文/ 张淂福

　　什么是模拟高清基本元素?

　　在深入探究模拟高清的种种特性与应用之前，我们有必要来对这几种模拟高清的基本元素做一个具体的整理，不是个别的解释每一种模拟高清格式的内容，而是对所有模拟高清方案做出在特征、应用与特色的说明，让读者能对模拟高清或是同轴高清这样一个解决方案能有一个概括性的了解。

　　首先就模拟高清的基本特征来说，不管是960H、HD-SDI或是HDCVI、HDTVI、AHD与ccHDtv哪一种型式都一样，它在既有同轴系统架构与升级后的同轴架构中都必须具有跟传统模拟设备一样，操作简单，方便使用。且它必须是可直接使用普通模拟同轴线5C-2V(RG-59U)或者3C-2V(RG-6)，便可进行高清模拟的信号无损失传输，同时又可以突破了传统模拟图像传输技术的100-200米的标准极限，在安装施工及系统替换上能实现不增加施工成本、提升工期效率及抗拒有抗长距离干扰，又容易实施换装的百万像素级高清视频图像系统的条件。

　　在基本应用元素上，这些960H、HD-SDI或是HDCVI、HDTVI、AHD与ccHDtv类别的同轴高清格式，它们除了要能承袭过去传统模拟标清传输的途径和方法，以减少施工部署的复杂度外，在应用上还必须要能降低系统换装成本及降低系统设备的维护复杂度，以及不提高对施工技术难度为要求。它们同时也必须非常适用于旧的同轴系统的适用环境条件，可在不改变原有系统的应用配置基础上，将SD标清模拟轻松升级为HD同轴高清方案。此外，这些模拟的同轴高清质量与价格，必须在民用及工业级垂直市场中拥有非常大的发展空间才有意义。

　　总结这些基本元素，我们可以将它们归纳为六个部分说明模拟高清必须具备的前提:

　　1. 模拟同轴高清都必要为高图像清晰度及高色彩分离度与高信号滤波、高噪声抑制及高图像还原度的五高技术本质。

　　2. 模拟同轴高清在基本变革要求下，传输距离在采用既有同轴电缆下必须为更长距离的信号传输格式。

　　3. 模拟同轴高清画面必须为实时无延迟无压缩损失及不失真格式。

　　4. 模拟同轴高清后端设备必须具备兼容高解模拟960H图像信号，考虑未来兼容传统模拟分配器及矩阵系统能力。

　　5. 模拟同轴高清要能达到使用与操作容易，并支持前后端设定功能才能达到系统应用参数需要。

　　6. 模拟同轴高清必须兼具低成本与高质量的要求。

　　模拟高清的共通性与差异性

　　模拟同轴高清除了上述的建构基本元素外，这些960H、HD-SDI或是HDCVI、HDTVI、AHD与ccHDtv同轴高清类别有没有其它的共通性与差异性的存在呢?答案当然是肯定的，但要谈共通性与差异性之前我们可能必须先把960H这一个高解晰的传统模拟升级款及同样是同轴升级但是在共通性上稍有不同的HD-SDI与ccHDtv给降低论述比重，因为在此我们要谈论的共通性与差异性将专注于产品组件采用形成结构性及整系统的差异部分，而HDCVI、HDTVI、AHD正是属于这一类可以进行平等比较共通性与差异性的模拟高清类别。

　　谈到HDCVI、HDTVI、AHD模拟的共同与差异，我们可以确定的是在组件上的采用(参考图1)可以创造出各类模拟高清的同异之处;不同于960H的CCD特定采用外，在HDCVI、HDTVI、AHD的前端设备上我们可以看到摄像机的型式，其最大共通性就是都会采用了较为先进的高解晰百万画素及以上的CMOS与Exmor CMOS Sensor感应组件，为的就是从图像源头就将画质以高清条件来建构，这些来自于Sony、Omnivision、Pixelplus、BYD等供应厂的Sensor成就了模拟高清的高清本质，但不同的厂牌图像Sensor则会带来些许的成像差异。

　　接下来在模拟高清组件上则会看到另一个共通的情况，那就是Sensor必然搭配的一个ISP图像信号处理单元，这个部分芯片将会提供HDCVI、HDTVI、AHD等模拟高清的最终不同呈现结果，因为此部分芯片可能包装于Sensor模块也可能包入于HDCVI、HDTVI、AHD摄像机末端的信号发射Tx发射芯片中，但由于采用不同的ISP芯片与组件封装的型式不同，加上这些来自于Sony、Fullhan、Nextchip、Eyenix等厂商的ISP效能不同，都会在模拟高清摄像机后端Backend IC进行一些图像的处理，目的是改善Sensor传感器所感应到的原始图像讯号。且每家ISP IC设计公司的做法不尽相同，就会主要包含BLC背光补偿及宽动态WDR与噪声抑制2D,3D DNR上及3A(自动白平衡Auto White Balance, AWB、自动曝光Auto Exposure, AE及自动对焦Auto Focus, AF)等处理算法上产生不同的结果。

　　在模拟高清前端上，最后一个也是最大的共通与差异点就在于不同模拟高清模式，但共同具有的信号发射芯片，这个芯片会基于HDCVI、HDTVI、AHD的不同而有所信号格式的输出差异，但其基本上的共同点是一个借由图像信号放大与点压提升及MCU控制微处理器所构成的一个共通性芯片所组成，借由这个发射芯片让不同的模拟高清格式得以传输不同的信号传输距离，同时也异中求同地在这部分有一个切换开关电路以处理HDCVI、HDTVI、AHD各别加上CVBS复合图像信号的方式。

　　在共通与差异的部分，来到模拟高清的传输上都是一样的，都是采用同轴电缆，都可以在5C-2V(RG-59U)或者3C-2V(RG-6)上传输从300-500米不同的等效电力信号。而另一个值得一提的共通与差异则在于后端的DVR录像管理设备上，由于模拟高清讲求的高清图像信号的监看与录像存储，因此在DVR录像设备上，不管是HDCVI、HDTVI、AHD哪一种模拟高清DVR当然都必须共同具有Rx的高清信号接收芯片，此芯片用以将信号电压做一个等效降低与还原为BT.656或BT.1120的数字信号，以便于进行数字录像的编码压缩控制，这是不管那一种类别的模拟高清录像都具有的共通性能。可能的差异则在于压缩编码芯片在采用TI、Hisilicon与可能的Grain media的采用所产生在效能与ISP图像译码处理的效果差异，还有模拟高清型式可链接960H与720P及1080P格式的模拟高清信号，它们称之为Hybrid HD DVR，更有模拟高清的DVR可以在加上Intersil的Decoder芯片及TCP/IP界面，让DVR得以在连结960H与720P及1080P格式的模拟高清信号再加上IP网络摄像机的接入，形成所谓的Tri-brid HD DVR的差异机种。以上这些都是排除HDCVI、HDTVI、AHD规格上的参数部分，而以模拟高清在产品组成上的共通与差异性来进行的说明。

　　模拟高清使用会有哪些误区?

　　模拟高清在使用上特别是HDCVI、HDTVI、AHD这三类的新兴模拟高清产品，特别容易让用户产生一些混淆与模糊不清的概念，为了厘清这些问题，我们针对这些产品进行一连串的实际产品特性测试，从这些测试中进行交叉的比对，以获取更准确与更肯定的答案，而这些最容易在客户端与工程商使用上及系统设计上出现的问题包含:

　　1. HDCVI、HDTVI、AHD在DVR录像机的搭配上，HDCVI的方案只能接自己的DVR，但HDTVI、AHD就没有限制?这个问题当然是否定的，前段已提过每一种模拟高清格式都有其自有的特定信号格式，唯一可以共通兼容的图像输入只有960H型式，因此HDTVI与AHD也必须搭配自己的DVR方案才能使用。

　　2. HDCVI、HDTVI会完全取代960H，因为他们的画质和960H一模一样?这问题不完全正确，应该说在模拟高清的后端，也就是DVR上因为译码芯片的关系使得BT.656信号的960H也得以透过输入进到模拟高清DVR上，所以可以兼容960H信号在模拟高清后端，至于模拟高清前端摄像机，由于其可同时输出CVBS信号与HDCVI、HDTVI、AHD各种信号，因此反过来若是以CVBS信号输出而言，那一般DVR也可兼容模拟高清的摄像机接入，但信号就不是高清条件了，初步验证除HDCVI外HDTVI与AHD在不同厂牌下，相同模拟高清型式下的不同厂牌摄像机与DVR是可互换兼容的，这是已验证可肯定的。

　　3. 目前模拟高清只有HDCVI具有1080P的方案，其他都没有?这问题也是否定的，事实上透过产品实测及拆机芯片的了解，目前HDCVI、HDTVI、AHD都具有720P与1080P两种高清格式的前端摄像机与可兼容720P与1080P图像接入的DVR后端，目前唯一存在的问题是部分模拟高清的DVR数字录像机能否同时接入720P与1080P在同一台录像机上，也就是存在一个720P与1080P信号格式目前在某一型式模拟高清上是存在兼容接入问题，这仍有待再次验证。

　　4. 另外一个问题是：数量不同的模拟高清摄像机在透过不同距离的同轴电缆传回或不同格式的同轴电缆传回的时候会不会有信号不良情况?这个问题非常好，过去同不同长短的轴电缆传输摄像机信号传回矩阵会分割处理器时都会有两种情况发生，一是信号传回电压强弱不一，因此在终端设备上造成信号同步上两次反射不一的情况，使画面产生重迭图像或二次图像。另外一个情况则是阻抗产生不同及对地隔离电压不同产生缆在线蓄电干扰情况。但模拟高清的信号是否会产生此情况，按道理是会，但HDCVI、HDTVI、AHD基于Tx/Rx芯片的信号处理再传输已经不是1.0Vp-p,75ohm的标准复合信号，因此此情况应该可能发生率不高，但仍待实际验证。

　　5. HDCVI、HDTVI、AHD彼此间传输距离的差异就工程上有重要的意义吗? 是选择的关键?这个问题也是好问题，每一个模拟高清的格式都号称可以在不同的缆线条件下传输到300-500米，甚至是600到上千米的传输距离，首先我们必须肯定模拟高清在与传统同轴模拟比较上的传输距离突破创举，但若以工程角度来看，这其实必无太大的实质意义。首先，过去传统的同轴电缆信号若以5C-2V来看，一般标准在不加放大下可以到200-225米，而加上放大器后可能延长传输到400多米，但放大的信号会有损失，就算放大器的相对补偿也是只将信号损失所产生的噪声更加放大，因此要合理的使用同轴电缆就会使用不放大的距离内较为可靠，若是信号传输超过这些标准距离且摄像机数量不少的话，通常短距离3-5公里就会改采用多模态的光纤电缆，或更长距离则会采用单模态的光纤电缆，再加上以DWDM分光频道光电传输器的设备方式，一根多模光纤或单模光纤就可传送4-32个图像及控制信号，因此从工程角度而言，这些模拟高清的传输距离已经是足够给一般工程案场使用，在选型上也不会是HDCVI、HDTVI、AHD选型的关键。

　　6. 就这些HDCVI、HDTVI、AHD传输距离的突破传统模拟条件是否真的能帮助较大的案子的建置? 还是在SMB 上较有可能?这个问题跟上一个问题是一样的，同轴线不管是哪一类同轴升级，它都只是个传输介质，决定传输距离长短都在芯片系能及电压大小，对于工程规模的大小关键则是在未来除了DVR之外，是否还会有如HD-SDI一样的模拟高清矩阵系统出现或是更多路数的模拟高清DVR的上市，那时候才会是讨论模拟高清对工程案大小的应用影响的时机。目前而言，模拟高清就跟传统模拟系统一样，就只是中小型工程案通过多台DVR+CMS建构的应用方式。

　　以上都是初步在模拟高清释放于市场上的问题搜集，相信在正式商品化后，在产品技术与市场应用都会有更多的问题产生，那也正是模拟高清产品高度市场化的时候。

　　模拟高清的垂直应用是哪些?

　　市场上先后出现HDCVI、HDTVI和AHD，都同属模拟高清，要想让广大厂商、垂直客户端接受并大量应用，以目前的产品商品化的情况，恐怕大厂还得用力宣传并解释特性及兼容疑惑才会有更大接受度。至于HDCVI、HDTVI和AHD哪一种产品更适合哪一种垂直市场应用，坦白说笔者仍然对于模拟高清能否在银行金融与商业零售之外的应用存疑，因为过去从960H到HD-SDI这两种高解高清同轴升级方案，目前也仅存在以商业零售与金融及学校安防为主的应用，笔者也期待光纤传输厂商的模拟高清传输界面得以研发生产，进而同步对模拟高清HDCVI、HDTVI和AHD进行信号接口格式通用化的或是大举商品化的行动，以利HDCVI、HDTVI和AHD跨出这个中小型应用藩篱，进而可以应用于城市监控及道路监控这些需要高清又实时的图像应用需求。

　　至于HDCVI、HDTVI和AHD目前的市场接受度如何?到目前为止，还没有权威的统计报告显示准确的被接受程度。但这三种模拟高清方案在市场上推广的方式，依各生产厂商与OEM厂牌的推动还是有一些不同。目前市场用户对于自己在模拟高清方案了解得不够才是各模拟高清生产厂商面临的首要问题。

　　模拟高清的机会与未来发展

　　高清化、智能化是目前模拟高清视频监控的发展趋势，也将是各类模拟高清产品在现阶段升级的具体做法。我们相信在未来CMOS与ISP及信号发射接收组件技术更臻完善下，模拟高清升级产品将会是改变传统监控应用的产物，而且模拟高清监控产品的应用市场还是很明显的。随着网络监控成本的不断降低，说不定有一天IP数字真的会取代模拟时代的产品。而模拟监控创新升级也正努力试图阻止模拟监控的衰退，模拟高清升级能够延长模拟的衰退周期。在安防产业中，大家也许认为网络监控将取代模拟监控，但是这不是短时间内可以实现的，模拟高清监控设备的出现在监控市场上还是有其存在的指标意义的。

　　为了引导全球经销商与工程商更合适地选购模拟高清相关产品与应用，a&s杂志将打造专属模拟高清的教育平台于Secutech台北国际安控展览会，展期为2015年4月28至30日，规划一系列模拟高清主题活动，包含”模拟高清芯片专家对谈“、”模拟高清产品技术发表会“、”模拟高清产品展示主题馆“，从芯片关键技术到成品各种技术面向比较分析、并搭配现场实际操作，让全球买家掌握各家方案的特色与优势。

　　(本文作者现任a&s 资深技术顾问)