類比監控反撲 HD over Coaxial奮力求生

從2011年960H類比監控與HD-SDI產品出現後，安全監控行業無不絞盡腦汁，想把這一種已經支撐將近半世紀安全監控市場的類比攝影機（Analog Camera）產品做解析上的升級，因為它是一種既經濟又安裝快速的監控產品，且它目前在安控市場的佔有率仍然將近有70∼80%以上。雖然面對IP網路監控潮流的不斷逼進，它的市場佔有率及銷售額逐漸有所敗退，但安控市場有心人士不願就此屈服，不斷透過元件的研發，終於陸續推出HDCVI、HDTVI及ccHDtv，還有最近的AHD類比高畫質攝影機升級方案。

什麼是類比高畫質基本元素？

在深入探究類比高畫質的種種特性與應用之前，必須對這幾種類比高畫質的基本元素做一個具體整理，這不是個別解釋每一種類比高畫質格式內容，而是對所有類比高畫質形式做出特徵、應用與特色說明，讓讀者能對類比高畫質與同軸高畫質（HD over Coaxial）解決方案有個概括性的瞭解。

首先就類比高畫質與同軸高畫質的基本特徵來說，不管是960H、HD-SDI，或是HDCVI、HDTVI、AHD與ccHDtv，它都必須跟傳統類比設備一樣操作簡單、方便使用。而且它必須可直接使用普通類比同軸線5C-2V(RG-59U)或者3C-2V(RG-6)，來進行高畫質類比的訊號無損失傳輸，同時又可突破傳統類比影像傳輸技術100∼200公尺的標準極限。在安裝施工及替換上，能夠實現不增加施工成本、工期短、效率高，以及具有抗長距離干擾，又容易實施換裝的百萬畫素高畫質影像系統之條件。

在基本應用上，這些960H、HD-SDI或是HDCVI、HDTVI、AHD與ccHDtv等格式，除了要能承襲過去傳統類比傳輸的途徑和方法，以減少施工部署的複雜度外，在應用上還必須要能降低系統換裝成本、系統設備的維護複雜度，以及不提高施工技術難度為要求。

它們同時也必須非常適用於舊的同軸系統環境，可在不改變原有系統的應用配置基礎上，將SD輕鬆升級為HD方案。此外，這些類比高畫質與同軸高畫質的品質與價格，必須在民用及工業級垂直市場中，擁有非常大的發展空間，才有意義。

總結這些基本元素，我們可以將它們歸納為6個部份，說明類比高畫質與同軸高畫質必須具備的前提：

1. 要具備高影像清晰度、高色彩分離度、高訊號濾波、高雜訊抑制與高影像還原度等5高技術本質。

2. 在基本變革訴求下，傳輸距離在採用既有同軸電纜時，必須為更長距離的訊號傳輸格式。

3.必須為即時無延遲、無壓縮損失，及不失真格式。

4. 後端設備必須具備兼容高解析類比960H影像訊號，未來必須考量兼容傳統類比分配器及矩陣系統。

5. 要能達到使用與操作容易，並支援前後端設定功能，才能達到系統應用參數需要。

6.必須兼具低成本與高品質的要求。

類比高畫質的共通與差異性

類比高畫質與同軸高畫質除了上述的建構基本元素外，還有其共通與差異性。但要談共通與差異性之前，我們必須先把960H這個高解析的傳統類比升級款，以及同樣是同軸升級，但是在共通性上稍有不同的HD-SDI與ccHDtv，給降低論述比重，因此，我們要談論的共通性與差異性，將專注於產品元件採用，形成結構性及整體系統的差異部份，而HDCVI、HDTVI、AHD正是屬於可以平等比較共通性與差異性的類比高畫質類別。

談到HDCVI、HDTVI、AHD的共通與差異性，可以確定的是，在元件的採用上（參考圖一)，可以創造出各種類比高畫質的異同之處。

不同於特定採用CCD的960H，在HDCVI、HDTVI、AHD的前端設備上，我們可以看到，其最大共通性都是採用了較為先進的高解析百萬畫素以及Exmor CMOS Sensor感應元件，為的就是從影像源頭，將畫面以高畫質條件來建構，這些來自於Sony、Omnivision、Pixelplus、BYD等供應商的Sensor，成就了類比高畫質的本質，但不同的廠牌影像Sensor，則會帶來些許的成像差異。

接下來在類比高畫質元件上，則會看到另一個共通的情況，那就是Sensor必然搭配一個ISP影像訊號處理單元，這部份的晶片會提供HDCVI、HDTVI、AHD等類比高畫質最終不同的呈現結果，因為此部份晶片可能包裝於Sensor模組，也可能包入HDCVI、HDTVI、AHD攝影機末端的Tx發射晶片中，但由於採用不同的ISP晶片與元件封裝的形式不同，加上這些來自於Sony、Fullhan、Nextchip、Eyenix等廠商的ISP效能不同，都會在類比高畫質攝影機後端Backend IC進行一些影像處理，目的是改善Sensor所感應到的原始影像訊號。且每家ISP IC設計公司的做法不盡相同，主要包含BLC、WDR、2D/3D DNR，以及3A（Auto White Balance、Auto Exposure及Auto Focus）等處理演算法。

再者，不同類比高畫質模式，雖然有共同的訊號發射晶片，但會基於HDCVI、HDTVI、AHD的不同，而有訊號格式的輸出差異，而其基本上的共同點是，藉由影像訊號放大與點壓提升，和微控制處理器（MCU）構成一個共通性晶片，利用這個發射晶片讓不同的類比高畫質格式，得以傳輸不同的訊號傳輸距離，同時，會有一個切換開關電路處理HDCVI、HDTVI、AHD，各別加上CVBS複合影像訊號的方式。

在共通性部份，類比高畫質的傳輸都是採用同軸電纜，可以在5C-2V(RG-59U)或者3C-2V(RG-6)上，傳輸從300∼500公尺不同的等效電力訊號。而另一個值得一提的共通與差異性，則在於後端的DVR錄影管理設備上，由於類比高畫質講求高畫質影像訊號的監看與錄影儲存，因此在DVR錄影設備上，不管是HDCVI、HDTVI、AHD哪一種，都必須共同具有Rx的高畫質訊號接收晶片，此晶片被用來等效降低訊號電壓與還原為BT.656或BT.1120的數位訊號，以便進行數位錄影的編碼壓縮控制。這是不管哪一種類別的類比高畫質錄影，都具有的共通性能。

而在差異性部份，採用TI、Hisilicon或Grain media的壓縮編碼晶片，其效能與ISP影像解碼處理效果會有差異。另外，有的類比高畫質形式，可連結960H、720p及1080p格式的訊號，它們稱之為Hybrid HD DVR，更有類比高畫質的DVR，加上Intersil的Decoder晶片及TCP/IP介面，讓DVR得以連結960H、720p及1080p格式的類比高畫質訊號，再加上IP攝影機的接入，形成所謂的Tri-brid HD DVR的差異機種。以上這些都是排除HDCVI、HDTVI、AHD規格上的參數部份，而以類比高畫質在產品組成上的共通與差異性，來進行說明。

類比高畫質使用會有那些誤區？

HDCVI、HDTVI、AHD這3類的新興類比高畫質產品，容易讓使用者產生一些混淆與模糊不清的概念，為了釐清這些問題，我們也特別針對了這些產品，實際進行了一連串的產品特性測試，並在這些測試中進行了交叉比對，以獲取更正確與更肯定的答案，而這些最容易在用戶端與工程商方面出現的問題包含：

1. HDCVI、HDTVI、AHD在DVR錄影機的搭配上，HDCVI的方案只能接自己的DVR，但HDTVI、AHD就沒有限制？

這個問題當然是否定的，前段已提過每一種類比高畫質格式，都有其自有的特定訊號，唯一可以共通兼容的影像輸入只有960H，因此HD-TVI與AHD也必須搭配自己的DVR方案才能使用。

2. HDCVI、HDTVI會完全取代960H，因為他們的畫質和960H一模一樣？

這問題也不完全正確。應該說在類比高畫質的後端，也就是DVR上，因為解碼晶片的關係，使得BT.656訊號的960H也得以透過輸入，進到類比高畫質DVR上，所以在類比高畫質後端可以兼容960H訊號。至於類比高畫質前端攝影機，由於其可同時輸出CVBS訊號與HDCVI、HDTVI、AHD各種訊號，因此若以CVBS訊號輸出而言，一般DVR也可兼容類比高畫質的攝影機接入，但訊號就不是高畫質了。初步驗證，除HDCVI外，HDTVI與AHD可互換兼容相同類比高畫質形式下的不同廠牌攝影機與DVR。

3. 目前類比高畫質只有HDCVI具有1080p的方案，其他都沒有？

這問題也是否定的，事實上透過產品實測及拆解晶片後瞭解，目前HDCVI、HDTVI、AHD都具有720p與1080p二種高畫質格式的前端攝影機，與可兼容720p與1080p影像接入的DVR後端，目前唯一存在的問題是部份類比高畫質的DVR能否在同一台錄影機上同時接入720p與1080p，也就是存在一個720p與1080p訊號格式，目前在某一形式類比高畫質上是否存在兼容接入的問題，這仍有待再次驗證。

4. 數量不同的類比高畫質攝影機，在透過不同距離的同軸電纜傳回，或不同格式的同軸電纜傳回時，會不會有訊號不良情況？

這個問題問得好，過去長短不同的同軸電纜，把攝影機訊號傳回矩陣分割處理器時，都會有二種情況發生，一是訊號傳回電壓強弱不一，因此在終端設備上，造成訊號同步上二次反射不一的情況，使畫面產生重疊影像或二次影像。

另外一個情況則是阻抗產生對地隔離電壓不同，造成纜線上蓄電干擾情況。但類比高畫質的訊號是否會產生此情況，理論上是會，不過HDCVI、HDTVI、AHD基於Tx/Rx晶片的訊號處理再傳輸，已經不是1.0Vp-p,75ohm的標準複合訊號，因此這種情況發生率應該不高，但仍待實際驗證。

5. HDCVI、HDTVI、AHD彼此間傳輸距離的差異，就工程上有重要的意義嗎？這是選擇的關鍵嗎？

這個問題也是好問題，每一個類比高畫質的格式，都號稱可以在不同的纜線條件下傳輸到300∼500公尺，甚至是600到上千公尺，首先我們必須肯定類比高畫質相對於傳統類比，於傳輸距離上的突破，但若以工程角度來看，這其實並無太大的實質意義。

首先，過去傳統的同軸電纜訊號若以5C-2V來看，一般標準在不加放大下可以到200∼225公尺，而加上放大器後，可能延長傳輸到400多公尺，但放大的訊號會有損失，就算放大器的相對補償，也是只將訊號損失所產生的雜訊更加放大，因此要合理地使用同軸電纜，就要用於不放大的距離內較為可靠，若是訊號傳輸超過這些標準距離，攝影機數量又不少的話，通常短距離3∼5公里就會改採用多模態的光纖電纜，而長距離則會採用單模態的光纖電纜，再加上以DWDM分光頻道光電傳輸器的設備，一根多模光纖或單模光纖就可傳送4∼32個影像及控制訊號，因此在工程角度，這些類比高畫質的傳輸距離已經足夠給一般工程案場使用，這不會是HDCVI、HDTVI、AHD的選型關鍵。

6. 這些HDCVI、HDTVI、AHD在傳輸距離上突破傳統類比條件，是否真的能建置較大的案子？還是在SMB上較有可能？

這個問題跟上一個問題是一樣的，不管是哪一類同軸升級，它都只是個傳輸介質，決定傳輸距離長短的關鍵，都在晶片性能及電壓大小。對於工程規模的大小關鍵，在於是否還會有如HD-SDI一樣的類比高畫質矩陣系統出現，或是更多路數的類比高畫質DVR上市，那時候才會是討論類比高畫質對工程案大小的應用影響時機，就目前而言，類比高畫質就跟傳統類比系統一樣，只是中小型工程案透過多台DVR+CMS建構的應用方式。

以上都是初步在類比高畫質於市場上的問題蒐集，相信在正式商品化後，在產品技術與市場應用都會有更多的問題產生，那也正是類比高畫質產品高度市場化的時候。

類比高畫質的垂直應用是那些？

市場上先後出現HDCVI、HDTVI和AHD，想讓廣大廠商、垂直用戶端接受並大量應用，以目前產品商品化的情況，恐怕大廠還得用力賣弄宣傳，並解釋其特性及兼容疑惑，才會有更大接受度。

至於HDCVI、HDTVI和AHD適合哪一種垂直市場應用，坦白說筆者仍然對於類比高畫質在銀行金融與商業零售之外的應用存有疑問，因為過去從960H到HD-SDI這二種升級方案，目前也僅存在於以商業零售、金融及學校安防為主的應用。

筆者也期待光纖傳輸廠商的類比高畫質傳輸介面得以研發生產，進而同步對類比高畫質HDCVI、HDTVI和AHD進行訊號接口格式通用化，或是大舉商品化的行動，以利HD-CVI、HD-TVI和AHD跨出這個中小型應用藩籬，進而可以應用於城市監控及道路監控等，需要高畫質又即時的影像應用需求。

至於HDCVI、HDTVI和AHD目前的市場接受度如何？到目前為止，還沒有權威的統計報告顯示準確的被接受程度。但這3種類比高畫質方案在市場上推廣的方式，依各生產廠商與OEM廠牌的推動，還是有一些不同。目前市場用戶對於類比高畫質方案瞭解得不夠，才是各類比高畫質生產廠商面臨的首要問題。

類比高畫質的機會與未來發展

高畫質化、智慧化是目前類比高畫質影像監控的發展趨勢，也將是各類類比高畫質產品在現階段升級的具體作為。我們相信未來在CMOS、ISP及訊號發射接收元件技術更臻完善後，類比高畫質升級產品將會是改變傳統監控應用的關鍵，而且類比高畫質監控的應用市場還是很明顯的。

類比監控創新升級正努力試圖阻止類比監控的衰退，在安控產業中，大家也許認為網路監控將取代類比監控，但是這不是短時間內可以實現的，類比高畫質監控設備的出現在監控市場上，還是有其存在的指標意義。