智能建築行業高清技術的應用

    在工業類領域，高清技術主要應用於對生產過程、精密製造過程的監控。由於系統簡單，導致標準化程度低，圖像解析度從1024×768到1592×1944不等，幀率也從3fps到60fps不等，主要接口類型包括USB2.0、1394、Camerlink等。 

    在視頻監控領域，由於系統複雜程度與具體應用有關，無論是在解析度的定義上，還是在接口類型的選擇等方面，目前均未建立相關的高清標準。結合現有的技術來研製高清/標清監控系統和產品，標清方面從CIF到2CIF再到4CIF/D1，如今已得到普及；對於高清監控，720p、1080i/p、uxga，甚至是更高解析度，目前也已得到一定的應用，特別是在交通、治安和智能建築領域內。

    在消費類領域，高清技術主要應用於廣播電視。由於系統複雜，所以經歷了長達16年的標準化研究，才發展到目前比較成熟的技術和標準體系。如美國的ATSC/HDTV標準，其圖像規範標準包括720p@24/30/60fps、1080i@30fps、1080p@24/30fps等，主要接口標準包括YPbPr/YCbCr，DVI（-D/-I），HDMI，HD-SDI等。 

    在高清視頻存儲方面，從硬碟介質到存儲設備，標清數字監控的錄像問題已經得到解決。那麼，高清存儲並發讀寫數據量更大，對存儲設備的讀寫性能要求更高，因此，以下因素將影響到錄像：

  編碼效率（空間）

  實時/非實時（空間）

  存儲設備性能（完整性）

  存儲管理機制（完整性/安全性）

    在高清視頻的接收、切換與顯示方面，由於IP交換具有伸縮性好等特點，故適合各種大小規模系統的應用，對於特定應用領域，也有採用數字交換。高清顯示接口包括DVI、HDMI（近距離傳輸）等，根據顯示頻率、解析度，可調整解碼輸出（通過DSP/FPGA），調整策略可調整畫面的流暢性與完整性。

    高清視頻監控工程技術

    在系統部署和實施方面，高清採集的部分儘量要「瘦」，這樣系統可靠性可得到有效保證，其它還包括以下好處：

  可有效減少現場施工、調試工作量

  對環境適應性更強

  可有效降低運維量

    前端採集儘量採用光接入方式，這樣的好處是：

  不受電磁干擾

  不需接地環路

  重量輕、線徑小，大大減小線纜鋪設占用的空間

  利用波分復用技術，用一條光纖可進行多信道傳輸；雙向傳輸也很方便（易於系統擴展）

  隨著日新月異的寬帶技術的發展，光傳輸還可以滿足未來的需要

    高清視頻監控系統結構及關鍵技術

    高清視頻監控系統結構以遵循傳統監控系統結構、並結合高清技術為原則。

    高清圖像的採集以攝像機技術為基礎，包括CCD、CMOS。以CMOS目前的技術而言，因其感光靈明度低（比CCD低10倍），故在低照度下易產生較多噪聲，但CMOS的成本優勢非常明顯。

    在高清採集方面，另外一個關鍵技術是信號處理技術（Camera Image Single Processing，簡稱ISP），它可實現自動白平衡控制、自動曝光控制、色彩校正、Gamma等圖像處理。

    相對於標清產品，高清產品需考慮如下要素：

  高數據量：200萬像素@25fps近800Mbps；

    接口：SD-SDI（1.485Gbps）、OT（optical transceiver、1.25/2.5Gbps）。

    在高清視頻編解碼方面，H.264以其高效編碼已廣泛應用，並被相關監控標準所採納。針對高清圖像，H.264具備更高壓縮效率：通過調整關鍵幀間距、幀類型及幀率，結合不同的解碼輸出接口，可適配不同的顯示應用；通過不同的策略，可進行編解碼的延時控制。

    在高清視頻傳輸方面，HD-SDI可用於中等距離傳輸（可做接入），光纖可用於遠距離傳輸（可做接入和匯聚）。接入設備包括編碼器或光端機，匯聚設備包括高清矩陣或IP網絡設備。在高清圖像的核心交換部分，視頻通過IP承載網進行傳輸的應用案例不斷增加，可見交換技術已成熟，關鍵是要保證圖像質量與低延時兩大要素。流媒體技術一如既往地承擔著高清流數據的分發任務，以採用RTP/RTCP協議為主。

    高清技術於智能建築的應用

    同樣一個攝像頭，高清視頻能監控更廣的範圍，同樣的監控範圍，高清攝像頭能監看到更清晰的圖像。所以在很多體育建築、醫院建築、以及其他高端建築的視頻監控中，高清已得到一定的應用。尤其是在各子系統的聯動效應下，對於重點要害部位、建築物周界等部署高清攝像頭所獲得的更多細節，無疑可使得安防子系統發揮更大的作用。

    回顧近10年，監控技術及其產品所發生的變化，是任何人在此前都無法想像的，特別是國內在高清圖像技術方面已掌握了一定的核心技術，並已產品化。同時在應用方面，上海浦東高清監控項目的成功，標誌著高清監控進入了一個新的階段，高清已逐步應用到各個領域。隨著高清產品成本的逐步下降，相信會帶動整個產業鏈的升級。

    目前的監控圖像主要通過CVBS、光纖、乙太網進行傳輸，因CVBS無法承載高清圖像，它是否會被消費類接口標準所取代，目前尚未定論。不過光纖、乙太網以及高帶寬，均可承載高清圖像。

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