關(guān)于960H模擬監控高清解決方案的思考

　　根據統計，目前雖然IP高清風(fēng)起云涌，但是模擬攝像機仍然占用將近八成的市場(chǎng)份額，眾多模擬攝像機生產(chǎn)商不甘心這么早退出市場(chǎng)，作為應對策略同時(shí)也為了更好的滿(mǎn)足高清市場(chǎng)的需求，960H模擬高清技術(shù)應運而生。目前市面上主流的960H攝像機是采用SONY EffioTM 系列DSP配合SONY 960H sensor 這一組合方式。其中EffioTM是 Enhanced Features and Fine Image Processor的縮寫(xiě)，是一款具有強大圖像處理能力的DSP芯片。

　　EffioTM系列DSP分為3個(gè)版本，分別是Effio-E(入門(mén)型)、Effio-S(高性能)以及Effio-P(高性能且支持寬動(dòng)態(tài))。其中入門(mén)型E搭配960H CCD 的方案以其較低的價(jià)格、優(yōu)秀的性能成為目前高解析度攝像機中應用最廣的方案，而支持760H和960HCCD的S型，產(chǎn)品功能更加豐富，價(jià)格也高出不少，一般用于中高端用戶(hù)。P型方案強化了寬動(dòng)態(tài)功能，其支持760H WDR/NORMAL CCD和960 H WDR/NORMAL CCD，性能與S型相當，區別是進(jìn)一步優(yōu)化了寬動(dòng)態(tài)功能，更適合對寬動(dòng)態(tài)有特殊要求的場(chǎng)合。

　　根據相關(guān)廠(chǎng)商的介紹，960H高解析度攝像機的技術(shù)優(yōu)勢目前主要體現在以下幾個(gè)方面。

　　1. 清晰度更高，細節更加細膩。960H攝像機在彩色狀態(tài)下的線(xiàn)數高達650線(xiàn)，黑白狀態(tài)下可達700線(xiàn)，相比普通模擬攝像機，清晰度有較大的提升。其高線(xiàn)數主要通過(guò)960H的sensor實(shí)現，后臺DSP內置算法也對圖像有一定的銳化作用。

　　2. 靈敏度更高，低照度更好。通過(guò)搭配SONY最新的SUPER HAD CCD，此類(lèi)攝像機的低照度效果有了較大的提升，這點(diǎn)也主要是通過(guò)sensor實(shí)現，DSP內置相關(guān)算法同樣對攝像機的低照度效果起到了強化的作用。

　　3. 更優(yōu)秀的寬動(dòng)態(tài)功能，Effio-P的DSP強化了寬動(dòng)態(tài)功能，配合雙速CCD或者普通CCD，均可實(shí)現優(yōu)異的寬動(dòng)態(tài)效果。

　　EffioTMDSP的圖像處理能力有較大幅度提升，除能實(shí)現以上功能之外，還能實(shí)現較好的色彩還原以及數字降噪功能。

　　960H模擬高清之系統分析

　　960H模擬高清解決方案的主要賣(mài)點(diǎn)在于：原有模擬系統可通過(guò)更換前端攝像機，快速升級為準高清的監控系統，即原有的線(xiàn)纜和相關(guān)設備可以繼續使用。對于面臨升級改造但預算有限的用戶(hù)，這確實(shí)是一個(gè)較好的高清升級解決方案。

　　具體產(chǎn)品推廣時(shí)，幾乎所有廠(chǎng)商都是將攝像機通過(guò)一段短的同軸電纜連在監視器上，來(lái)展示監控效果，必須承認，其效果的確比普通模擬攝像機有較大的提升。但是，筆者認為，依據前端產(chǎn)品的效果來(lái)斷定整個(gè)系統的優(yōu)劣顯然有些一葉障目，得出的結論似乎也沒(méi)有說(shuō)服力。既然做系統，就必須從系統的角度來(lái)審視上述情況，這也是進(jìn)行以下三項分析的原因。

　　1、長(cháng)距離同軸電纜傳輸帶來(lái)的高頻分量損失

　　模擬復合視頻信號(CVBS)是由一系列頻率不同的正弦波所組成的復雜波形(可根據傅里葉變換分解)，這些正弦波的頻率范圍從0赫茲到8M赫茲，亦即復合視頻信號的帶寬。在這一系列不同頻率的正弦波中，低頻部分決定了視頻中物體的形狀等宏觀(guān)屬性，高頻部分則決定了圖像的清晰度、圖像中物體的細節、以及圖像的色彩信息。

　　復合視頻信號通常在同軸電纜上傳遞，也就是說(shuō)所有頻率的信號都會(huì )在同一根線(xiàn)纜上傳輸，而在同一段介質(zhì)上傳輸時(shí)，高頻信號總是衰減得更快。就好像長(cháng)距離賽跑比賽中，類(lèi)似高頻的短跑選手因為消耗大，難以戰勝代表低頻的長(cháng)跑選手。在模擬監控系統中，負責信號傳輸的同軸電纜，一般短則幾十米，長(cháng)則數百米，一旦距離達到某個(gè)臨界值，復合視頻信號中的高頻分量將有明顯的衰減。這也是為什么前端原始信號經(jīng)過(guò)數百米的同軸電纜的傳輸后再用監視器看，畫(huà)面的顏色通常會(huì )變淡，圖像似乎也不那么清晰了。如前所述，對于復合視頻信號，決定清晰度和色彩的高頻分量，更容易在介質(zhì)中損失，從而造成上面所描述的結果。

　　從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，960H攝像機輸出的信號還是復合視頻模擬信號，不同的是，其輸出的信號中高頻信號的頻率比以往普通模擬攝像機更高。過(guò)去的760H攝像機輸出的最高頻率約為7MHZ，按照1MHZ相當于80TVL進(jìn)行換算，其畫(huà)面清晰度在560線(xiàn)左右;而960H的最高頻率在8MHZ甚至更高，也就是說(shuō)，其直接輸出的視頻清晰度在650線(xiàn)到700線(xiàn)左右。注意，筆者在這里強調了“直接輸出”，而不是說(shuō)最終顯示的效果。因為對于一個(gè)監控系統，沒(méi)有人拿一個(gè)攝像機連一段很短的視頻同軸電纜然后直接接在一個(gè)監視器上去看效果，攝像機和后端之間，還是要通過(guò)較長(cháng)距離的傳輸介質(zhì)的，而決定清晰度的高頻分量將在這段介質(zhì)上不可避免的損失掉一部分或者全部。簡(jiǎn)言之，即使960H高清攝像機具有更高的像素，通過(guò)一段長(cháng)距離的同軸電纜傳輸后產(chǎn)生的清晰度效果可能和760H普通模擬前端的清晰度效果差不多。解決之法是在系統構建時(shí)，讓960H攝像機輸出的視頻在盡可能短的距離就接進(jìn)光端機來(lái)傳輸。

　　2 、中間設備對高頻分量的截止

　　因為視頻信號從前端攝像機輸出后還要至少經(jīng)過(guò)視頻分配器、矩陣后(也可能有光端機，防雷器等設備)才能在監視器上顯示，而這些設備對高頻信號都可能產(chǎn)生截止作用。

　　模擬監控時(shí)代，攝像機輸出信號中最高頻率約在6到7MHZ左右，因此模擬監控設備最高只能支持7MHZ左右的視頻信號頻率，這就意味著(zhù)，即使有高于此頻率的信號分量輸進(jìn)設備，也將被截止掉。所以輸入的信號清晰，但是輸出后不能保持最佳的清晰度。圖1是某款著(zhù)名矩陣的相關(guān)參數：

　　這款矩陣允許通過(guò)的視頻帶寬是5HZ到8MHZ，也就是說(shuō)高于8MHZ的高頻分量將被截止。用同樣的方式去檢查原有模擬監控系統中所有相關(guān)設備，根據木桶理論，在信號傳輸的路徑上只要有一個(gè)設備的帶寬不滿(mǎn)足要求，即使其余設備再優(yōu)秀最后呈現的結果也必然無(wú)法達到預期值?？紤]到仍在使用的許多模擬監控系統年代久遠，搭載的設備難免參差不齊，因此采用960H高清對老模擬監控系統升級后的效果，難以預期。

　　3 、多端DVR必須同時(shí)升級

　　這一點(diǎn)其實(shí)是第二點(diǎn)的延伸。眾所周知，對于監控系統，視頻資料的保存在某種意義上比實(shí)時(shí)監看更重要，原有的模擬監控系統如果通過(guò)更換960H高清前端來(lái)升級，那么存儲部分，原來(lái)的DVR能否保證錄制的視頻也能達到960H?

　　答案是否定的，受到編碼設備的限制，普通DVR最高支持D1分辨率，所以即使前端升級為960H攝像機，也只能實(shí)現D1的錄像效果。這個(gè)問(wèn)題的本質(zhì)是DVR的輸入端口對輸入信號中高頻分量的截止，要想改變就必須改進(jìn)DVR，使設備輸入端口的帶寬提升，能接納更高頻率的信號并實(shí)施壓縮編碼，這就是WD1的DVR，但目前這種DVR還比較少見(jiàn)。

　　假設更換了960H的前端后，顯示的效果真的得到了提升，也暫時(shí)不論單單提高顯示效果是否有意義。如果既要保證顯示效果又要保證存儲效果，那么除了更換前端之外還要更換DVR，由此產(chǎn)生的成本已經(jīng)失去了960H所宣傳的低成本升級高清系統的初衷，這還沒(méi)有考慮到為保證顯示的效果可能要實(shí)施的線(xiàn)纜更換，中間設備更換的費用，所有的這一切加起來(lái)，說(shuō)到底，要徹底保證960H模擬高清的效果，原有的系統有可能要重新徹底改造，有這個(gè)花費，大可以直接上IP高清系統。

　　另一方面，960H解決方案剛提出時(shí)，市場(chǎng)上只有少數幾家廠(chǎng)商推出了這種高線(xiàn)數的模擬前端，從而在某些商務(wù)的層面占得了先機，隨著(zhù)越來(lái)越多廠(chǎng)商采用這種方案生產(chǎn)相應的產(chǎn)品，筆者認為960H模擬高清解決方案以及產(chǎn)品正在失去原有的商務(wù)層面的意義，而逐漸演變?yōu)閮r(jià)格的競爭。

　　筆者并非否定960H模擬高清本身的意義和價(jià)值，只是客觀(guān)對960H應用到系統實(shí)際中后所面臨的若干問(wèn)題探討，所得出的結論并不一定對，但是筆者堅持認為，這種分析和探討絕對是有必要的。