一、主流視頻輸出接口介紹
1.CVBS
CVBS是Composite Video Broadcast Signal的縮寫,中文翻譯為復合視頻廣播信號。這是最常見的視頻接口,最初在廣播電視領域應用,后來很多相機輸出都支持了CVBS接口,CVBS信號是隔行視頻信號,分辨率為720x576(PAL制)或者720X480(NTSC制),CVBS是標清模擬視頻信號接口,目前已經逐步被數字視頻信號接口和高清視頻信號接口替換掉。
2.VGA
VGA是Video Graphics Array的縮寫,是計算機的常用模擬輸出接口。常見的分辨率有1024x768、1280x1024、1600x1200.目前一部分工業相機也提供這種輸出接口,可以直接接液晶顯示器進行顯示監看。常見的VGA信號的視頻在數字化后時鍾主頻一般不超過162MHz,傳輸的圖像數據率一般不超過3.7 Gbps.
3.DVI
DVI是Digital Visual Interface的縮寫,也是計算機的常用輸出接口,該接口是數字接口,VGA接口輸出的是模擬信號,經過顯卡的DA轉換,再經過顯示器的AD轉換后,會有一部分損失,而DVI信號是純數字接口,沒有信號上的損失。隨着時間的發展,DVI接口在計算機領域越來越廣泛,目前有部分工業相機也提供DVI接口,可以直接接液晶顯示器進行顯示監看。單口的DVI最大時鍾頻率:165 MHz ,傳輸的圖像數據率一般不超過3.7 Gbps.
4.HDMI
HDMI是High Definition Multimedia Interface的縮寫,是數字高清多媒體接口。HDMI接口一開始主要應用於機頂盒、媒體播放機、電視機、攝像機輸出等消費領域,因為HDMI兼容DVI接口,同時HDMI可以內嵌聲音,所以HDMI接口應用越來越廣泛,同時HDMI接口的連接器體積小,現在很多工業相機也開始使用HDMI作為信號輸出口。HDMI 1.2的最大視頻帶寬為3.96 Gbps,這在工業相機應用比較廣泛,但是在消費電子領域HDMI目前已經發展到2.0版本,最大視頻帶寬為14.4 Gbps,隨着時間的發展,很多高速相機也會采用該接口作為圖像輸出口。HDMI接口的最大缺點就是緊固性不好,所以如果相機需要移動的話,容易導致信號接觸不良。
5.SDI
SDI是Serial Digital Interface的縮寫,是一種廣播級的高清數字輸入和輸出端口,常用於廣播電視的攝像機接口,SDI接口的傳輸速率上限為2.97Gbps.SDI接口采用和CVBS接口一樣的BNC接口,采用單根銅軸進行信號傳輸,布線施工非常方便,傳輸距離可達300米,在最初的廣電領域和安防領域非常受歡迎。
6.Camera link
Camera link標准規范了數字攝像機和圖像采集卡之間的接口,采用了統一的物理接插件和線纜定義。Camera link包括Base,Medium,Full三種規范。Camera Link Base 使用4 個數據通道,Medium 使用了8個數據通道,Full使用12個數據通道。Camera link接口的始終速率最快是85MHz,則Base的有效帶寬為2Gbps,Medium的有效帶寬4Gbps,Full的有效帶寬5.3Gbps.最近Camera link又新增加了規范Camera link Full+,支持80MHz,傳輸80bit數據,帶寬可達6.4Gbps.
7.HS-LINK
HS-LINK接口是由DALSA公司牽頭定義,支持更高速的傳輸帶寬,單一線纜為Camera Link的4倍,信號協議與Camera Link兼容,也可稱為Camera Link-HS.Camera Link-HS的最大傳輸帶寬可達12Gpbs.
8.CoaXPress
CoaXPress該標准容許相機設備通過單根同軸電纜連接到主機,以高達6.25G比特/秒的速度傳輸數據,4根線纜可達25 Gbit/s.標准同軸電纜和帶寬的采用,使得CoaXPress不僅可以引起機器視覺應用領域的興趣,還適合廣泛采用同軸電纜的醫療與安保市場的應用。
9.高清模擬接口,CVI、TVI、AHD是近來這些模擬高清方案中比較強的三個,它們同樣都是基於模擬同軸電纜傳輸,逐行掃描的高清影像傳輸規格。
CVI,全名為“高清復合影像接口”(High Definition Composite Video Interface,HDCVI),是由浙江大華技術股份有限公司自主研發,於2012年底公布的規格;
TVI,全名叫“高清影像傳輸接口”(High Definition Transport Video Interface,HDTVI),則是由來自美國硅谷的Techpoint Inc公司研發,也是目前杭州海康威視數字技術股份有限公司主力推廣的規格
AHD,全名為“模擬高清”(Analog High Definition),則是由韓國Nextchip公司推出的模擬高清解決方案。
目前在視頻會議領域CVBS、VGA、DVI、HDMI、SDI使用最廣泛,在廣播電視領域CVBS、HDMI、SDI使用最廣泛,在安防領域CVBS、SDI使用最廣泛,在上述3個領域,大部分領域都有圖像采集存儲的需求,這幾個領域的圖像主要都是滿足娛樂、欣賞、監測等需求,所以圖像經過壓縮之后,大部分還能滿足觀看的需求,而圖像一旦經過壓縮,數據量將大幅減少,比如常見的1080P30的視頻,經過H.264算法的壓縮,碼率一般能控制在8Mbps,亦即1MB/s量級,數據帶寬很小,所以用常規的嵌入式主控芯片,ARM等即可實現存儲的需求,如果並發路數很多,則只需要用高性能的ARM系統或者PC系統即可。
二、模擬高清與數字高清技術優劣比較(基於安防行業)
現市面上,模擬高清的技術推廣最厲害的分別是HDCVI、HD-TVI、AHD三種技術。
從這三種技術本質上說起來是非常的雷同的,都是在原有模擬系統的基礎上,通過調制解調技術后讓圖像實現高清顯示效果且可在同軸線纜上進行傳輸;該三種技術得到廣泛的應用在於民用化,且可認為推廣這三種技術的三家企業對產品市場定位的准確性,但這三種技術最大的弊端在於技術的壟斷性,也就是說在整個系統內使用了其中某一家方案后,前端、傳輸、后端無法進行替換導致項目后期的維護或擴展帶來很高的風險性和排他性。
HDCVI
HDCVI(High Definition Composite Video Interface),即高清復合視頻接口,是一種基於同軸電纜的高清視頻傳輸規范,采用模擬調制技術傳輸逐行掃描的高清視頻。
HDCVI高清復合視頻接口標准具備完全自主知識產權,其白皮書首稿0.50版於2012年07月31日由浙江大華技術股份有限公司發布,目前最新版本為1.00版,已於2012年11月15日正式發布。
HDCVI包括1920H和1280H兩種規范,兼容標准的1080P和720P的分辨率,並使用針對性的自動信號補償專利技術,保證長距離傳輸下極低的信號畸變。HDCVI技術同樣采用同軸百萬高清攝像機加DVR的系統組合,以DVR作為節點設備,配合攝像機采用星型拓撲部署,攝像機與DVR間使用同軸線纜點對點傳輸。根據傳輸線纜,在500米點對點傳輸距離以內可以使用75-3、75-5等同軸線纜傳輸,超過500米傳輸距離可以使用75-5等級以上的同軸線纜傳輸。點對點的傳輸線纜中途可以使用連接器或是焊接接駁。實際施工階段,HDCVI產品安裝、布線、接線與模擬標清產品的施工完全一致,其在戶外、室內施工均無特殊要求,對外界有較強的抗干擾能力。
HD-TVI
HD-TVI(High Definition Transport Video Interface)它的直觀稱呼就是高清視頻傳輸接口,它是一種DSP-TVI的技術由美國Techpoint公司開發的,這組發射與接收芯片組被輾轉賣給了Intersil公司,並被部分中國攝影機制造廠所采用,將把這個技術應用到他們的新的模擬高清產品上。這幾家廠商成功開發了HD-TVI的解決方案,解決了HD-SDI以前的傳輸及影像數據量的問題。HD-TVI可以將數字信號轉換成模擬CVBS復合信號,它成功的延展了模擬高清的影像傳輸距離,並且大大降低了高清影像所須要的總成本,最大的優勢在於其大大降低了存儲容量,HD-TVI主要是基於同軸電纜的方案,支持模擬式的高清視頻信號(720P與1080P),影音信號及數字信號傳輸方式。
AHD
Analog High Definition意思為模擬高解析度。關於High Definition,簡單來說,我們通常會把物理分辨率達到720P以上的格式則稱作為高清,簡稱HD。其指的畫面垂直解析度為1080i、720P或1080P。1080i就是指解析度為1920×1080,采交錯掃描,每秒呈現30個完整畫面;720P就是指解析度達1280×720,采循序逐行掃描,每秒呈現60個完整畫面;1080P就是指解析度達1920×1080,采循序掃描,每秒呈現60個完整畫面。而AHD是基於AHD協議,采用模擬同軸電纜傳輸逐行掃描的高清視頻。
以上三種技術給用戶帶來了“低成本、長距離、無延時、操作方便、安全可靠”等特點。
HD-SDI
SDI(serial digital interface)是“數字分量串行接口”。那么HD-SDI就是高清數字分量串行接口。HD-SDI是實時無壓縮的高清廣電級攝像機,是安防監控領域的又一科技進步,為監控系統提供高清晰解決方案。
在視頻質量方面,SDI攝像機和高清網絡攝像機都可以達到720P/1080P的水平,甚至SDI攝像機還可以提供更高的傳輸幀率,一般可達到30-60幀/秒的實時圖像采集。而且SDI攝像機具有較高清晰度的圖像、更高的分辨率、更豐富的色彩等特點,能夠滿足用戶高清監控需求。目前,作為專門面向高端安防市場的監控設備,SDI攝像機以其在圖像質量的上優秀品質和系統架構上比較簡單的特點,使其在一些特殊的行業會有比較好的應用前景。
模數高清技術的比較
模擬高清與數字高清在聯網上有很大的相同之處,即都采用同軸電纜傳輸,可直接利用原有的模擬標清布線相同進行組網,攝像機通過同軸電纜就可直接將信號傳輸到后端的DVR並存儲。模擬高清技術與HD-SDI技術可以從以下幾個方面來比較。
信號源的區別
模擬高清信號歸根是模擬信號,但HD-SDI是數字信號,在現有項目應用中需要解決看或是上牆問題中,模擬高清信號將進行模數轉換才能上牆顯示這個過程容易導致信號損耗而HD-SDI信號可直接上牆顯示高清畫質。
標准的區別
從標准化來說,HD-SDI是國際標准在廣電和其他領域已經廣泛應用且經歷幾十年的技術成熟和穩定沉淀;而HDCVI、HD-TVI、AHD是私有技術,且近幾年才開始推廣。
彼此兼容性的區別
現在的網絡監控設備已經基本形成了比較完整的產業體系和產品鏈,所有設備完全遵循IP網絡規則和行業標准,並且已能從前端攝像機到后端平台,所有設備能做到基本兼容。
而不同的模擬高清技術之間存在排他性。依據項目設備選型方面,要符合選型設備必須具備在市面上有三家不同廠家的產品參數相符合的條件,但模擬高清技術的排他性,導致產品的唯一性。不同於網絡高清已經實施的標准化過程,同軸模擬高清解決方案是近年才崛起的產品方案,因此,如何讓市面上已進入實際應用的方案標准化,是許多廠商關心的焦點。從整個模擬高清市場來看,AHD、CVI和TVI最廣為人知,它們各有特色。而HD-SDI技術的公開性,市面上HD-SDI產品的豐富性;不同廠家的HD-SDI產品,沒有模擬同軸高清那般多的隔閡。
傳輸距離的區別
模擬高清技術的傳輸距離優勢,通過實際測試HDCVI/HDTVI/AHD三種技術傳輸距離基本都在400米左右(見下表)。HD-SDI現推廣的技術傳輸距離雖然在90米左右,不過,由於其技術的成熟,各廠家設備都可支持信號增強,HD-SDI傳輸220米以上也是沒有問題的,且個人認為,根據項目的實施情況,超過30米傳輸距離都可用光端機來替代。
性價比的區別
模擬高清技術最大的優勢是性價比的優勢;從現有各廠家方案推廣來說,模擬高清將可以替代原模擬方案,導致模擬高清在與HD-SDI方案對比時,性價比占很大的優勢。
產品鏈豐富性差別
方案產品鏈的豐富性,目前市面上模擬高清產品鏈是非常的單一,以前端和存儲占90%以上,但整個方案中沒辦法單以這兩塊來完成真個系統解決構架。
SDI技術及產品對安防應用的滲透,使安防監控多了一個選擇的余地,其產品系列已經成為數字技術在安防監控領域的主軸,涵蓋的產品類型較多,包括攝像機、DVR、光端機、矩陣、支持SDI接口的顯示器等產品。在模擬系統尚未退出歷史舞台之前,不少監控項目還會混合IP網絡、模擬、SDI三種系統。
結語
同軸高清能夠崛起並快速被市場認可,是因為其低廉的價格、易於安裝的特性、數據安全性高、並能很好地甚至無縫對接舊有產品,正是這些因素使其能廣泛地應用於中小型市場及單個獨立項目。從市場的走勢來看,同軸高清是完全可以替代原來的標清產品(如960H)為主進軍高清監控市場。所以,這一塊的市場足夠大,因為模擬的市場量很大,就看在這個黃金時間點上。
視頻監控系統的不斷普及化和網絡化,但傳統的監控系統的安全性又無法的割舍情況下,上訴四類技術在現有這樣過渡的時間段內,成就怎么樣的局面還是很難定奪,但數字化的趨勢將會順理成章的延續下去。
轉自:https://blog.csdn.net/weixin_40877924/article/details/106853839,https://www.asmag.com.cn/magazine/201503/653.html