曾經(jīng)輝煌一時的模擬矩陣因其不能滿足客戶高清化、數(shù)字化的需求而逐漸走向沒落,很多傳統(tǒng)工程商、用戶甚至廠商感到前景迷茫。巨大的市場需求催生了HD-SDI高清數(shù)字矩陣的問世,這讓大家看到了一些新的希望。那么新興的HD-SDI矩陣產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀、市場前景以及未來的發(fā)展趨勢又如何呢?
一 HD-SDI矩陣的發(fā)展現(xiàn)狀
當今社會,促使HD-SDI矩陣朝著數(shù)字化和高清化方向發(fā)展的因素很多,眾所周知的3D技術帶給我們很大的震撼,3D信號的高帶寬和高分辨率,信號處理和傳輸技術的提高帶給人們不同的視覺效果。談到矩陣方面,在處理芯片上我們就要求能夠很好地處理高帶寬的音視頻信號,所以在芯片的選擇上我們就要求性能更加優(yōu)越的產(chǎn)品,在算法方面由于帶寬和分辨率的提高,視頻處理算法要求能夠處理大信息量,而以前的算法已經(jīng)完全不能夠滿足信號的處理要求了。
1 HD-SDI矩陣應用領域
HD-SDI矩陣在各行各業(yè)得到了普遍的應用,主要應用領域有以下這些:
首先是在廣播電視行業(yè)不斷得到推廣應用,HD-SDI格式在一些發(fā)達國家的電視節(jié)目制作中得到了普及,國內(nèi)的各大電視臺也在進行大規(guī)模的高清數(shù)字化改造,目前很多衛(wèi)視頻道已基本實現(xiàn)高、標、清同時播出,應用時間較長的SDI技術日趨成熟,可想而知,到2015年主要城市和地區(qū)全面實現(xiàn)數(shù)字播出是很有可能的。
其次是在專業(yè)視聽行業(yè),視頻會議和應急指揮中心的建設中應用廣泛,HD-SDI以其高清晰度、實時無延遲、傳輸距離長、施工簡單快捷等特點得到了迅猛發(fā)展,并且解決了DVI、HDMI等并行數(shù)字信號的瓶頸,形成了自己獨特的技術優(yōu)勢。
HD-SDI矩陣在安防監(jiān)控行業(yè)的應用可謂是最為廣泛的,用戶需求的增加和時代的發(fā)展催生了視頻信號高清化的發(fā)展,隨著2009年HDcctv聯(lián)盟的成立,人們開始關注HD-SDI在視頻監(jiān)控領域的應用,但是作為新興的HD-SDI,大多數(shù)廠家還不是特別了解,但是在經(jīng)過2011年深圳安博會以后,人們對其認知度不斷提高,很多廠家和用戶逐漸開始關注,使得HD-SDI時代降臨。
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2 HD-SDI矩陣應用案例
目前國內(nèi)HD-SDI市場格局還沒有形成一定的規(guī)模,很多廠商都在忙于宣傳其產(chǎn)品,安防領域的HD-SDI應用主要集中于銀行、公檢法系統(tǒng)、機場等。在這些行業(yè)應用里面,單一產(chǎn)品已經(jīng)完全不能滿足用戶的需求了,各大廠商想要做的是為各大用戶提供解決需求的整體解決方案。目前已經(jīng)建立的視頻監(jiān)控系統(tǒng)大部分仍是模擬標清的設備和系統(tǒng),高清是視頻監(jiān)控發(fā)展的必然趨勢,但是從模擬標清到高清一步到位很難,只能是一步步升級完成。目前國內(nèi)的HD-SDI市場應用還尚未形成規(guī)模,HD-SDI矩陣市場也亦是如此。矩陣作為系統(tǒng)中的中端設備,扮演著舉足輕重的作用。對于工程商、用戶來說,一般性都是先采購系統(tǒng)的前端,如攝像機和后端屏幕、控制器等設備之后再選購配套的矩陣產(chǎn)品。從市場應用角度來看,對于工程商、用戶來說,采購一套完整的解決方案,最起碼可以避免產(chǎn)品在使用的過程中出現(xiàn)兼容性等問題。如果從前端到后端所采購的產(chǎn)品都不是出自同一家廠商,而是用各家廠商產(chǎn)品進行組合應用,這樣多少都會給用戶帶來一些不便,例如前后端設備對不上號等。且組合應用的HD-SDI產(chǎn)品效果不一定有同一家廠商的整體解決方案效果好。
平安城市這樣的大型項目必然導致矩陣需求增加,并且向著大容量、網(wǎng)絡化、數(shù)字化的方向發(fā)展。類似“平安城市”這樣大型的建設項目,強化矩陣聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展。隨著公安系統(tǒng)提出了上下級節(jié)點矩陣之間音視頻信號互連互控的需求,既促進了各廠商將矩陣聯(lián)網(wǎng)技術轉(zhuǎn)變成實際應用,也進一步延長了矩陣的生命力。網(wǎng)絡級聯(lián)系統(tǒng)由中心矩陣和多臺節(jié)點矩陣組成,每臺矩陣均具備獨立的IP地址,通過以太網(wǎng)端口進行數(shù)據(jù)交換。節(jié)點矩陣將本地視頻輸出上傳到中心矩陣,并且中心矩陣可以對所有節(jié)點矩陣的攝像機進行圖像切換和控制。如果是增加中心矩陣對節(jié)點矩陣的視頻下傳通道,各節(jié)點矩陣可以實現(xiàn)互聯(lián)互控、跨區(qū)域調(diào)度。例如矩陣可以實現(xiàn)遠程聯(lián)網(wǎng),目前公安系統(tǒng)通常都是采用三級聯(lián)網(wǎng),省公安廳到縣公安局,省公安廳可以任意調(diào)動地、市、縣各監(jiān)控的圖像,且各公安局之間也可以互相調(diào)閱監(jiān)控圖像。矩陣高清化之后不論是聯(lián)網(wǎng)還是單機操作,既保留了原有的便捷切換控制、圖像巡檢定位等功能,又在技術上實現(xiàn)安防化建設的突破,如報警聯(lián)動、成組切換等。
產(chǎn)品要想獲得更多的市場,必須要在設計理念上下工夫,產(chǎn)品功能要完全,產(chǎn)品要不斷創(chuàng)新,爭優(yōu)才可以滿足人們對產(chǎn)品的需求,才能適應市場的發(fā)展,只有走在客戶的前端,才能做市場的主宰,在矩陣的傳統(tǒng)功能已無法滿足市場需求的情況下,大屏的分割和拼接功能必將占領整個市場。
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二 HD-SDI矩陣產(chǎn)品的優(yōu)勢和不足
用戶一般考慮最多的就是產(chǎn)品的質(zhì)量效果,包括圖像的清晰度和畫質(zhì),操作的便捷性以及采集范圍的寬廣性,HD-SDI矩陣產(chǎn)品相當于傳統(tǒng)的模擬矩陣和混合型矩陣而言,HD-SDI矩陣產(chǎn)品的優(yōu)勢還是比較多的,其優(yōu)勢主要有:
1、安裝方便、兼容性強。在模擬監(jiān)控系統(tǒng)的兼容性上,只需將原有的系統(tǒng)進行升級處理,便可以完成對HD-SDI模式的認可,而無需更多的改造工程。這也為傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)向HD-SDI系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了更多的便利。
2、圖像高清不失真、不延遲。HD-SDI不像IP系統(tǒng)那樣將視頻資料壓縮后以封包方式在網(wǎng)絡上傳輸,HD-SDI視頻以未經(jīng)壓縮的信號在同軸電纜或光纜中傳輸,穩(wěn)定可靠,不失真。HD-SDI系統(tǒng)在視頻產(chǎn)生和傳輸過程中沒經(jīng)過壓縮和封包化以及解碼的過程,不會產(chǎn)生IP高清圖像的延遲現(xiàn)象,在講究實時監(jiān)控的場合特別合適,如賭場、道路交通方面監(jiān)控?!√峁└嗉毠?jié),保持圖像的完整性和原始性,大大提高了智能分析算法的精度,為智能視頻分析IVS提供了保障。
3、單位面積攝像機布點密度大幅下降,提高了采集設備的利用效能。
此外,HD-SDI還有一些基于工作特點衍生出來的優(yōu)勢,比如說在傳輸中,由于視頻信號的完整性、實時性可以得到很好的保障,所以在人臉識別,細節(jié)抓拍等方面,也比高壓縮比的網(wǎng)絡監(jiān)控設備更具優(yōu)勢。[nextpage]
HD-SDI具有先天的優(yōu)勢,但是就目前來看,也同樣存在不可忽視的缺點,其弊端也嚴重的制約著它的發(fā)展:
1、很難實現(xiàn)高清畫質(zhì)
HD-SDI產(chǎn)品的誕生就是服務于高清監(jiān)控,對于用戶或者以最直觀的效果看,分辨率無疑是判定產(chǎn)品的唯一標準。HD-SDI包含的分辨率包括:1920*1035、1920*1080、1280*720三種,不同圖像的幀率可達到30p或60p,若實現(xiàn)非壓縮圖像傳輸且經(jīng)電腦輸出,那么由于該系列產(chǎn)品支持的分辨率太少,很難與電腦輸出圖像幀率做到吻合,因此在非壓縮的基礎上,HD-SDI產(chǎn)品應用遇到了限制。不得不承認HD-SDI監(jiān)控攝像機輸出的圖像的確是高清圖像,那么以用戶的理解的"高清"和圖像分辨率又有哪些出入呢?SDI產(chǎn)品的高清圖像僅限于分辨率,若以圖像畫質(zhì)來說,或許圖像的低幀率成為它最大的發(fā)展障礙。1920*1080分辨率的圖像幀率只有30p,這就造成了圖像的失真。
2、傳輸介質(zhì)成本高
由于HD-SDI輸出的大分辨率圖像,讓圖像傳輸?shù)慕橘|(zhì)成為了工程成本中的一項重要開支。在1.5Gbps的碼率下可實現(xiàn)1080p畫質(zhì)的傳輸,帶寬成為了傳輸必備項目。兩種選擇:一個是選擇光纖傳輸,顯然這是高耗材的一種,特別是監(jiān)控系統(tǒng)中的的短距離傳輸,采用光纖線纜十分不劃算;方法二選擇同軸線纜,該線纜也非大眾型產(chǎn)品,需要有獨到的傳輸通道,抗干擾能力強。HD-SDI攝影機在采用不同HDMI纜線材質(zhì)傳輸時會出現(xiàn)不同程度的干擾,特定的線纜無疑也增加工程成本。
3、兼容性差
HD-SDI備受爭議的恐怕是其兼容性問題,比如HD-SDI攝像機的數(shù)字編碼影像信號格式與不同品牌HD-DVR存在難兼容性問題。接口的不同和標準的差異導致與其他一些產(chǎn)品很難兼容。
4、應用領域狹窄
目前來看,HD-SDI的產(chǎn)品定位比較高,在少數(shù)的高端領域應用比較多,比如電子警察系統(tǒng)、銀行監(jiān)控系統(tǒng)、重要博物館等地方,應用領域的局限性導致很多用戶的需求無法滿足,因此非大眾化的應用領域也制約著其發(fā)展。
綜上所述,無論是圖像分辨率、圖像畫質(zhì)還是周邊線材及應用領域,HD-SDI產(chǎn)品在發(fā)展中的確遇到了不小的阻礙和弊端,如何解決軟件和硬件之殤是安防廠商應該著力思考的問題。
三 HD-SDI矩陣產(chǎn)品的技術突破
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視頻矩陣在安防領域有十分廣泛的應用,如今在安防領域主要分為2大矩陣系統(tǒng),一類是傳統(tǒng)的模擬視頻矩陣。另一類就是基于數(shù)字技術的視頻矩陣(IP矩陣)。隨著近年來數(shù)字技術的高速發(fā)展,軟硬件水平的提高,得益于數(shù)字視頻處理技術的強大功能,數(shù)字視頻矩陣的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)。
為了實現(xiàn)HD-SDI高清攝像機的集中控制,SDI矩陣系統(tǒng)的研發(fā)結合了傳統(tǒng)模擬矩陣的強大功能,如多功能切換,大容量、光纖接入、可聯(lián)網(wǎng)以及可進行遠程控制,字符信號疊加,解碼器接口,報警器接口以及音頻控制箱、控制鍵盤,支持多級級聯(lián),多媒體管理軟件平臺,電子地圖,報警聯(lián)動管理等。SDI矩陣就是在視頻輸入和輸出部分做了相應的開發(fā),將傳統(tǒng)的模擬輸入、輸出板改為數(shù)字高清SDI板。附加的其它功能都是在此基礎上研發(fā)出來的。模擬矩陣經(jīng)過了近20年的發(fā)展已經(jīng)很成熟和有效,與實際工程的結合也很妥帖,因此SDI矩陣都是在模擬矩陣的基礎上開發(fā)出來,具有模擬矩陣的絕對功能并結合了高清顯示的優(yōu)點。
SDI矩陣在實際應用中存在大系統(tǒng)SDI攝像機遠距離接入問題,一般SDI攝像機傳輸距離100米,對于大些系統(tǒng)都要遠遠超出,因此矩陣輸入的補償就顯得尤為重要,混合式接入模式也是SDI矩陣的首先技術問題,目前對于不同的場合使用的攝像機有多種模式,如傳統(tǒng)的模擬攝像機,IP攝像機,SDI攝像機等,每大類攝像機含有多種格式,因此兼容多類型攝像機也是SDI矩陣的技術難點,尤其是老系統(tǒng)升級和平安城市建設都存在類似問題。軟件管理平臺的架構和數(shù)據(jù)存儲的管理也是SDI矩陣技術的難點,對于平安城市一級的系統(tǒng),SDI矩陣的軟件管理平臺和存儲管理和光纖接入等就成為必要的技術。
目前已經(jīng)建立的視頻監(jiān)控系統(tǒng)大部分仍是模擬標清的系統(tǒng),高清是視頻監(jiān)控發(fā)展的必然趨勢,但是從模擬標清到高清一步到位很難,只能是一步步升級完成。目前國內(nèi)的HD-SDI市場應用還尚未形成規(guī)模,HD-SDI矩陣市場也亦是如此。矩陣作為系統(tǒng)中的核心設備,扮演著舉足輕重的作用。因此在不遠的將來SDI矩陣將逐步取代以往的模擬和IP矩陣。但是在小范圍的監(jiān)控系統(tǒng)中,SDIDVR模式下的類似網(wǎng)絡IP矩陣的模式也會長久存在。
四 HD-SDI矩陣產(chǎn)品未來市場地位
HD-SDI矩陣未來的發(fā)展將向著控制便捷、智能化、自動化發(fā)展,并且在實現(xiàn)圖像高清化和實時性的基礎上,借助網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程管理和多級級聯(lián)控制,這將大大提高其在行業(yè)領域的地位。隨著平安城市這樣大型建設項目需求的日趨增加,現(xiàn)有的SDI矩陣正朝著大容量、網(wǎng)絡化、數(shù)字化的方向發(fā)展。增強矩陣網(wǎng)絡集中管理能力,通過網(wǎng)絡級聯(lián)各監(jiān)控中心,實現(xiàn)多級權限控制管理是目前大勢所趨。對于城市級的系統(tǒng),矩陣網(wǎng)絡級聯(lián)系統(tǒng)由中心矩陣和多臺節(jié)點矩陣組成,每臺矩陣均具備獨立的IP地址,通過以太網(wǎng)端口進行數(shù)據(jù)交換。
節(jié)點矩陣將本地視頻輸出上傳到中心矩陣,并且中心矩陣可以對所有節(jié)點矩陣的攝像機進行圖像切換和控制。如果是增加中心矩陣對節(jié)點矩陣的視頻下傳通道,各節(jié)點矩陣可以實現(xiàn)互聯(lián)互控、跨區(qū)域調(diào)度。矩陣高清化之后不論是聯(lián)網(wǎng)還是單機操作,既保留了原有的便捷切換控制、圖像巡檢定位等功能,又在技術上實現(xiàn)安防化建設的突破,如報警聯(lián)動、成組切換等。因此SDI矩陣技術發(fā)展的城域化、網(wǎng)絡化、集成化、光纖化、數(shù)字化和廣泛的兼容化必將使其市場地位大幅度提升。