效果可能要實(shí)施的線纜更換,中間設(shè)備更換的費(fèi)用,所有的這一切加起來(lái),說(shuō)到底,要*保證960H模擬高清的效果,原有的系統(tǒng)有可能要重新*改造,有這個(gè)花費(fèi),大可以直接上IP高清系統(tǒng)。
  
  另一方面,960H解決方案剛提出時(shí),市場(chǎng)上只有少數(shù)幾家廠商推出了這種高線數(shù)的模擬前端,從而在某些商務(wù)的層面占得了先機(jī),隨著越來(lái)越多廠商采用這種方案生產(chǎn)相應(yīng)的產(chǎn)品,筆者認(rèn)為960H模擬高清解決方案以及產(chǎn)品正在失去原有的商務(wù)層面的意義,而逐漸演變?yōu)閮r(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)。
  
  筆者并非否定960H模擬高清本身的意義和價(jià)值,只是客觀對(duì)960H應(yīng)用到系統(tǒng)實(shí)際中后所面臨的若干問(wèn)題探討,所得出的結(jié)論并不一定對(duì),但是筆者堅(jiān)持認(rèn)為,這種分析和探討是有必要的。
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