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模数混合应用在视频监控系统中的新高度(全文)

2016-09-07来源: 安防知识网关键字:模数混合应用  视频监控
        伴随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展,视频监控技术与视频监控系统也在不断升级,其中对视频资源整合应用和视频监控高清化的需求,是促使整个视频监控系统不断升级最强的推动力。   

       文/王信  浙江大华科技股份有限公司产品经理   
模数混合应用在视频监控系统中的新高度
早期的模数混合应用   

       以传统模拟监控系统为例,模拟监控技术具备完整成熟的解决方案,技术成熟、系统稳定一直是其在国内外监控领域占据重要市场份额的根本,但受限于其在视频清晰度、视频传输距离、控制部署、业务应用等方面存在着技术层面固有的限制,影响其应用范围及后续的发展。为了首先解决视频资源整合,更为便捷、有效的统一管理视频资源,模拟监控系统多通过模拟信号编码转为数字形式,实现视频资源统一的目的,这也是早期的模数混合应用,如下图拓扑所示。   
       
       早期的模数混合应用拓扑图
       这种早期通用的模数混合的构造,模拟拟视频信号通过同轴电缆与矩阵相连,再通过矩阵向大屏显示区输出视频信号,以达成实时监控的效果,同时在前端将视频分给数字硬盘录像机进行本地编码和存储。这种架构通过矩阵作为中控,可实现前端接入视频的切换输出,但模拟视频信号的存储与检索依赖于嵌入式数字硬盘录像机DVR,或者编码器,将模拟视频信号转换成按特定数字编码规则编码的数字视频信号,实现视频资源本地存储和向视频专网分享视频的作用。为实现视频资源的有效调度和管理,利用对嵌入式数字硬盘录像机DVR的统一网络在线管理,很好的实现了资源统一调度的需求。 

模数混合应用的发展   

       前面介绍的这种模数混合架构是自嵌入式数字硬盘录像机与编码器普及后最常用的架构,既实现了原来模拟监控系统的投资保护,同时也为视频资源的统一管理提供了解决手段。但构成这种系统的产品,在高清逐渐普及、高清化智能化需求愈来愈强烈的现阶段,其清晰度、视频分析等性能、功能已明显与视频监控系统的快速发展的需求不相适应。   

       如下图所示,通道九、通道十一、通道十二均为模拟标清效果,而通道十则为同轴高清图像效果,模拟标清的效果仅仅是看到大概场景,看到有没有人,看到人的走向,而高清升级后的效果提升明显,能看到更多细节,比如场景内车辆信息,人物特征信息等等。   
模数混合应用的发展
        为了能够无缝对接原有的模拟监控系统,平滑升级至高清,并且继承原有模拟监控系统实时、安全、稳 定、可靠的优势,业内一直在不断推出新的应用技术,比如索尼推出960H模拟高清,再比如HDSDI技术被引入到安防的视频监控领域。   

       960H模拟高清的效果已经被事实证明无法满足真正高清的需求,而HDSDI的出现则是让业内眼前一亮。HDSDI使用高质量同轴电缆传输数字视频信号,提供高达720P\1080P级别的视频图像,其架构部署与操控习惯基本与模拟标清系统类似,配合专属的SDI光端机以及SDI数字硬盘录像机,可以方便地集成到原有的视频监控系统中,继承模拟监控系统实时、安全等特性,这种架构上的混合高清,已经突破了传统意义上的“模数”混合。然而,在笔者看来,HDSDI技术并没有真正全面实现对模拟系统的替代,HDSDI前端传输距离的限制,施工精细程度,造价成本高昂等因素,限制着HDSDI在市场的普及,难以实现对模数混合系统中模拟部分的有效升级。   

       在这种情况下,模数混合系统的高清化发展一直都是网络高清为主,而以同轴线缆为主的模拟监控系统,迟迟不能解决对原有系统的覆盖和继承。   

       同轴高清技术是两年异军突起的黑马,成为近两年全球安防市场最热门的基础技术之一。同轴高清技术支持720P\1080P乃至更高的400万、4K图像分辨率,同时支持同轴控制信号、音频信号复合在视频信号上,并可保证高清视频信号在同轴线缆上超远距离传输,这一技术有效地解决了对原有模拟标清系统特点的继承,有效地实现了模拟系统架构高清化的需求,面世之后迅速在全球市场获得追捧,以同轴高清技术为基础的全新模数混合应用也迅速增长起来。

高清模数混合应用新发展   

       2014年年底,经由全国安全防范报警系统标准委员会制订的《安全防范高清视频监控系统技术要求GA/T 1211-2014》正式批准,2015年4月该标准正式实施。该标准提出,“高清视频监控系统主要由前端、传输、终端三部分组成。按其传输方式的不同,分为IP网络型、非IP网络型和混合型三种类型”。   
IP网络传输的系统逻辑架构图
       其中,IP网络型高清视频监控系统是指视频信号经IP网络传输的系统,其逻辑架构如下上图所示;非IP网络型高清视频监控系统是指视频信号经除IP网络以外的其他方式传输的系统,其逻辑架构如下图所示:   
非IP网络传输的系统逻辑架构图
       这两种架构的高清视频监控系统一度在只有IP网络高清和HDSDI高清的市场上风声水起,尤其是IP网络高清,系统依托成熟的网络传输方式,在现在新建的高清系统中占大多数;非IP网络型高清视频监控受限于成本、技术实现方式等原因,在部分特殊领域也占有相当多的市场份额。   

       在《安全防范高清视频监控系统技术要求GA/T 1211-2014》标准中,还特别介绍了第三种高清视频监控系统,即混合型高清视频监控系统。标准中提到,混合型高清视频监控系统是IP网络型和非IP网络型系统的组合应用;根据实际需求情况,混合型高清视频监控系统可有多种组合模式,主要架构如下图所示:   
混合型高清视频监控系统架构图
       从拓扑中可以看出,混合型高清视频监控系统,改变了以往方案中只有单一一种架构的情况,设计方或客户能够根据自己实际项目所需,采用当前主流的高清技术,实现高清视频监控系统的架构,这种架构更能贴近客户实际痛点。   

       在国内的一些安全防范项目建设中,视频监控系统在很多行业内属于必建的子系统,由于系统分阶段施工,施工年限不同,普遍存在一期模拟标清、二期SDI高清、三期网络高清的情况,模数混合的情况可以说在目前各个行业中还是很普遍的。以公安为例,早期天眼工程多是以模拟标清为主,后续新建的一级点位多以高清为主,工程内标清资源的升级改造就是一个难点;再以国内的地铁轨道建设为例,北、上、广、深走在轨道建设的前列,但视频监控体系都还是早期的模拟标清系统,虽然已完成了系统资源的整合,但清晰度的硬伤仍限制了这些项目里后续的业务拓展,如何实现高清升级也是摆在用户面前的痛点。选择什么样的高清接入方式,能够既保证新建高清效果,也能实现前期系统平滑高清升级,是目前各行业用户最为关心的。   

       在GA/T 1211-2014标准中,混合型高清视频监控系统部分给出了参考的基础技术:   

       6.1.1 系统设备应符合现行国家标准的要求,并满足使用现场的环境适应性和电磁兼容性要求。   

       6.1.2 系统各种配套设备的性能及技术要求应协调一致,以保证高清视频监控系统的图像质量满足系统性能指标。   

       6.1.3 系统中涉及视频编解码的设备应采用SVAC、H.264、H.265等视频编解码标准,宜优先采用SVAC视频编码标准。   

       6.1.4 系统中涉及IP网络进行信息交换、传输、控制的设备应符合GB/T 28181标准。   

       6.1.5 系统中涉及非IP网络的设备宜支持符合IEC 62676-3、HDcctv 2.0 S1200或HDcctv2.0 S1205 等相关标准的HD-SDI、HD-CVI等接口。   

       在混合高清视频监控系统中,标准已经给出了推荐的接入方式或接口技术,而其中的HDCVI同轴高清技术则在这种混合高清系统中,以HDCVI同轴高清技术的特点,可以有效覆盖和继承原有模拟标清系统,在混合型高清视频监控系统的建设中有着强大的技术优势,。   

        备注:   

       高清视频监控系统High Definition Video Surveillance System   

       系统图像分辨率大于等于1920×1080,系统图像水平分辨力大于等于800TVL的视频监控系统。   

       注:系统图像分辨率大于等于1280×720且小于1920×1080,系统图像水平分辨力大于等于600TVL时,称为准高清视频监控系统。   

       HDCVI:高清复合视频接口(High definition composite video interface)   

       HD-SDI 高清串行数字接口 (High Definition Serial Digital Interface)   SVAC 安全防范监控数字视音频编码(Surveillance Video and Audio Coding)   

展望   

       社会经济的不断发展和技术的不断进步,客观对视频监控系统的准确性、有效性、可靠性、便捷性提出了更高要求。   

       具体讲,其一是行业化、专业化应用程度将会不断加深,传统的安防监控定会向行业诉求所需的诸如经营性质的监控方向发展,而且对同一套系统的覆盖面和实施距离也提出了更高的要求,点多面广的覆盖率和不同行业的专业化诉求都将会是影响整个高清视频监控系统建设方案的关键,对基础技术的业务能力要求也会越来越多。   

       其二是视频资源与专业业务资源的整合利用,实现对大数据的集中优化处理,达到建为用的效果,转视频资源为价值资源。   

       这两点要求正是与视频资源整合应用和视频监控高清化的需求相吻合的,高清化和资源整合成为了满足系统要求的基础必要条件。根据客户的实际应用情况,我们现在拥有更多的高清技术选择,去满足客户不同的建设需要,这些都将是混合型方案发力的地方,高清化的混合视频监控系统也将会在未来的行业发展中被提升至一新的高度。 

关键字:模数混合应用  视频监控

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/article_201609079773.html
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