自近幾年“高清”的概念在視頻監(jiān)控行業(yè)火熱以來，越多來越多的廠商開始推出“高清”化的產(chǎn)品。透過市場上品類繁多的“高清產(chǎn)品”背后，我們發(fā)現(xiàn)，有很多產(chǎn)品對“高清”的指標(biāo)理解不一，表現(xiàn)效果也是千差萬別。那么，傳輸能否讓高清完美無缺呢?下面讓我們具體看下有線和無線傳輸技術(shù)。

　　高清監(jiān)控技術(shù)分析

　　高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提供視頻監(jiān)控的信源，它已將視頻進(jìn)行高清編碼和IP封裝，通過IP網(wǎng)絡(luò)來承載高清圖像，可實(shí)現(xiàn)高清監(jiān)視、錄像等監(jiān)控功能。

　　在發(fā)送端，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)集成了圖像采集、視頻壓縮編碼、通信控制和傳輸接口，視頻數(shù)據(jù)通過IP網(wǎng)絡(luò)輸出。

　　在圖像采集部分，CCD和CMOS兩種傳感器分別針對不同的需求而設(shè)計(jì)，CMOS在高像素方面有著一定的優(yōu)勢，而CCD對監(jiān)控場景的適應(yīng)性更佳。在視頻壓縮編碼部分，不同的壓縮算法和算法實(shí)現(xiàn)方案決定了高清圖像的質(zhì)量和編碼效率。在通信控制部分，網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性、安全性、碼流的封裝格式和傳輸功能，取決于監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

　　在傳輸接口部分，不同的網(wǎng)絡(luò)接入方式，如無線、有線等，均可很好地支持。

　　有線視頻監(jiān)控傳輸方式

　　1、視頻基帶傳輸：最為傳統(tǒng)的電視監(jiān)控傳輸方式，對0～6MHz視頻基帶信號不作任何處理，通過同軸電纜(非平衡)直接傳輸模擬信號。

　　優(yōu)點(diǎn)：短距離傳輸圖像信號損失小，造價(jià)低廉，系統(tǒng)穩(wěn)定。

　　缺點(diǎn)：傳輸距離短，300米以上高頻分量衰減較大，無法保證圖像質(zhì)量。布線量大、維護(hù)困難、可擴(kuò)展性差，適合小系統(tǒng)。尤其是現(xiàn)在非標(biāo)線材盛行的今天，當(dāng)你發(fā)現(xiàn)有視頻干擾，加矩陣后字符跳動(dòng)，通過視頻分配器后畫面有干擾時(shí)，查查自己使用的線纜達(dá)標(biāo)嗎?

　　2、光纖傳輸：常見的有模擬光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī)，是解決幾十甚至幾百公里電視監(jiān)控傳輸?shù)淖罴呀鉀Q方式，通過把視頻及控制信號轉(zhuǎn)換為激光信號在光纖中傳輸。

　　優(yōu)點(diǎn)：傳輸距離遠(yuǎn)、衰減小，抗干擾性能最好，適合遠(yuǎn)距離傳輸。標(biāo)準(zhǔn)的光端機(jī)都0---20公里傳輸距離，8路光端機(jī)性價(jià)比最高，這個(gè)跟光頭有關(guān)系，做光端機(jī)的朋友都知道?，F(xiàn)在光端機(jī)價(jià)格很便宜，但質(zhì)量好的還是很貴。

　　缺點(diǎn)：對于幾公里內(nèi)監(jiān)控信號傳輸不夠經(jīng)濟(jì);光熔接及維護(hù)需專業(yè)技術(shù)人員及設(shè)備操作處理，維護(hù)技術(shù)要求高，不易升級擴(kuò)容。有的工程人員為了省那便宜的光跳線和法蘭，直接尾纖接設(shè)備了，以后維修的時(shí)候你就知道那根跳線和法蘭有多重要。

　　3、網(wǎng)絡(luò)傳輸：解決城域間遠(yuǎn)距離、點(diǎn)位極其分散的監(jiān)控傳輸方式，采用MPEG2/4、H.264音視頻壓縮格式傳輸監(jiān)控信號。

　　優(yōu)點(diǎn)：采用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器作為監(jiān)控信號上傳設(shè)備，有Internet網(wǎng)絡(luò)安裝上遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件就可監(jiān)看和控制。

　　缺點(diǎn)：受網(wǎng)絡(luò)帶寬和速度的限制，只能傳輸小畫面、低畫質(zhì)的圖像;每秒只能傳輸幾到十幾幀圖像，動(dòng)畫效果十分明顯并有延時(shí)，無法做到實(shí)時(shí)監(jiān)控。不過我很看好網(wǎng)絡(luò)傳輸。

　　4、 雙絞線傳輸(平衡傳輸)：也是視頻基帶傳輸?shù)囊环N，將75Ω的非平衡模式轉(zhuǎn)換為平衡模式來傳輸?shù)摹Ｊ墙鉀Q監(jiān)控圖像1Km內(nèi)傳輸，電磁環(huán)境復(fù)雜場合的解決方式之一，將監(jiān)控圖像信號處理通過平衡對稱方式傳輸。

　　缺點(diǎn)：對于幾公里內(nèi)監(jiān)控信號傳輸不夠經(jīng)濟(jì);光熔接及維護(hù)需專業(yè)技術(shù)人員及設(shè)備操作處理，維護(hù)技術(shù)要求高，不易升級擴(kuò)容。有的工程人員為了省那便宜的光跳線和法蘭，直接尾纖接設(shè)備了，以后維修的時(shí)候你就知道那根跳線和法蘭有多重要。

　　3、網(wǎng)絡(luò)傳輸：解決城域間遠(yuǎn)距離、點(diǎn)位極其分散的監(jiān)控傳輸方式，采用MPEG2/4、H.264音視頻壓縮格式傳輸監(jiān)控信號。

　　優(yōu)點(diǎn)：采用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器作為監(jiān)控信號上傳設(shè)備，有Internet網(wǎng)絡(luò)安裝上遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件就可監(jiān)看和控制。

　　缺點(diǎn)：受網(wǎng)絡(luò)帶寬和速度的限制，只能傳輸小畫面、低畫質(zhì)的圖像;每秒只能傳輸幾到十幾幀圖像，動(dòng)畫效果十分明顯并有延時(shí)，無法做到實(shí)時(shí)監(jiān)控。不過我很看好網(wǎng)絡(luò)傳輸。

　　4、 雙絞線傳輸(平衡傳輸)：也是視頻基帶傳輸?shù)囊环N，將75Ω的非平衡模式轉(zhuǎn)換為平衡模式來傳輸?shù)?。是解決監(jiān)控圖像1Km內(nèi)傳輸，電磁環(huán)境復(fù)雜場合的解決方式之一，將監(jiān)控圖像信號處理通過平衡對稱方式傳輸。

　　優(yōu)點(diǎn)是：布線簡易、成本低廉、抗共模干憂性能強(qiáng)。

　　缺點(diǎn)：只能解決1Km以內(nèi)監(jiān)控圖像傳輸，而且一根雙絞線只能傳輸一路圖像，不適合應(yīng)用在大中型監(jiān)控中;雙絞線質(zhì)地脆弱抗老化能力差，不適于野外傳輸;雙絞線傳輸高頻分量衰減較大，圖像顏色會(huì)受到很大損失。

　　5、 共纜傳輸：視頻采用調(diào)幅調(diào)制、FSK數(shù)據(jù)調(diào)制等技術(shù)，將數(shù)十路監(jiān)控圖像、伴音、控制及報(bào)警信號集成到“一根”同軸電纜中雙向傳輸。說白了就是有線電視網(wǎng)絡(luò)倒著走，完全是閉路電視的傳輸技術(shù)，很成熟，很實(shí)用。

　　優(yōu)點(diǎn)：充分利用了同軸電纜的資源空間，二十路音視頻及控制信號在同一根電纜中雙向傳輸、實(shí)現(xiàn)“一線通”;施工簡單、維護(hù)方便，大量節(jié)省材料成本及施工費(fèi)用;頻分復(fù)用技術(shù)解決遠(yuǎn)距傳輸點(diǎn)位分散，布線困難監(jiān)控傳輸問題;射頻傳輸方式只衰減載波信號， 圖像信號衰減很小，亮度、色度傳輸同步嵌套，保證圖像質(zhì)量達(dá)到4級以上國家標(biāo)準(zhǔn);采用75Ω同軸非平衡方式傳輸使其具有非常強(qiáng)抗干擾能力，電磁環(huán)境復(fù)雜場 合仍能保證圖像質(zhì)量。

　　缺點(diǎn)：采用有線電視傳輸技術(shù)，是個(gè)接頭工程。對做監(jiān)控的朋友來說有點(diǎn)跨行業(yè)，共纜傳輸主要在設(shè)計(jì)這塊，當(dāng)然產(chǎn)品上也有層次。射頻的好多東西還是經(jīng)驗(yàn)很重要的，系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)要求高，必須使用專業(yè)儀器。

　　無線視頻監(jiān)控傳輸方式

　　視頻監(jiān)控接入方式由有線轉(zhuǎn)入無線是一種必然趨勢。隨著無線技術(shù)的日益發(fā)展，無線傳輸技術(shù)應(yīng)用越來越被各行各業(yè)所接受。無線傳輸三大優(yōu)點(diǎn)如下：

　　1、綜合成本低，只需一次性投資，無須挖溝埋管，特別適合室外距離較遠(yuǎn)及已裝修好的場合;在許多情況下，用戶往往由于受到地理環(huán)境和工作內(nèi)容的限制，例如山地、港口和開闊地等特殊地理環(huán)境，對有線網(wǎng)絡(luò)、有線傳輸?shù)牟季€工程帶來極大的不便，采用有線的施工周期將很長，甚至根本無法實(shí)現(xiàn)。這時(shí)，采用無線監(jiān)控可以擺脫線纜的束縛，有安裝周期短、維護(hù)方便、擴(kuò)容能力強(qiáng)，迅速收回成本的優(yōu)點(diǎn)。

　　2、維護(hù)費(fèi)用低，無線監(jiān)控維護(hù)由網(wǎng)絡(luò)提供商維護(hù)，前端設(shè)備是即插即用、免維護(hù)系統(tǒng)。

　　3、無線監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控和無線傳輸技術(shù)的結(jié)合，它可以將不同地點(diǎn)的現(xiàn)場信息實(shí)時(shí)通過無線通訊手段傳送到無線監(jiān)控中心.在無線監(jiān)控系統(tǒng)中，無線監(jiān)控中心需要實(shí)時(shí)得到被監(jiān)控點(diǎn)的視頻信息，并且該視頻信息必須是連續(xù)、清晰的。在無線監(jiān)控點(diǎn)，通常使用攝像頭對現(xiàn)場情況進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，攝像頭通過視頻無線傳輸設(shè)備相連，并通過由無線電波將數(shù)據(jù)信號發(fā)送到監(jiān)控中心。

　　可靠信道上信號傳輸研究的目的是充分利用信道的帶寬資源;而對于不可靠信道，傳輸中研究的重點(diǎn)則是充分利用帶寬資源來實(shí)現(xiàn)可靠傳輸，即容錯(cuò)傳輸技術(shù)。這里討論在無線信道上的視頻傳輸機(jī)制，其主要的研究點(diǎn)是容錯(cuò)傳輸控制。容錯(cuò)傳輸控制技術(shù)根據(jù)其控制方式的不同可以分為三大類：即前向錯(cuò)誤控制、基于反饋的ARQ和信源信道聯(lián)合編碼。前向錯(cuò)誤控制(ForwardErrorControl，F(xiàn)EC)包括信道糾錯(cuò)編碼技術(shù)、交織打包技術(shù)和優(yōu)化的包調(diào)度機(jī)制等?；诜答伒腁RQ技術(shù)包括利用多幀參考機(jī)制的參考幀選擇(ReferencePictureSelection，RPS)機(jī)制、混合ARQ(Hybrid，HARQ)機(jī)制和基于ARQ的反饋錯(cuò)誤跟蹤技術(shù)。由于基于ARQ的容錯(cuò)傳輸控制技術(shù)具有優(yōu)良的性能，所以在此重點(diǎn)介紹ARQ相關(guān)的傳輸控制技術(shù)，并討論現(xiàn)有視頻容錯(cuò)傳輸機(jī)制存在的不足。

　　前向錯(cuò)誤控制采用前向糾錯(cuò)編碼的方式來克服信道錯(cuò)誤。在信道出錯(cuò)概率波動(dòng)比較劇烈的情況下(如現(xiàn)有的移動(dòng)信道)，為了獲得一定的傳輸質(zhì)量，前向糾錯(cuò)編碼必須根據(jù)當(dāng)前估計(jì)的最差情況來增加冗余校驗(yàn)比特，這會(huì)導(dǎo)致帶寬資源的浪費(fèi)。對帶寬資源本來就有限的無線信道而言，顯然是不能滿足要求的。為此，考慮把ARQ技術(shù)和前向錯(cuò)誤控制結(jié)合起來，稱為HARQ技術(shù)。HARQ分為兩類：I類HARQ中，發(fā)送端的前向編碼要具有一定的糾錯(cuò)能力，當(dāng)接收端發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，首先利用前向糾錯(cuò)編碼來糾正錯(cuò)誤。

　　如果錯(cuò)誤被糾正，則向發(fā)送端傳送一個(gè)當(dāng)前包接收成功的反饋信息(ACK)，反之則發(fā)送接收失敗消息(NACK)。發(fā)送端如果收到ACK，則繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)包，否則，則重發(fā)出錯(cuò)的數(shù)據(jù)包。由此可見I類ARQ需要較強(qiáng)的前向糾錯(cuò)編碼，在錯(cuò)誤率較低的應(yīng)用場合會(huì)導(dǎo)致帶寬資源的浪費(fèi)，但在錯(cuò)誤率高的環(huán)境下能夠獲得比其他類型ARQ機(jī)制更好的吞吐效率。Ⅱ類ARQ中只要求前向糾錯(cuò)編碼具有檢錯(cuò)能力即可，根據(jù)關(guān)于信道編碼糾錯(cuò)能力的理論可知，這可以起到節(jié)約帶寬的作用。當(dāng)接收端發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，發(fā)送重傳請求;發(fā)送端只傳送出錯(cuò)數(shù)據(jù)對應(yīng)的具有糾錯(cuò)能力的校驗(yàn)碼。

　　當(dāng)接收端收到后，如果仍然不能糾正錯(cuò)誤，則繼續(xù)發(fā)送重傳請求，發(fā)送端可以選擇重傳整體出錯(cuò)數(shù)據(jù)和校驗(yàn)碼，也可以選擇發(fā)送更強(qiáng)糾錯(cuò)能力的校驗(yàn)碼，具體因控制策略不同可有所調(diào)整。鑒于無線信道錯(cuò)誤率高，具有反饋信道的無線傳輸通常采用HARQ-I。圖2顯示了采用HARQ-I的無線視頻傳輸系統(tǒng)，圖中虛線框代表了傳輸中錯(cuò)誤控制的流程。根據(jù)HARQ-I的設(shè)計(jì)原理，接收端發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，首先進(jìn)行前向錯(cuò)誤糾正(圖中第一層錯(cuò)誤屏障)，如果不能糾正且當(dāng)前系統(tǒng)滿足時(shí)延限制，則發(fā)送ACK請求來讓發(fā)送端重傳出錯(cuò)部分的數(shù)據(jù)(第二層錯(cuò)誤屏障)。這樣的重傳可以重復(fù)到接收端收到正確的數(shù)據(jù)或者重傳延遲超出系統(tǒng)時(shí)延限制為止。如果重傳結(jié)束后仍然不能得到正確的數(shù)據(jù)包，在接收端就會(huì)用錯(cuò)誤隱藏技術(shù)來進(jìn)行錯(cuò)誤恢復(fù)(第三層錯(cuò)誤屏障)?？梢钥闯觯@種機(jī)制的基本思想是出錯(cuò)后盡量使用ARQ技術(shù)來恢復(fù)錯(cuò)誤，所以這里將其命名為“盡力而為”ARQ機(jī)制(Best Effort ARQ，BEA，RQ)。