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高清視頻監(jiān)控 主要傳輸模式及其特點分析
時間:2019-10-11 來源:本站 瀏覽:2530次
高清視頻監(jiān)控 主要傳輸模式及其特點分析
高清監(jiān)控傳輸?shù)姆绞椒N類繁多,目的都是將視頻、音頻、數(shù)據(jù)等不同的信號通過載體推送到需要使用的地方,傳輸?shù)姆€(wěn)定是視頻監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定的核心。
一、高清監(jiān)控的主要傳輸模式及其特點
監(jiān)控系統(tǒng)項目隨著網(wǎng)絡(luò)化、高清化、智能化、集成化的方向發(fā)展,傳輸方式也不斷進行技術(shù)升級和革新。作為監(jiān)控系統(tǒng)的不可或缺的組成部分,不同的傳輸方式有不同的特點。
高清視頻監(jiān)控 根據(jù)攝像機輸出信號的不同有多種傳輸方式
1、網(wǎng)絡(luò)高清攝像機:采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)傳輸,短距離傳輸采用非屏蔽雙絞線,長距離傳輸主要通過光纖或者無線方式。光纖傳輸主要使用以太網(wǎng)光纖收發(fā)器、以太網(wǎng)交換機、PON等設(shè)備。無線采用3G、4G、WiFi、WiMAX等方式。
網(wǎng)絡(luò)方式傳輸視頻,有著傳輸帶寬小、成本低、組網(wǎng)靈活的特點,是高清視頻監(jiān)控的主要傳輸模式。但同時,由于視頻經(jīng)過了壓縮,視頻的畫質(zhì)細(xì)節(jié)、延時、運動過程的清晰度方面都比非壓縮的視頻要差一些,在某些對視頻質(zhì)量有著更高要求的監(jiān)控場合不太適合。另外,由于網(wǎng)絡(luò)方式本身安全性不高,系統(tǒng)容易受到非法訪問和攻擊,需要在組網(wǎng)設(shè)計上重點考慮。
2、HD-SDI攝像機:采用高清數(shù)字分量串行接口(物理接口是BNC),非壓縮方式。短距離傳輸采用同軸電纜,長距離傳輸主要通過光纖,使用HD-SDI高清光端機設(shè)備。采用HD-SDI方式傳輸視頻,圖像質(zhì)量很高,沒有編解碼延時,安全性好,適合一些對圖像質(zhì)量和安全性有較高要求的場合應(yīng)用。由于HD-SDI視頻的傳輸帶寬是1.485Gbps,帶寬占用高,尤其在大路數(shù)傳輸時比網(wǎng)絡(luò)方式成本要高不少,同時組網(wǎng)方式也受到了限制,只能采用點對點光纖傳輸。
目前,為解決HD-SDI帶寬占用大的問題,出現(xiàn)了一種視覺無損編碼技術(shù),它在接口上使用HD-SDI接口,在傳輸時對高清視頻進行視覺無損編碼,能夠把帶寬降低到原來的1/6左右,同時不影響高清視頻的主觀感受,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,單波長可以支持8路HD-SDI視頻傳輸,組網(wǎng)方式也可以支持節(jié)點式傳輸。
3、HDTVI、HDCVI攝像機:采用模擬方式傳輸高清視頻,圖像質(zhì)量達到了高清,可以沿用原來標(biāo)清視頻的同軸電纜,系統(tǒng)改造成本低。遠(yuǎn)距離傳輸需要HDTVI或HDCVI光端機。
根據(jù)目前安防行業(yè)的發(fā)展,高清視頻監(jiān)控的常見的幾種傳輸方式:
一是有線網(wǎng)絡(luò)傳輸,代表類型有包括:網(wǎng)絡(luò)高清光端機方式;交換機結(jié)合收發(fā)器方式;EPON方式。
二是無線網(wǎng)絡(luò)傳輸,代表類型有2.4GWLAN方式以及5G網(wǎng)方式。
三是非壓縮數(shù)字傳輸,代表類型有SDI方式以及MDI方式。
二、怎樣保證高清傳輸?shù)男Ч?
高清監(jiān)控是統(tǒng)一的整體,涉及監(jiān)控體系的多個環(huán)節(jié),包括前端的視頻采集,中間的視頻傳輸,后端的高清存儲、顯示、分析、聯(lián)動等。從傳輸環(huán)節(jié)來看,如何保證信息的清晰、有效?
傳輸作為監(jiān)控系統(tǒng)不可或缺的一部分,在傳輸過程中對于視頻、數(shù)據(jù)等信號在項目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(tǒng)視頻清晰、有效:
傳輸方案的選擇:上面提到的每個傳輸方式各有特色,而項目系統(tǒng)建設(shè)使用環(huán)境不盡相同,所以選擇符合項目的傳輸方式非常的必要。例如:傳輸距離很長,應(yīng)選用光纖傳輸;在初步規(guī)劃傳輸方案時,考慮到傳輸帶寬問題,以及考慮整個系統(tǒng)總帶寬的資源問題諸如此類問題,就必須根據(jù)實地進行檢測和確認(rèn)。
線材的選擇:該問題個人認(rèn)為對整個系統(tǒng)能長久運行至關(guān)重要的因素之一,例如:傳輸SDI信號,作為串行數(shù)字信號對傳輸?shù)乃俾室蠓浅5母?,項目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(guī)格繁多,這個時候?qū)€材的選擇就是一個考驗。
連接器的選擇:作為傳輸系統(tǒng)中線纜與設(shè)備的連接橋梁,對于該器件的質(zhì)量把握會直接影響系統(tǒng)穩(wěn)定的運行;有碰到SDI和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)捻椖浚渲性赟DI項目中因BNC視頻選擇不到位導(dǎo)致出現(xiàn)細(xì)微的雪花點,網(wǎng)絡(luò)項目中因RJ45頭選擇不到位,導(dǎo)致前端攝像機進行掉線現(xiàn)象;所以對于連接器的選擇,需要引起特別的關(guān)注;其他的因素問題:整個系統(tǒng)連接后,線路物理布線正常,最容易忽略軟設(shè)置這塊,從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法正常運行。
三、機遇與挑戰(zhàn)
隨著4K在安防行業(yè)的發(fā)展,高清視頻傳輸將面臨什么挑戰(zhàn)?未來兩年內(nèi)高清視頻傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢如何?
4K的畫面清晰度優(yōu)勢,讓大家對它青睞有加,但是實現(xiàn)起來挑戰(zhàn)也不小。首先,需要更高解像力的鏡頭,作為4K×2K的IPC產(chǎn)品配套鏡頭至少需要達到800萬以上的解像力,但是目前達到這個標(biāo)準(zhǔn)的很少,能適用于安防行業(yè)的更是少之又少。其次,更高的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬和更大的儲存容量,在安防應(yīng)用中一般傳輸1080P高清H.264碼流,需要4Mbps左右的帶寬。在H.264編碼下,4K分辨率目前至少也需要12Mbps甚至更高的帶寬才能滿足需求,對儲存容量的要求也隨之增高。第三,更高性能的編碼芯片,就依目前的芯片性價比來說,對安防行業(yè)顯然是難以接受的。第四,更強的后端解碼和顯示能力,后端設(shè)備需要比現(xiàn)在更強的計算處理能力。第五,更大分辨率的顯示設(shè)備,至少具備4K物理像素,才能無損呈現(xiàn)圖像效果,就當(dāng)前的應(yīng)用技術(shù)來說,顯然很不經(jīng)濟實惠。第六,更強的視頻處理能力,對于細(xì)節(jié)的處理將提出更高的要求。雖說現(xiàn)在科技的發(fā)展變幻莫測,但是從高清視頻監(jiān)控的發(fā)展歷史來看,我們也是能窺見一些發(fā)展趨勢的。
在未來,隨著人們需求的不斷提高,對視頻的清晰度需求也會越來越高,所以更高清始終是發(fā)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(jié)省儲存空間也重要;之后就是信息的互聯(lián)互通問題了,因為我們處在互聯(lián)網(wǎng)時代,信息的互通互聯(lián)十分重要,高清視頻傳輸要立足于這個大背景之下。
四、結(jié)束語
隨著技術(shù)的發(fā)展,未來安防將逐步進入4K級圖像應(yīng)用,結(jié)合新的智能分析技術(shù),云數(shù)據(jù)存儲與挖掘技術(shù)。作為高清視頻的傳輸應(yīng)用也將步入考驗,未來的網(wǎng)絡(luò)高清傳輸技術(shù)要求有更高的帶寬(前端設(shè)備千兆聚合),更高的芯片工藝(普及型4k芯片),更高的應(yīng)用平臺(云數(shù)據(jù)分析),更苛刻的工作環(huán)境(結(jié)合一線生產(chǎn)應(yīng)用的業(yè)務(wù)監(jiān)控),更清晰的圖像(醫(yī)用影像級別的監(jiān)控圖像)。未來兩年的網(wǎng)絡(luò)高清傳輸必然結(jié)合應(yīng)用業(yè)務(wù),逐步的邊界化(將應(yīng)用分析前置)、網(wǎng)絡(luò)化(全部采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu))、智能化(數(shù)據(jù)挖掘分析內(nèi)置在傳輸系統(tǒng)中)、軟件硬化(去掉交換機的操作系統(tǒng),使用迅捷的可升級的固化系統(tǒng))以及云化(安防私有云的建設(shè)成為趨勢)。