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數位視訊監控市場十多年來高速發展、高歌猛進，完全是現代化節奏和聲勢。只要看看公共場所無處不在的攝影機密度，就能知道監控在多大程度上，影響到人們工作、學習和生活的方方面面。在數位安全監控市場上，“高清智慧”已成為人們耳熟能詳的熱點和賣點，便無疑成為影像監控現代化的象徵。
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然而，影像監控所帶給人們的視覺體驗，和即時操控，是否已經足夠完美？還能留給後現代發展多大空間？這正是本文所試圖回答的問題。
作為資深安控人，處於後現代的影像監控階段，仍然關注追求更高境界。為此，通過回顧安控影像監控的淵源和歷史，分析和闡述技術創新，在數位視訊監控產業發展的重要作用，希望對有益於未來提高視覺效果和智慧體驗的核心技術，走向有所關注和展望。
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1影像監控淵源與數位化進程
縱觀影像監控整個行業發展的歷程，主要追求的無非是圖像品質、資源效率和管理效益。影像監控起始須追述到閉路電視系統(CCTV)，後因採用磁帶式錄影機(VCR)才擴大影像監控應用。監控的視覺感受隨攝影機解析度線數增加而提高，通過同軸纜線輸出視訊訊號，連接到類比影像設備。
由於受類比影像纜線傳輸長度和衰減限制，CCTV只支援本地監控，監控能力和擴展性極其有限。
數位化影像是對類比信號進行數位壓縮處理，便催生出硬碟錄影機(DVR)。DVR屬於半類比-半數為方案，對影像監控系統和資源進行改造。DVR可支援錄影和重播，連接IP網路，而與類比攝影機通過同軸電纜連接。
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上敦DVR-ZH2016/ND 數位錄影 |
早期的MPEG-1影像品質強差人意，MPEG-2效果雖可接受，但儲存量大且價格高。直到MPEG-4和H.264標準相繼出現，才使DVR流行起來，雖視覺體驗與高品質CCTV系統相比仍處於下風，但畢竟後續還有高清的過渡。數位視訊帶來智慧視頻分析技術的興起。
網路攝影機是數位視訊監控，數位化和網路化相結合的產品形式，作為純數位方案將影像監控系統由集中式轉向分散式，其高清解析度從720P30起到1080P60，足以挑戰傳統的CCTV系統，而解碼採用網路錄影機(NVR)實現。
至此，H.264格式實現影像監控系統數位化和網路化，影像監控得以建立網路體系之上。儘管數位化網路化迅速成為影像監控的主導，但類比影像技術也在演進中有所作為。
2影校監控的高清化浪潮湧動
當影像監控產業進入了成熟的現代化階段，數位高清就成了行業推進的主流技術，有關介紹如汗牛充棟就無須多談。然而隨著應用需求的不斷提高，對於影像視覺體驗和智慧分析精度有所苛求，數位化影像的限制就不斷顯露。
數位視訊壓縮帶來原始圖像資訊損傷是不爭的事實，壓縮解壓過程，及網路化的傳輸必然存在延時，對於數位高清即時處理更是如此。於是，回溯到影像前端，如何將原始採集高品質影像採用高保真技術手段，進行傳輸便是解決問題的關鍵。
傳統的同軸電纜成為多種技術的載體，這就成就出同軸高清技術。同軸高清對影像監控的保證在於，第一、人眼所看到高清影像無任何損失，且感覺不到傳輸延時；第二、優質高清視訊訊號無壓縮帶來的無失真，以提高智慧影像分析的高可靠性；第三、即時掌控和操縱高質影像畫面，而獲得更好的視覺體驗和即時反應。同軸高清的新一波衝擊在數位和類比展開。
借鑒廣電領域成功的同軸高清傳輸技術極高視覺體驗，源於數位演播室的串列數位介面(SDI)得到新的應用。採用HD-SDI介面與後端轉碼器和視訊伺服器匹配，並配合高清影像矩陣直接投影到大螢幕，充分展現無損高清效果。HD-SDI解決方案可在原類比監控系統的基礎上升級，特別適合即時監控要求高的場合。
同軸電纜同傳視音訊使類比系統簡化，而所傳輸控制信號同線傳輸，節省佈線成本。但是，總體而言HD-SDI造價還是偏高，雖然標準國際開發，但在安控市場對價位很敏感。
回歸到類比技術的同軸高清方案成本要低，於是就有了多種類比同軸高清技術，其中HDCVI、HD-TVI、AHD最具代表性。
類比同軸高清電纜傳輸技術推廣，仍存在一些障礙需要突破。因為傳輸過程中會有很大信號衰減，接收端所用均衡恢復電路很難做到線性，從而產生亮度、色彩失真及清晰度損失。信號長距離傳輸過程中，會有反射而造成圖像的模糊與拖影。
其次，在於實現的可控性。類比同軸高清接收端，需要恢復時鐘信號採集接收影像，若時鐘資訊不足，須嚴格控制發收端時鐘偏差，一般720P時要求兩端時鐘晶體間頻率精度達到25ppm以下。
所恢復出信號信噪比具有隨機性，隨解析度和像素時鐘頻率的提高，對發接端時鐘偏差要求將進一步提高，以致在工程中難以實現，導致類比同軸高清很難向上相容，將導致不同廠商的攝影機與DVR間，甚至相同廠商不同批次產品間容易產生相容性問題。
3影像監控後現代的高清創新技術
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既然高清優質圖像，將成為數位視訊監控後現代的追求，承擔傳輸高保真影像圖像的載體為同軸電纜，但這必然是具有更多創新亮點的數位同軸高清技術。
類比同軸的技術瓶頸確實難以消除，而對數位同軸卻有繼續發展的途徑。採用不同於類比同軸高清的數位長距離傳輸技術，在發射端先對視訊訊號，施以專有高性能演算法做影像無失真壓縮，以便降低信號頻寬。傳輸端進行糾錯編碼，接收端進行糾錯並解壓縮恢復無損視訊訊號。
先進影像傳輸技術(Advanced Video Transport，簡稱：AVT技術)是一項值得關注的技術，所使用高性能演算法實現的AVT技術無失真壓縮，最低可以20MHz頻寬傳輸高清視訊訊號，是類比同軸高清方案40MHz的一半，從而提供更好的線路相容性，如廣泛應用的標清D1系統。
數字同軸高清更加穩定可靠的表現在無需外接視訊訊號放大器，不用外接ESD保護器件，並且既可以在同軸電纜上傳輸也可以在雙絞線上傳輸。視訊訊號因數位傳輸而無失真、不衰減，無論傳輸多遠，圖像品質因在好的還原性下保持一致性，更不該有類比同軸高清所無法避免的拖影等問題。相對於網路高清所使用幀內視覺無失真壓縮技術幾乎無延時，傳輸再遠系統複雜度也不高，這都是AVT技術的特色。
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至於支援一根五類網線傳輸四路視訊訊號，採用AVT技術接收四路視訊訊號之間沒有干擾與重影，該方案對發射端與接收端的時鐘偏差要求為500ppm，比類比同軸高清放寬20倍，適用於低溫、高溫、室外、車載等要求高的環境。
對於現有系統的相容性也至關重要，如果一個DVR介面可以相容AVT、HD-SDI或SDI攝影機，那麼對於整體數位視訊監控系統將是很大的貢獻。這就要求提供基於AVT技術完整的系統解決方案，支援高達96k取樣速率2/4通道正向音訊，及8k取樣速率單通道反向音訊，以及雙向UART、I2C協議，並可正向傳輸SPI高速協定。
安全監控系統由此增加更多可能性，如用戶可在DVR端對攝影機進行遠端控制及軟體更新。通過AVT技術提供的分路器、轉接器晶片方案，更大規模超長距離高清AVT技術監控系統的組成將變得輕而易舉。
總而言之，數位視訊監控行業邁過一個黃金的現代化年代後，仍然保持著旺盛的創新衝動。後現代將開啟又一個激情四射的年代，但更多的是充滿理性和智慧的律動。在此需要對在安控領域孜孜不倦、堅定不渝的創新者們點個讚！
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