黑白監視器的逐漸邊緣化,正是因應了當前市場用戶使用習慣及顯像技術的發展潮流,在人們已經習慣了彩色圖像的真實感后,在黑白CRT(顯像管)已經逐漸停產的情況下,黑白監視器又如何能夠再有“生存”之源!據廣東響石數碼科技有限公司銷售總監陳冰介紹,當前的主流CRT廠家中,除了中華映管仍然供貨之外,其它企業已經相繼停產,而中華映管也即將停產黑白CRT。
雖然彩色監視器不屑于去談論黑白監視器,且黑白監視器的市場份額也正在不斷萎縮,但是其在目前依然不會完全退出應用市場。天津仁愛工程配套公司高工柰連永表示,目前監視器依然還有市場。例如,煤礦的井下,彩色攝像機沒法用,因為井下不是黑就是白,因此需要靈敏度更高、更清晰的黑白攝像機,而監視器當然也需要黑白的才能更顯出圖像效果;還有一些住宅、小區、工廠等應用場所,由于強調的是高清晰圖像,不需要分辨被監控對象的色彩特征,且要求晚上也要看得清楚,因此會選擇低照度攝像機,以黑白圖像顯示。這樣要求監視器也是黑白的,而盡管彩色監視器可以作黑白監視器用途,但畢竟分辨率無法達到黑白監視器的水平,有時候無法滿足要求;而且,黑白監視器產品的價格較低,如果用戶沒有太高的工程預算,黑白監視器明顯是較好的選擇。“對于用戶來講,只要符合實際需求,沒有必要去追求那些花哨的東西;對于工程商/集成商來講,既要做到迎合用戶的需求,也要結合實際需求給予用戶正確的采購意見。”
二、LCD監視器說:我才是趨勢
監視器的歷史是由CRT開創的,當前的主流監視器廠家均從生產CRT開始,如三星電子、Sony、松下、JVC、創維群欣、響石、TCL等。而這些廠家仍然以CRT的銷售占多數或者一半的份額。但是,LCD監視器從2007年開始,逐漸成為市場的“驕子”,直至2008年,其市場占有量占到了42%,已經逼近占48%的CRT監視器。而2008年響石的監視器銷售量來看,LCD(包括單機和拼接幕墻)與CRT的比例為4:6,銷售額之比則為7:3。響石的陳冰表示:“未來,液晶監視器會成為主流,因為液晶屏的成本越來越低、更可靠穩定、更符合市場的大屏需求、更清晰。而上游廠家的CRT(顯像管)逐漸停產,也正在加CRT退出市場舞臺。”而珠海石頭電子有限公司董事長李育興則保守預測:“到2010年,監視器市場中LCD可以從銷售額方面超過CRT,但是銷售量的超越還需要一定的時間。”
從統計結果看出,PDP、DLP、大屏拼接墻的比例仍然較小,這也無怪乎美國諾爾升安按集團副總經理郭武文所介紹的——除了CRT和LCD,其它類型監視器都還太少,不需要統計。其實,若論單體屏,每一種類型都各有優勢,而相信在民用電視機領域,也不會出現如監視器這樣的懸殊差距。
三、大屏拼接墻說:大型監控系統我不可或缺
大屏拼接墻的興起是借了“平安城市”建設及3111工程監控需求的東風,而大型集中監控指揮中心和高清晰、高分辨率、多畫面顯示、面積可達上百平方米的大型終端顯示系統,已經成為科技強警建設和信息可視化核心基礎設施建設的標志,而大屏拼接墻,也已經成為數字監視器的高端競技場。不僅在公安部門,在交通、電力、軍事、水利、環境、礦產、石油、教育、城管、氣象、電信等領域,大屏拼接墻都已經有了很多成功的應用,顯示出了廣闊的市場前景。而目前則以基于LCD、DLP及PDP技術的大屏拼接墻占據主流應用市場。其中,DLP占70%,LCD占20%,PDP占5%,其它占5%。同等規模的LCD、DLP、PDP之間的性能指標比較見表。
“DLP在目前成為大屏拼接墻的主流應用設備,其優勢主要體現在:首先,顯示面積大,組合式拼接可達幾十、幾百平方米,甚至更大;其次,分辨率高、清晰度高,理論上可以隨著拼接規模增大而不斷累加;最后,系統對專業技術水平要求高,DLP屏拼接顯示系統是光學、電子、屏幕、機械、網絡等高科技技術的集合。”
而隨著LCD屏的邊距做得越來越窄,再基于高清晰度、高亮度、高色彩飽和度、靈活多變的拼接顯示組合、環保健康、壽命長、維護成本低等優勢功能,LCD大屏拼接墻開始得到越來越多的應用。創維群欣安防科技有限公司總經理胡朝暉介紹,,LCD是目前市場公認最適合應用于安防領域作為專業監視器終端的產品,基本克服了使用壽命問題,一般情況下LCD屏的使用壽命都可以達到5萬小時以上,分辨率可以輕易做到標清以上甚至達到1080P的全高清等級,功率與發熱量也相對較小,而且LCD有著更低的價格,在同等條件下,LCD的價格要比DLP便宜1倍左右。“LCD是大屏拼接墻未來的發展趨勢,其會通過高性價比來搶占DLP的市場。”
視頻監控高清圖像編碼標準
高清視頻編碼最常用的編碼格式是MPEG2-TS、MPEG4、H.264和VC-1這四種算法。
MPEG2由MPEG(MovingPictureExpertsGroup)運動圖像專家組制定,這是國際標準化組織(ISO)于1988年成立的專責制定有關運動壓縮編碼標準的工作組,制定的標準是國際通用標準。DVD即是MPEG2編碼,隨著技術的改進,它在高清視頻方面也得到了應用。MPEG2最大的缺點就是文件體積過大,不過它也有一個優點,那就是相對于另外兩種編碼,它對于系統資源的消耗是最小的。但是隨著硬件技術的發展,H.264和VC-1的解碼必然會成為DVD那樣,任何主流的配置都能流暢播放。
MPEG4主要用于低帶寬應用和交互式圖形應用(游戲等合成內容)、交互式多媒體(WWW等內容分發和訪問技術)應用,MPEG專家組成立了MPEG4工作組,以促進上述三個領域的集成。1999年初,定義標準框架的MPEG4(第一版)成為國際標準(ISO/IEC14496-1),提供多種算法和工具的第二版已于1999年底成為國際標準(ISO/IEC14496-2)。
H.264也許是最有前途的一個了,相對于MPEG2、MPEG4而言,其壓縮效率是三種編碼中最高的。H.264標準由國際電信聯盟電信標準化部(ITU-T)和國際標準化組織/國際電工委員會(ISO/IEC)共同研究發布,因此H.264有兩個名稱,一個是沿用ITU-T組織的H.26x名稱,叫“H.264”,另一個則是AVC(高級視頻編碼)。H.264格式的最大特點是在保證畫面質量的情況下,它可以把文件大小控制在MPEG2格式的二分之一甚至三分之一。所以其更高的壓縮比、更好的IP和無線網絡信道的適應性,在數字視頻通信和存儲領域得到越來越廣泛的應用。但是需要注意的是,H.264獲得優越性能的代價是計算復雜度增加,因此H.264的硬件要求是最高的。
微軟公司在2003年9月提出了VC-1編碼格式(開發代號Corona),目前已經得到了MovieBeam、Modeo等不少公司的采納,同時也包含在HDDVD和藍光中,包括華納和環球等影業公司也有采用這種格式的意向。VC-1基于微軟windowsMediaVideo9(WMV9)格式,而WMV9格式現在已經成為VC-1標準的實際執行部分。VC-1是最后被認可的高清編碼格式,因為有微軟的后臺,所以這種編碼格式不能小窺,相對于MPEG2,VC-1的壓縮比更高;但相對于H.264而言,編碼解碼的計算則要稍小一些。
AVS是基于我國自主創新技術和國際公開技術所構建的標準,主要面向高清晰度和高質量數字電視廣播、網絡電視、數字存儲媒體和其他相關應用,具有性能高(與H.264相當)、復雜度低(算法復雜度比H.264明顯低)、我國掌握主要知識產權、專利授權模式簡單且費用低等特點。基于此,可以認為AVS標準是能夠支撐國家數字音視頻產業發展的重要標準,也是安防監控行業應該采納的重要標準。
JPEG2000是一種圖像編碼格式,而并不是視頻編碼格式,設計之初是用于取代JPEG,而視頻序列的每一幀畫面也相當于是一幅圖像,與其前輩JPEG相比,JPEG2000放棄了以離散余弦變換DCT為主的區塊編碼方式,而改為采用以小波變換為主的多解析編碼方式,壓縮率比JPEG高約30%左右,同時JPEG2000支持有損和無損壓縮。JPEG2000有幾個重要特性,支持“漸進傳輸”及“感興趣區域編碼”。在清晰度方面,它可以先解碼一副畫面的四分之一尺寸,然后再二分之一,最后解碼出整幅畫面;在圖像質量方面,它可以先傳輸圖像的輪廓,然后逐步傳輸數據,不斷提高圖像質量,讓圖像由朦朧到清晰顯示;“感興趣區域”是指用戶可以任意指定圖像上感興趣區域的壓縮質量,還可以選擇指定的部份先解壓縮,便于突出重點。但JPEG2000計算量太大,壓縮率不高,目前很難在嵌入式實時系統中實現,對存儲傳輸也提出了較高的要求,目前僅有一些高清專用系統采用了這個算法。
在編碼芯片上,一般有DSP、ASIC等可供選擇。DSP方案,如達芬奇數字媒體處理器TMS320DM6467,是基于DSP的SOC(片上系統),集成了300MHz的ARM內核和600MHz的DSP內核,并采用高清視頻協處理器,在執行H.264HP@L4(1080p30fps、1080i60fps、720p60fps)的同步多格式高清編碼、解碼與轉碼方面,表現出色。還有一款高清入門級的TI芯片DM355,它內置了編解碼算法實現,能夠以720p格式與每秒30幀的速度提供高清MPEG4SP編解碼能力,是快速開發入門級高清編碼產品的不錯選擇。ASIC方案,如海思3511的處理器,一款基于ARM9處理器內核以及視頻硬件加速引擎的高性能通信媒體處理器,具有高集成、可編程、支持H.264和MJPEG(MotionJPEG是一種視頻壓縮格式,其中每一幀圖像都分別使用JPEG編碼)等多協議的優點,可廣泛應用于實時視頻通信、數字圖像監控、網絡攝像機等領域。
作為高清的視頻,動輒幾G到幾十G的文件大小,這么大的視頻文件,而且有如潮水般的涌現,不僅對存儲容量,對讀寫性能、可靠性等都提出了更高要求。因此,選擇什么樣的存儲系統和方案,往往成為影響視頻讀寫速度的關鍵。由于網絡高清視頻及高清監控存儲系統的特殊性,這里僅討論以磁盤作為存儲介質的網絡高清存儲應用系統,DVD或藍光技術的光存儲,不在此次探討范圍內。
高清視頻的存儲
1、在了解高清存儲系統之前,必須知道什么是高清?
在高清視頻標準中,視頻從最低標準到較高標準依次為720線非交錯式,即720p逐行掃描;1080線交錯式,即1080i隔行掃描;1080線非交錯式,即1080p逐行掃描,屏幕縱橫比為16:9,如果是視音頻同步的HDTV,標準輸出為杜比5.1聲道數字格式。
高清視頻有常見的三種分辨率,分別是:720P(1280×720P)逐行,美國的部分高清電視臺主要采用這種格式;1080i(1920×1080i)隔行;1080P(1920×1080P)逐行。網絡視頻高清資源以720P和1080i最為常見,其中作為視頻監控系統的高清部分,已產品化的設備標準普遍采用720P和1080P的拍攝標準。
2、存儲要求之大容量,即高清的文件到底有多大?
高清視頻在經過不同的編碼處理以后,依據碼率不同,而有不同的要求。一般碼率在6-20Mb之間,壓縮效率、壓縮方式不同,所獲得的最終文件大小約為:3-10GB/小時,因此便產生了對于存儲大容量的要求。當然一般意義上的視頻,壓縮模式不同,占用的存儲空間非常小,這里主要討論一下高清視頻的存儲容量。
高清視頻的一種應用是提供這些高清網絡視頻資源下載的高清網站,規模比較小的站點片庫中也會有成百上千部電影,這一類的網站在互聯網上多如牛毛,而每個站點存儲系統的凈容量要求至少在幾十T,加上某些站點要建立多個文件映射和下載種子以提高綜合流量,容量就不僅僅是幾十個T了。
另一種應用是高清視頻監控,雖然出于經濟性考慮,此種應用中高清監控視頻壓縮率會比較高。目前720P高清視頻攝像資料每小時視頻錄像可壓縮到3GB左右容量,但由于采集的是高清視頻,而一般的監控系統攝像路數都是幾百乃至上千路,所以這種應用將需要更多的存儲設備和更大的存儲容量。以此為例,按一個月保存時間要求計算,可以得到這樣一個數據:
3GB/小時×24小時×30天×1路=2.16T
每存儲一路視頻需要2T以上的凈容量,那么計算一個擁有500路高清視頻攝像,需要保存30天的監控系統所需的最少存儲容量是1PB。
3、存儲要求之高性能
眾所周知,除了BT分布式下載結構的網站,支持高清視頻的效果大多是以服務端大數據流量為代價的。以每路數據流為20Mb的高清視頻為例,在千兆單點服務模式,最多可以容納50路高清視頻同時播放。當然這個是理論值,實際上還要考慮網絡在處理數據撞包等任務時,消耗網絡帶寬資源之類的因素。因此,在高清視頻網站考慮服務時,首先要考慮向服務器提供高清視頻數據的存儲系統,擴大存儲系統的帶寬,速度才能得到有效的提升。在高清視頻監控系統中,存儲的傳輸速率要求會隨著監控系統的規模呈正比增長。
4、存儲要求之可靠性
從高清視頻文件對用戶的重要性來講有幾個不同的層次:一般安全性用戶、中度安全性用戶、重要視頻數據用戶。
作為一般安全性用戶,主要是指一些以分布式下載的高清電影網站,他們對于高清數據安全性要求相對不高。偶爾存儲系統離線,并不會對整個體系造成太大影響,但是對于數據的完整性要求比較高。
中度安全性用戶,如一些大型高清視頻在線網站、交互網站等,要求高清視頻數據具有實時性、交互性特點的,以及關鍵性的高清視頻數據存儲,都屬于中度安全要求的用戶。他們對于高清視頻存儲安全性的要求,是實時性和可恢復性。
重要視頻數據用戶,比如高清視頻監控圖像、媒體資訊制作內容等都屬于重要視頻數據類型,這類用戶對高清視頻存儲安全的要求是實時性、冗余性和不間斷性。
綜上所述,對于中度安全用戶和重要視頻數據用戶對后端存儲系統的可靠性、穩定性要求較高,需要保證系統7×24小時不間斷運營。