資料簡介
技術需要孕育和沉淀。走過2008、2009年,走過安防行業迎來了2010年的"高清元年"。那一時候,隨著前兩年的產業推進,實現高清監控的技術、產品條件已經有了實質性的進展,市場也開始接受高清監控的概念。高清監控已不再是鏡花水月,人們急切提出了對高清監控需求,高清監控以需求為前提,通過攝像機改變而改變的。"牽一發而動全身",因前端產品的變化,帶動傳輸、存儲、顯示和平臺同時轉向高清,本期一同探討如何去建設高清監控系統,建設的難點在哪?
高清監控規模化應用條件
業界對高清的廣泛關注和呼聲之大,很好的證明了市場對高清監控應用的迫切需求。我們說一個市場的蓬勃興起無非三大因素:一是現實市場是否有迫切需要,二是基于這一市場的技術積累、顯示環境是否可以滿足市場的需要,其三是成本問題,索尼公司技術文軍曾在媒體上闡明此觀點。浙江宇視朱兵認為普及高清監控建設需要理清三個思路:
不同行業不同的高清驅動力根源:
今天在高清引入的過程中比較積極的行業,恰恰是在圖像的信息化、數字化以及數字化之后的信息處理和二次應用方面需求特別迫切的行業,而不是僅僅期望能夠獲得更好的視覺體驗。比如*的平安城市安防系統建設,比如*的卡口和電子*系統建設,比如軌道交通監控系統的建設。卡口系統就是一個很典型的例證,高清卡口之所以發展這么快,就是因為車牌識別、虛擬線圈等智能分析和處理技術基于高清的成熟化。因此各個行業對于高清的驅動力不同,導致高清的普及不是橫向統一推進,充分了解各行業基于高清的二次應用開發需求,是普及高清監控的條件之一。
怎么構建高清系統:高清是個系統工程,除卻高清攝像單元本身在系統化方面的課題(如鏡頭等),還有兩個非常重要的系統化命題,一是布線與網絡,另一個是存儲。這兩點都會因為高清需求的變化,而對原有監控系統造成較大影響,再新增加高清系統方面會遇到難題;在存儲方面,由于信息量的豐富,單路接入帶寬倍增,對應著存儲設備投入的增加。我們可以考慮通過架構的優化、調整、新技術的引入來抵消這樣的變化。
高清系統構建的TCO:從架構、產品、工程諸方面看,高清已經進入規模建設階段,但"成本"還是高清系統建設的關鍵考慮之一。但是在核算成本的時候,往往重視初次設備投入成本而未對布線成本和后期維護成本進行精算。如果采用更為客觀的TCO核算法,高清普及的拐點應該會更早到來。
在經歷了多年的洗禮和市場培育,隨著技術的發展,特別是隨著計算機技術的迅速發展和推廣,高清網絡視頻監控系統逐漸取代傳統的模擬監控系統成為視頻監控的主流。理由如下:
首先,從人類發展的歷史來看,互聯互通是經濟和科技發展的必定規律。不同系統之間經濟要素的活動可以降低本錢,進步經濟效率。好比中國的對外開放政策使得經濟三十年來保持高速發展,炒的zui火熱的物聯網的實質也是通過互聯網將各個物體連接起來,進行信息交換,形成一個"聰明地球"。對安防行業來說,用戶也需要一體化的解決解決方案,好比實現視頻監控系統與報警系統、消防系統、自控系統的整合,降低系統部署和維護本錢。
其次,模擬攝像機+硬盤錄像機的監控模式無法滿足市場對互聯互通的要求:首先目前以硬盤錄像機為核心的監控系統是一個封鎖式系統,是一個安防孤島,不能跟其他治理系統進行信息活動。另外,這種模式將圖像采集、數據存儲、監控治理混為一體,一旦因地震或火災、被盜等事件導致設備損壞,數據無法恢復,因此數據可靠性不高。另外這種封鎖式模式使得系統擴充比較艱難。*,硬盤錄像機需采用多塊硬盤來擴充存儲容量,特別是現在的監控系統規模越來越大,數據量越來越多,采用硬盤錄像機這種方式很難實現設備和數據的同一治理。
說就整個行業來看,去年的高清產品與模擬產品是3:7的比例,但是隨著高清技術的發展,以及行業需求的旺盛,高清產品的需求和發展速度之快,相信現在都已經超過這個比例了,高清的普及,需要技術的發展和積累,包括編碼技術,存儲技術,網絡帶寬等各技術的高速發展,才能形成完整的高清監控解決方案,用量的增長帶來成本的降低,現在很多高清產品的價格都已經趨向模擬產品的價格了,當系統成本趨于一致,客戶體驗到的高清圖像效果越來越好的時候,就是高清監控普及的時候了。
如何架構高清
IPC與SDI,共存的前端高清市場
文中之前也提及,架構高清監控系統,首先從前端攝像機開始。行業有種觀點,高清監控應用的必須前提是網絡化*,傳統的標清監控分為模擬、數字和網絡三種類型,但無論哪種類型都必須采用前端攝像機+后端管理控制等系統框架。在這之中,監控攝像機則根據后端設備的性質選用模擬攝像機或網絡攝像機,也就是說在標清監控系統中,前端設備與傳輸手段是既可使用模擬設備也可使用網絡設備。但高清監控卻不然。
首先,我們知道,采集后未經壓縮的高清視頻信號有模擬和數字兩種傳輸方式。模擬傳輸一般采用YPbPr分量傳輸,一路高清視頻信號需要三根同軸線纜同時傳輸。數字傳輸一般采用DVl、HDMl或者HD-SDI傳輸其中DVI或HDMf的傳輸距離只有幾米,不適合用于監控傳輸,而HD-SDI雖可以傳輸100米左右,但對同軸電纜的要求很高,線纜的價格也非常昂貴。
無論是模擬方式還是數字方式傳輸,未經壓縮的高清視頻信號傳輸成本都明顯高于以前的模擬標清視頻信號。而采用視頻壓縮編碼并通過IP網絡進行傳輸時,高清視頻與標清視頻在傳輸成本上的差異很小。因此,可見高清監控首先必須基于視頻壓縮處理并通過IP網絡進行傳輸,只有這樣才能有效控制高清視頻的傳輸成本,從而讓高清監控真正具有實用意義。
去年風靡一時的HD-SDI高清監控攝像機對IPC攝像機提出挑戰,誓與爭雄。企業如何看待?IPC的優勢在于可基于IP網絡傳輸,并且可無限擴展,組建大規模的監控系統成本較低。IPC的缺點在于網絡信號延遲大、網絡傳輸存在安全隱患。SDI的優勢在于可基于同軸電纜傳輸無損數字信號,圖像還原更真實,操控更實時。SDI的缺點在于SDI信號目前點對點傳輸zui遠只能達100米,組建大型SDI監控系統成本較高。在實際項目中IPC和SDI均有很多應用,海康威視針對IPC和SDI應用提供了整體產品解決方案。
IPC在工程施工方面方便靈活,現在傳輸技術已經非常成熟,無線、3G、光纖等等,另外IPC在集中管理方面也具備靈活性高,容易操作等優勢。SDI采用同軸電纜傳輸,在舊有的模擬線路上進行改造比較有優勢,目前SDI的項目需求都集中在舊模擬監控改造方面,另外SDI實時性特別好。但是由于SDI的視頻信號是沒有經過任何壓縮的,所以數據量非常大,給錄像存儲帶來巨大成本。
IPC與SDI在圖像質量方面,二者均可以達到720P、1080P,甚至更高像素;SDI攝像機和IPC高清攝像機在視頻監控領域內有各自的應用范圍和側重點,它們是互補而不是取代關系。基于IP網絡的視頻監控系統隨著平安城市等大事件推動,越來越受到關注,自2006年以來,可以說是高清網絡視頻監控的黃金年代,目前越來越多的業主需求已經傾向高清晰的網絡視頻監控設備,尤以平安城市天網工程建設、港口碼頭、大型運動場館、各大銀行系統等安保視頻監控建設需求為甚。
SDI是近兩年的*,SDI的出現勢必會更加推動IPC廠商更深度探索、研發。SDI攝像機若想獲得較大的應用空間,傳輸距離及視頻圖像存儲仍可能會是制約瓶頸,由于SDI攝像機傳輸采用傳統的同軸電纜傳輸,同軸電纜傳輸距離是有限的,它不同于IPC攝像機是借助網絡遠距離傳輸,這是二者zui大的差距。不僅如此,由于SDI攝像機采集的數據量較大,其傳輸過程又不經編解碼器壓縮,給數據的存儲提出了很大挑戰。
IPC高清網絡攝像機采用H.264壓縮算法,能夠很好節省傳輸帶寬和存儲空間。IPC高清視頻監控系統融合了更多的技術和提供了豐富的功能;天地偉業郭輝談及IPC與SDI之爭,認為一套完整的高清監控方案包括前端采集、中間傳輸、平臺控制等幾個方面,IPC和SDI單純比較前端采集的話,其zui明顯的區別是IPC的視頻是壓縮過的,而且有一定的網路延時,而SDI直接傳輸未壓縮過的實時視頻;
在中間傳輸環節,IPC通過網絡傳輸,有著非常好的可擴展性,并且可以很容易實現遠程訪問,資源共享等;而SDI在短距離傳輸使用同軸線纜,在長距離傳輸使用光纖,由于帶寬占用大,一顆光纖只能傳輸1路高清SDI信號,在可擴展性和遠程訪問等特性上受限;在平臺控制方面,IPC可以很容易通過網絡實現平臺的遠程控制和資源管理,而SDI的平臺控制則比較麻煩,需要矩陣,切換器,鍵盤等設備,而且后端存儲上SDI也需要編碼壓縮存儲。
在平安城市、道路監控等聯網需求較多的行業大多使用IPC高清監控方案,而在一些法庭、檢察院等對實時性要求很高的行業則提供SDI高清監控方案;SDI方案和IPC方案各有優缺點,SDI方案是通過同軸電纜作為介質,傳輸未壓縮的高清數字碼流。
滿足全高清、無延時、視頻無損耗的高清應用需求,與模擬監控系統有許多類似之處,很容易被客戶接受。但是,目前安防業內生產相配產品如SDI攝像機、SDI光端機、SDI數字硬盤錄相機和后端平臺設備仍然寥寥可數,且成本非常高,相當于IPC方案的2倍。
即使用戶傾向于選擇SDI的監控系統,恐怕在前后端還無法滿足到用戶多樣化需求。SDI僅僅是一個過渡方案。IPC方案是通過網線傳輸壓縮后的高清數字碼流。在高清圖像、延時、視頻損耗情況下,理論上是弱于SDI方案的。但是隨著技術發展,芯片的改良和傳輸介質技術的進步,這些差距將逐步縮小,SDI的優勢將不復存在。針對目前的階段,同尊基于對視頻監控系統架構、圖像信號處理(ISP)、圖像編解碼、管理平臺等核心技術的積累,特別是在同尊高清設備光纖環網的技術應用,同尊高清IPC方案經過壓縮后的圖像在碼流、延時、視頻還原等技術的處理均能滿足客戶需求,高清IPC方案所帶來的*性、適應性、便捷性和可擴充性上就非SDI方案所能比擬;億維銳創陳丹基本認同以上觀點,認為在巨大的市場需求中,IPC與SDI誰也無法取代誰,但相對而言市場會更側重IPC高清方式。