智能建筑投稿
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“当前高清数字视频监控技术工程应用时机成熟了吗”？ 在回答这个问题之前，还是简单的回顾一下高清视频的概念，根据规定，只有分辨率为720P，1080I，1080P，纵横比为16:9且帧率达到25或者30帧的视频才可以叫做高清视频，在模拟监控时代，视频的分辨率只能达到D1，即720*576,由于技术的限制，模拟监控系统的视频分辨率无法继续提升。鉴于此，高清视频若想应用于视频监控领域，唯一的选择就是采用数字化系统，然而，即使是数字化，也可以分为2大类，一类为压缩式数字视频，这个方向以IP网络监控系统为主要模式，另一类则是最近才逐渐引起重视的非压缩数字高清视频，这个方向以HD-SDI系统为主要模式。 IP监控系统在标清时代就已经存在，但是迟迟得不到用户的认可，究其原因在于IP标清监控系统没有为客户带来实际的好处，而仅仅是概念上的先进。众所周知，IP监控系统中模拟视频要经过模数转换，编码压缩，网络传输，解码，数模转换等若干步骤，无论视频编码算法多么优秀，都将不可避免的对视频质量造成了劣化和损失，视频经过编解码后比原始模拟视频质量下降很多，同时造成了延时。再考虑到网络环境不尽如人意，往往进一步恶化了视频质量和延时性，IP监控发展的初期，相关产品产量低，造成价格很高，最终造成整个系统造价高昂，但是与模拟矩阵相比，并没有给业主带来实际的良好效果，所以IP标清监控系统很难推广。 IP 标清和高清视频对IP系统来说没有本质的区别，只是标清视频和高清视频编码后所占用的数据带宽不同，所以，对于基于IP架构的高清视频监控系统同样存在许多问题，其中现阶段存在的主要问题是： 1 视频质量 由于高分辨率的视频经过模数转换后的数据量相当大，以1080P30帧的视频为例，其每秒的原始数据量高达1.485Gbps，为保证视频能在IP网络内传递，同时存储也不至于海量，必须对原始视频进行压缩且压缩后的数据量也不能很大，通常不超过8Mbps，视频经过这么大比率的压缩，原始视频中相当多的细节都损失了，只是随着压缩算法技术的进步，对视频质量的影响会越来越小。 2 操控延时性 IP视频的延时性主要产生于视频压缩和解压的过程，网络环境的不稳定会加重这种延时性。目前主流的H.264算法对编解码设备的硬件性能要求较高，一旦编解码设备的性能不能满足要求，编码和解码所需时间就会增加，高清视频的大比率压缩将进一步造成编码算法的复杂性进而进一步造成视频的延时。操控的延时性是制约IP视频监控系统发展的重要因素，在某些需要监控高速运动物体或对实时性要求较高的项目中，这样的延时性是不可接受的。 除此之外，IP架构的数字视频监控系统还有别的一些缺陷短时间内很难解决： 1开放性带来的安全隐患 IP系统的开放性是把双刃剑，在为用户带来极大的便利的同时也为监控系统带来了极大的隐患，IP监控系统中，视频编码器或者IP摄像机往往就安装在外场前端，视频流将通过光端机等设备传输至监控中心的网络内，即IP系统的信号传输路径是开放的，任何人只要把视频编码器或者IPC用电脑替换掉，理论上就可以直接进入监控系统的核心网络了，只要通过此途径上传病毒文件，就会给监控网络造成极大的危害，导致系统的崩溃。如下图所示： 所以对于对安全性要求较高的市政或者公安项目，IP监控系统的安全性在可以预见的未来都会是个隐患。 2 视频的网络传输质量无法保证 IP监控系统中IP网络上传输的是大量视频音频信号，这些信号有个特点就是他们都属于流质媒体，但是IP传输交换的原理要求把这些连续的流质媒体信号打断，各自打包后经过复杂的路由传输到终端，由于网络环境复杂，很难保证所有数据包都能到达接收端，这将很容易造成图像帧的丢失，反映在后端就是丢帧，马赛克等故障现象，同时，IP网络中存在多种信号，而信道的带宽资源又是有限的，如何才能保证视频数据包的传输带宽不被别的数据包抢占是个问题，一旦抢占，视频传输就受阻，反映在后端就是延时。流质媒体借助IP网络传输是最近才大量出现的应用方式，IP网络可以说并不是为流质媒体量身定做的传输媒介，视频流在这样的网络里传输，服务质量很难得到保证。 3 相关知识过于复杂，不利于工程商或者用户掌握 IP视频监控系统中涉及的IP网络的知识过于复杂，对于绝大多数从模拟系统时代走过来的产品生产厂商的技术人员来说都很难掌握，更不用说知识水平层次不齐的基层工程技术人员了，这都将为IP监控系统的设计施工调试带来不小的麻烦。 4 编解码算法不统一 现阶段IP监控系统存在的最大问题在于编码算法不统一，即使同一种算法，各家做法也各不相同，这种现状的直接后果是不同厂家的视频编解码设备无法做到通用，这为项目设备的采购、施工调试和后期扩容造成了极大的不便，目前这个问题已经引起了业界足够的重视，相关国际标准化组织（ONVIF和PSIA）也应运而生，相信这个问题很快将得到解决。
IP监控系统最大的优势在于其的开放性，借助已经存在的四通八达的IP网络，视频信息可以传递到世界的任意位置，无论身处何地，只要IP路由可达，视频信息的获取就是可能的。 同时IP视频监控系统的结构简单，基本由各种服务器组成，布线成本低，多种信号均可以在同一电缆上传输，新增监控点或者客户端都非常方便，只需把相关设备连入IP网络即可，IP系统的开放性也使用户可以在任何地方，使用多种方式（笔记本，手机）查看监控视频资料，这为用户带来的便利是以往监控系统无法比拟的。 由于存在这些优势，IP高清视频监控技术很可能将是未来发展的重要方向，甚至可能是主流方向，但是考虑到目前IP高清监控系统存在的画质不够优秀同时存在较大的延时性以及IP机制本身的缺陷，基于IP架构的高清视频监控系统在某些行业如交警，治安以及某些项目比如赌场等在短时间内将不会得到广泛的应用。 回过头来再看一下基于HD-SDI技术的高清数字监控系统。 SDI技术来源于广电领域，近两年来逐渐在视频监控领域获得重视，并得到初步的应用。 SDI即serial digital interface，说的通俗些就是数字视频非压缩技术。前文所述，视频经过模数转换后，有2条路可以走，压缩或者非压缩，IP监控走的是压缩的路子，如果走非压缩的路子，就是所谓的数字非压缩技术了，数字非压缩技术标准有很多种，比如常见的HDMI，DVI 和SDI。非压缩带来的好处是视频质量的最大限度的保真，同时几乎没有延时（40ms），当然带来的代价是视频信号数据量极大。SDI目前根据视频分辨率和帧率分为3个标准，1 SD-SDI 即标清SDI,主要对针对标清分辨率，每秒25帧或30帧（分辨是PAL制和NTSC制，下同）。模数转化后的视频带宽大致为250Mbps左右（如果是16:9，则为360Mbps左右），2 HD-SDI 即高清SDI，这个标准主要针对分辨率为1080P，帧率为25或者30，模数转换后的数据量为1.485Gbps，3 3G-SDI，高清高帧率SDI,分辨率仍为1080P ，但是帧率增大到50或者60，模数转换后的数据量大致为2.9Gbps。 由于标清视频几乎全都采用模拟方式，所以在监控领域SD-SDI 意义不大，而3G-SDI数据量太大，如此高的帧率在监控领域也无必要，故3G标准的SDI也不大可能广泛用，真正可能在监控领域中广泛运用的是HD-SDI标准，这种标准在提供分辨率为1080P的高清视频的同时，最大限度的保留的视频的所有细节，同时操控的延时性几乎等同于模拟系统。 在众多的数字视频非压缩标准中，SDI是最有前途的或者说是最有可能运用于监控领域的，其原因主要是： HD-SDI使用高等级同轴电缆无中继传输的距离达到100米左右，在众多视频非压缩标准中是最远的，为现场使用带来了便利。具体基于HD-SDI的监控系统，其优势主要在于：1 线缆使用高品质同轴电缆（RG58\59），接头使用高品质BNC接头。这些都是和以前的模拟监控系统完全兼容的，原有模拟监控系统只要保留传输线路就可以升级为SDI系统，当然原模拟系统中几乎所有设备都要同步更新为相应的SDI设备，比如SDI前端，SDI光端机，SDI视频分配器,SDI矩阵,SDI-DVR等。新构建的系统结构几乎完全类似于原模拟系统，为工程商设计施工提供了很大的便利； 2 不失真的可靠度，HD-SDI不像IP系统那样视频资料是压缩后以封包方式在网络上传输，HD-SDI视频以未经压缩的信号在同轴电缆上专线传输，稳定可靠，不失真；3 高清等级的实时图像，SDI在视频产生和传输过程中没经过压缩和封包化以及解码的过程，不产生IP高清图像的延时，在讲究实时监控的场合特别合适，如赌场，交通；4 可在同轴电缆上做多工传输。同轴电缆上不但可以传输视频，还可以传输音频，这样模拟系统中的视频矩阵和音频矩阵就可以合二为一了，同时SDI标准还支持在同轴电缆上传输控制信号，未来PTZ的型号也可以通过同轴电缆传输，不用再敷设控制线缆，电源也极有可能通过同轴电缆传输，这样，真正实现一根同轴电缆传输多种信号，节省布线成本；5为智能视频分析提供所需的优质视频信号，未压缩的高清视频信号将大大提高智能视频分析的准确性；6 具备和模拟系统类似的信号安全性和系统开放性扩展潜力。 HD-SDI系统目前存在的最大问题有以下几点： 1 前端防雷不好解决 SDI来自广电领域，主要用于室内环境，并没有大规模用于外场的先例，相关标准的制定也没有考虑工业环境下的应用，相关的防雷技术之前并无储备，SDI电缆传输的是高频数字信号，防雷器的原理和设计和模拟视频完全不同，目
