网络摄像机已经发展多年,从早期的摄像机模拟信号配合编码器集成一体到后续的摄像机数字信号直接编码,网络摄像机从标清到高清已经完成了重要的两个发展阶段。而HD-SDI数字高清摄像机作为新型的产品,从他的上下游相关厂家到各路媒体,都给予了很高的期望,然而事实并没有达成期望的那么高,只有极少的大型项目或有极端需求的用户使用了HD-SDI高清数字摄像机。
在现如今高清网络视频监控产品在市场中大行其道的时候,由于网络宽带不足、编解码技术瓶颈等原因,正逐渐凸显出高清网络视频监控产品一些不尽如人意的地方。针对网络传输延迟、编解码损耗较大、占用网络宽带较大的缺点,为满足全高清、无延时、视频无损耗的高清应用需求,广播级技术与视频安防完美融合的HD-SDI技术逐渐受到业内关注,不少厂家也在大力推广。本文浅谈关于HD-SDI摄像机芯片的问题。
本文从产品发展的规律出发,以4个公式的推断,观察安防监控摄像机市场发展,对市场做预估判断,得出结论:SDI摄像机市场将会在2013年迅速成熟,复制IPC在2011年快速成长的表现。
随着安防监控系统数字化、高清化的发展,IP网络高清监控得到社会各界的追捧。然而火热过后,用户渐渐在使用中发现了其不如意的地方——延迟、编解码损耗、高带宽和安全性等,对此,厂家必须寻求更好的高清解决方案。在此需求推动下,产生了新的应用——将广播级标准HD-SDI引入到安防应用领域中, SDI摄像机被推出面世。从此,高清监控产品分为IP高清和SDI高清两大阵营。IP高清将图像经H.264/MPEG-4等格式的编码压缩,然后使用网络传输;SDI高清目前沿用广电系统的传输标准,传输720p与1080p的无压缩的数字视频信号。这两种截然不同的技术和传输方式导致两种产品在系统应用和市场定位上表现出截然不同的特征。
HD-SDI无疑是近年来监控行业内最为时髦的字眼。国内监控厂家无论大小都跃跃欲试,有点大跃进的意思。工程商、业主不管有没有需求都先问厂家是否有该类产品。HD-SDI与IP摄像机的对比也是热门话题,更有甚者提出HD-SDI摄像机是比IP摄像机高一代的监控技术,代表了未来发展的方向。本文将全面比较二者的优劣。HD-SDI最早应用于广播电视领域,其画质特点非常适合该行业的需求。但笔者认为,广电领域与视频监控领域分属不同层面,在广电领域中HD-SDI的如鱼得水,在视频监控领域或许就另当别论了。对于视频监控行业而言,摄像机的应用要经过四大环节:视频采集、传输、存储、综合应用。文章从这几个方面逐一分析HD-SDI的生存环境。
当前的HD-SDI系统,在海外的民用市场上获得了广泛应用,通常会放在民用超市内进行销售。但在国内,由于目前1080P-SDI系统成本较高,高清视频海量存储容量大,还属于“不差钱”的行业客户高端应用阶段,比如智能交通、平安城市的项目,难以进入普通民用安防市场。本文探讨HD-SDI产品如何才能在民用安防市场上普及应用并有所作为。
随着安防市场中“高清化”的不断普及,“多样化高清”的不断深入,高清已经成为目前视频监控系统中不可或缺的一部分内容了。模拟高清,在传统模拟系统中提高图像的分辨率、清晰度,是最容易被人们所接受的,也是客户自己最愿意接受的;IP网络高清,在最近几年得到了全面的、急速的发展,从开始的排斥IP系统、到试用IPC系统、到依赖IP系统,可以说目前的视频监控系统完全离不开IP。同样,IP高清也随着带宽压力、存储压力等问题的不断解决,已经开始在大范围的覆盖,其发展速度只能用急速来形容;在IP高清被人们所接受之后,同样也暴露了IP高清的几个缺点,延时大、图像损失多等等;因此HD-SDI高清逐渐被推到人们的视野中,HD-SDI高清相对于网络高清有几大优势:未压缩、低延迟、易安装、低成本,必将使HD-SDI高清紧随IP高清,不断往前发展。
由于SDI摄像机拥有真正高清无损失的影像质量这一特性,金融是比较适合SDI数字高清产品规范用途的应用行业。以银行为例,银行营业厅场所具有日夜全天候使用、目标物集中特定地点、目标物细节多、区域内短距传输架构及无缝建构等特性,部分特定地点同样适合SDI数字高清产品的应用,以下从前中后端的架构来探讨如何在金融银行应用SDI数字高清监控。 2012年,万佳安200万像素高清SDI监控系统成功应用天津工商银行视频监控系统。
使用HD-SDI信号采集、传输分配、显示,基于IP调用、存储、多级联网、分析的方案,基于这样的系统解决方案将合理的控制系统成本,而又保持了SDI信号对于实时预览时保持高画质的特性。传输距离方面众多厂家也推出了SDI光端机产品,一线光端机厂家正在努力解决SDI设备光纤资源消耗过大的问题,未来将推出多路(粗波分复用)产品。普及难的问题最主要还是目前SDI系统存在很多对于安防监控领域需要迫切解决的问题,比如光纤资源占用多、SDI大路数矩阵价格昂贵、SDI信号多级联网复杂等问题。
HD-SDI 摄像机以高品质的高端产品形象出现,摄像机本身以及配套产品的价格远高于预期。高清监控项目的建设,基于HD-SDI 摄像机方案的成本通常超出项目的预算,因此采用HD-SDI 摄像机解决方案的项目甚少。在前景不明朗的前提下,厂家更不愿意牺牲产品的毛利,造成HD-SDI 摄像机低性价比的印象。在HD-SDI 摄像机出现的同时,高清网络摄像机也正好处于发展初期。同样是解决高清监控的需求,被安防企业寄予厚望的技术,两大技术阵营形成对弈的局面。虽然局限与当时技术的限制,高清网络摄像机存在不少问题,但采用流媒体网络技术的高清网络摄像机却有着天生的系统优势。成熟的网络技术与网络产品给予高清网络摄像机充分发挥快速布署、灵活应用的生存土壤。此外随着出货量的猛增以及本土制造企业的大力推进,快速下降的价格与不断提高的画质也是高清网络摄像机的竞争优势。
解决传输距离的方式有除了开发3G-SDI的产品用传输速率来增加传输距离外,同时也在HD-TX芯片上以FPGA设计架构采用Dirac影像压缩技术产生无压损失(lossless compression)的方式,将距离增加到300米,同时也可藉由在同轴或UTP缆在线材质上128/168/192编织上对高频损失的优劣条件选用,来降低线路上的损失及延长HD-SDI的信号传输距离,目前在厂商部份可以参考HDcctv联盟所题出订定距离与三种缆线应用距离。目前最普遍的是,HD-SDI通过转Fiber的光端机转换为光纤电缆传送,同时为了能满足多路的HD-SDI信号的单向或双向传送,光端机也有以WDM/DWDM/CWDM等多频道光波长分频方式的传输,达成一路以上的HD-SDI光纤信号载送传输要求,这可以让HD-SDI摄像机信号传输达到30-70公里。
HD-SDI数字高清在监控方面的应用状况可谓是进退两难。一来是前几年一股HD-SDI热席卷整个监控市场,让大家以为SDI代表了监控未来发展的方向。各大厂家也争相开发此类产品。但市场的需求却没有给厂家的热情以相应的回报,高昂的价格、残缺的产业链、以及工程商施工后相见不如怀念的切身体会让HD-SDI的发展进入了低潮。HD-SDI的发展并没有达到业内人士最初的预期实现高速增长,也没有对网络摄像机的市场造成实质性冲击。这一切又在在情理之中,HD-SDI由于传输、周边配套产品少等等问题,要想大规模应用还不成熟。
从产品芯片资源上看,SDI系统并不具备竞争优势。广电行业与安防行业不同,安防产品通常出货量大,成本控制严格,环境与功耗的要求也高,要想在安防行业普及推广SDI高清应用,就应针对安防行业开发出低成本及适销对路的解决方案。也就是说,面对当前安防市场的高清化浪潮,SDI高清系统当前急需进行产品结构调整,依照多快好省的原则,采用新型的摄像机及DVR 芯片架构及方案,加快开发高性价比的SDI-720P安防高清系统,及早实现其市场售价与IPC-720P网络高清系统大体相当,也就是降到千元以内,只有这样,HD-SDI产品才能在安防市场上普及应用并有所作为。
监控从标清走向高清后,目前最主流的方式就是IP和SDI,相对来说IP的变数和变化很小,但安防本身就是一个相对封闭的市场,行业性很难打破,产品线拉的也非常长,想要把所有的东西都整合在一起其实挺难的,SDI自身的一些特点,造成其运用主要是小型系统、特殊行业以及外销上。比如,银行、火车站、飞机场等,场地不大,摄像机数目较少。外销上还是很有用的,比如,在欧洲市场,对我们而言很高的成本,对他们来说也许并没有那么高。