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2015年10月19日 星期一

來源:CPS中安網

高清監控傳輸的方式種類繁多,目的都是將影像、音訊、資料等不同的信號通過載體推送到需要使用的地方,傳輸的穩定是監控系統穩定的核心

  
一、高清監控的主要傳輸模式及其特點
監控系統專案隨著網路化、高清化、智慧化、整合化的方向發展,傳輸方式也不斷進行技術升級和革新。作為監控系統的不可或缺的組成部分,不同的傳輸方式有不同的特點。
  
高清影像監控根據攝影機輸出信號的不同有多種傳輸方式
1、網路高清攝採用標準乙太網傳輸,短距離傳輸採用非遮罩雙絞線,長距離傳輸主要通過光纖或者無線方式。光纖傳輸主要使用乙太網光纖收發器、乙太網交換機、PON等設備。無線採用3G4GWiFiWiMAX等方式。
  
網路方式傳輸影像,有著傳輸頻寬小、成本低、組網靈活的特點,是高清影像監控的主要傳輸模式。但同時,由於影像經過了壓縮,影像的畫質細節、延時、運動過程的清晰度方面都比非壓縮的影像要差一些,在某些對影像品質有著更高要求的監控場合不太適合。另外,由於網路方式本身安全性不高,系統容易受到非法訪問和攻擊,需要在組網設計上重點考慮。
  
2HD-SDI攝影機:採用高清數位分量序列介面(物理介面是BNC),非壓縮方式。短距離傳輸採用同軸電纜,長距離傳輸主要通過光纖,使用HD-SDI高清設備。採用HD-SDI方式傳輸影像,圖像品質很高,沒有編解碼延時,安全性好,適合一些對圖像品質和安全性有較高要求的場合應用。由於HD-SDI影像的傳輸頻寬是1.485Gbps,頻寬佔用高,尤其在大路數傳輸時比網路方式成本要高不少,同時組網方式也受到了限制,只能採用點對點光纖傳輸。
  
目前,為解決HD-SDI頻寬佔用大的問題,出現了一種視覺無損編碼技術,它在介面上使用HD-SDI介面,在傳輸時對高清視頻進行視覺無損編碼,能夠把頻寬降低到原來的1/6左右,同時不影響高清影像的主觀感受,編解碼的延時也感覺不出來。這樣傳輸成本能得到大幅降低,單波長可以支援8HD-SDI視頻傳輸,組網方式也可以支援節點式傳輸。
  
3HDTVIHDCVI攝影機:採用類比方式傳輸高清影像,圖像品質達到了高清,可以沿用原來標清影像的同軸電纜,系統改造成本低。遠距離傳輸需要HDTVIHDCVI
  
根據目前安防行業的發展,高清影像監控的常見的幾種傳輸方式:
  
一是有線網路傳輸,代表類型有包括:網路高清光端機方式;交換機結合收發器方式;EPON方式。
  
二是無線網路傳輸,代表類型有2.4G WLAN方式以及5G網方式。
  
三是非壓縮數位傳輸,代表類型有SDI方式以及MDI方式。
  
二、怎樣保證高清傳輸的效果?
高清監控是統一的整體,涉及監控體系的多個環節,包括前端的影像採集,中間的影像傳輸,後端的高清儲存、顯示、分析、聯動等。從傳輸環節來看,如何保證資訊的清晰、有效?
  
傳輸作為監控系統不可或缺的一部分,在傳輸過程中對於影像、資料等信號在專案中是如何得到保證的呢?該問題個人以為可以從以下幾點確保整個系統影像清晰、有效:
  
傳輸方案的選擇:上面提到的每個傳輸方式各有特色,而專案系統建設使用環境不盡相同,所以選擇符合專案的傳輸方式非常的必要。例如:傳輸距離很長,應選用光纖傳輸;在初步規劃傳輸方案時,考慮到傳輸頻寬問題,以及考慮整個系統總頻寬的資源問題諸如此類問題,就必須根據實地進行檢測和確認。
  
線材的選擇:該問題個人認為對整個系統能長久運行至關重要的因素之一,例如:傳輸SDI信號,作為串列數位信號對傳輸的速率要求非常的高,專案中使用到該信號的短距離的傳輸載體,將會使用同軸線纜,但同軸線纜規格繁多,這個時候對線材的選擇就是一個考驗。
  
連接器的選擇:作為傳輸系統中線纜與設備的連接橋樑,對於該器件的品質把握會直接影響系統穩定的運行;有碰到SDI和網路傳輸的專案,其中在SDI項目中因BNC影像選擇不到位導致出現細微的雪花點,網路專案中因RJ45頭選擇不到位,導致前端攝像機進行掉線現象;所以對於連接器的選擇,需要引起特別的關注;其他的因素問題:整個系統連接後,線路物理佈線正常,最容易忽略軟設置這塊,從而導致整個系統無法正常運行。
  
三、機遇與挑戰
隨著4K安防行業的發展,高清影像傳輸將面臨什麼挑戰?未來兩年內高清影像傳輸的發展趨勢如何?
  
4K的畫面清晰度優勢,讓大家對它青睞有加,但是實現起來挑戰也不小。首先,需要更高解析度的鏡頭,作為4K×2KIPC產品配套鏡頭至少需要達到800萬以上的解析度,但是目前達到這個標準的很少,能適用於安防行業的更是少之又少。

其次,更高的網路傳輸頻寬和更大的儲存容量,在安防應用中一般傳輸1080P高清H.264碼流,需要4Mbps左右的頻寬。在H.264編碼下,4K解析度目前至少也需要12Mbps甚至更高的頻寬才能滿足需求,對儲存容量的要求也隨之增高。

第三,更高性能的編碼晶片,就依目前的晶片性價比來說,對安防行業顯然是難以接受的。

第四,更強的後端解碼和顯示能力,後端設備需要比現在更強的計算處理能力。

第五,更大解析度的顯示裝置,至少具備4K物理像素,才能無損呈現圖像效果,就當前的應用技術來說,顯然很不經濟實惠。

第六,更強的視頻處理能力,對於細節的處理將提出更高的要求。雖說現在科技的發展變幻莫測,但是從高清影像監控的發展歷史來看,我們也是能窺見一些發展趨勢的。
  
在未來,隨著人們需求的不斷提高,對影像的清晰度需求也會越來越高,所以更高清始終是發展的大方向;然而隨著更高清,帶來了儲存空間也越來越大,所以如何在更高清的同時,減少儲存容量又是一個擺在大家面前的難題,所以節省儲存空間也重要;之後就是資訊的互聯互通問題了,因為我們處在網路時代,資訊的互通互聯十分重要,高清影像傳輸要立足於這個大背景之下。
  
四、結語
隨著技術的發展,未來安防將逐步進入4K級圖像應用,結合新的智慧分析技術,雲端資料儲存與挖掘技術。作為高清影像的傳輸應用也將步入考驗,未來的網路高清傳輸技術要求有更高的頻寬(前端設備千兆聚合),更高的晶片技術(普及型4k晶片),更高的應用平臺(雲端資料分析),更苛刻的工作環境(結合一線生產應用的業務監控),更清晰的圖像(醫用影像級別的監控圖像)

未來兩年的網路高清傳輸必然結合應用業務,逐步的邊界化(將應用分析前置)、網路化(全部採用標準網路架構)、智慧化(資料採擷分析內置在傳輸系統中)、軟體硬化(去掉交換機的作業系統,使用迅捷的可升級的固化系統)以及雲端化(安防私有雲的建設成為趨勢)

                                                                                                                                                                                                                            

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