IP/HD-SDI高清高速球技術發(fā)展趨勢探討

標簽：IP/HD-SDI 高速球技術

高清網絡高速球技術分析

高清網絡高速球是在傳統(tǒng)模擬高速球的基礎上發(fā)展而來，在其基礎上，增加高清一體化機芯、視音頻編碼模塊、網絡接入模塊，即可構成一個基本的網絡型高速球，實現高清影音數據和控制數據通過網絡這一介質進行可靠傳輸。對于高清網絡高速球如何在有限的網絡帶寬下更加流暢地傳輸數據，是目前廠商需解決的首要問題。H.264的壓縮編碼逐漸成為主流，在較低帶寬上提供高質量的圖像傳輸，在同等的圖像質量條件下，H.264的數據壓縮比是MPEG-4的1.5倍。但由于采用網絡傳輸，網絡延時也是一個很重要的考慮參數。

高速球首先需要重視高速運行性能，其次還需要非常注重球機的低速運行性能這一關鍵指標。例如國內外一些主流廠商的高清高速球產品通過對步進電機細分技術的深入研究，其手動最低速0.01度/秒，預置位速度可達300度/秒，此外通過無級變速，人性化變焦/速度自動匹配等技術實現良好的低速平穩(wěn)性和高速精確性，確保客戶在進行比例變倍操作和預置位設定時，具有良好的視覺感受。

目前主流的高清高速球產品均可以提供豐富的多樣化功能，如前端音頻輸入、音頻輸出、報警聯動、視頻遮擋、視頻移動報警、巡航掃描、花樣掃描、看守位、系統(tǒng)重啟、機芯參數設置等功能，此外一些技術能力雄厚的廠商還開發(fā)了一些特色功能，如OSD菜單、3D定位等功能。產品系列日趨豐富，從像素上來看，目前有130萬、200萬、300萬像素的;從傳感器類型來看，有CMOS、CCD和最新的Exmor CMOS等;從產品形態(tài)來看，有普通高速球、紅外高速球、激光高速球等;從光學性能來看，有18X、20X、28X等。

HD-SDI高清高速球技術分析

HD-SDI高速球一開始被推向市場時就經常出現“傳輸距離太短”的質疑，如果用HDMI只有幾十米，就算用同軸電纜也只能達到100米。但可喜的是，目前廠商已開始重視傳輸距離問題，目前最為普遍的是HD-SDI通過轉Fiber的光端機轉換為光纖電纜傳送，同時為了能滿足多路的HD-SDI信號的單向或雙向傳送。光端機也有以WDM/DWDM/CWDM等多頻道光波長分頻方式的傳輸，達成一路以上的HD-SDI光纖信號載送傳輸要求，可讓HD-SDI攝像機信號傳輸達到30-70公里。

對于球機的控制部分，由于HD-SDI無法控制及傳送聲音信號，如果單獨走線的話，肯定會影響施工的便利性，如果在同軸中同時傳輸PTZ控制信號以及音頻信號的話，由于各廠商開發(fā)協(xié)議的標準不統(tǒng)一，很容易會造成兼容性問題，目前在透過同軸傳輸信號的載波(CarriesWave)技術下，已可以在信號無用的部分嵌入這種類似過去16/32bit單一同軸傳輸的方式來傳輸控制和聲音信號。這為HD-SDI發(fā)展打開了技術之路，傳統(tǒng)矩陣系統(tǒng)在高清的夾縫下有了起死回生的契機。

目前監(jiān)控系統(tǒng)影像在呈現上，多以CVBS的模擬信號輸入和VGA或HDMI終端顯示器為主，高清多以720P/1080P為主要顯示格式，同時在數字電視HDTVSMPTE-296M/274M規(guī)定下，輸入格式大多為HDMI或DVI以及YC信號接口格式，而大部分顯示器廠商都以HD-SDI高清需求的HDMI界面接口來認定，但相對于SDI的信號接口格式，BNC還是最好的選擇。雖然多數液晶顯示器都可以支持HDMI-1080P，但相對有嵌入SDI接收芯片及存在SDI的接口格式就只能在小尺寸的顯示器和大屏去找尋著手，這也目前HD-SDI發(fā)展遇到問題。

HD-SDI攝像機目前缺乏系統(tǒng)性的管理平臺工具，在整合、集中管控上遇到很大的問題，且在存儲方面，由于不能像網絡攝像機那樣進行網絡架構存儲，出現“能看不能存”的問題。但受到HybridDVR概念影響以及SDI-DVR的出現，此類問題不再困擾想要使用HD-SDI攝像機的工程商，因為相對于網絡高清監(jiān)控，HD-SDI的儲存要求是對等的，而且HD-SDI更有優(yōu)勢的是可以保證錄像的清晰和實時性，而從容量上來看，HD-SDI與網絡攝像機相同影像所占用的存儲空間幾乎相同。

新技術應用需求

隨著物聯網概念的普及和手機等移動終端的多樣化，越來越多高端用戶通過使用iPhone/iPad等移動終端，隨時隨地查看和控制高清高速球的需求日漸明顯。目前大部分廠商的高清高速球產品可通過移動終端實時監(jiān)控視頻等基本功能，但是一些高級的操作還不能完全實現。但是少數廠商的高清高速球產品目前具備通過移動終端對高速球的控制如3D定位、預置位調用、報警、抓拍等功能。

高清高速球的應用場合通常都是安裝在室外，所以夜視能力成為市場的一個很重要的需求，目前的高清高速球的夜視功能通常采用主動紅外來實現，利用紅外燈補光，在夜間低照度情況下可進行高清監(jiān)控。夜視距離的遠近，紅外燈開啟的方式，紅外燈的材質直接影響夜視的效果。

對于一款優(yōu)秀的高清高速球來說，在市場應用中除需要考慮功能性之外，更重要的是使用的便捷性。例如，采用獨具特色的磁吸附式機芯快裝結構，在工程安裝時固定好外罩后直接將機芯對準好定位孔放下即可，不需要旋轉固定，也不用螺絲固定，安裝非常快捷且穩(wěn)固。采用一體化的安裝方式，機芯、風扇、電路板等都分層裝嵌，有利于機膽內外形成空氣對流，能有效地分散機身內部熱量。

未來發(fā)展需突破瓶頸

雖然IP/HD-SDI的高清高速球技術已經有了很大的發(fā)展，但在實際應用中，還存在有待提升和改進的地方，高清高速球由于一體化攝像機變焦鏡頭組受當前國際技術水平的限制，變焦鏡頭組的遠焦一直處于95mm這個難關左右徘徊。一般16倍光學變焦的焦距范圍是4-64mm;18倍光學變焦的焦距范圍是3.1-73.8mm;20倍光學變焦的焦距范圍是4.7-94mm。從以上數據不難看出20倍光學變焦鏡頭組的遠焦94mm是看得最遠的，而且20X光學變倍，1080P全實時分辨率的高清高速球產品也是目前市場的主流。

另外考慮到夜間監(jiān)控，市場對夜視距離也提出很高需求，但是目前大部分廠商都還沒有紅外高清高速球產品，只有少數的一些研發(fā)實力雄厚的廠商已經有相關的高清紅外球產品。

隨著IP/HD-SDI等技術的日趨成熟和完善，未來高清高速球將會在如下幾個方面取得突破：

1、IP/HD-SDI高清高速球與物聯網結合