深入剖析SVAC标准

2015年06月14日

SVAC从提出至今,已经历整整7年。在这过程中,SVAC遇到了各种制定及推广难题,截至2014年年初,起色仍不明显,安防产业的主流编解码技术仍是H.264,并向着H.265方向发展。不过2014年之后,SVAC的支持力度突然大增,同时产业对SVAC的推动力度也越来越大,究其背后,正是 “国家信息安全”在推动。

  斯诺登事件的爆发,直接粉碎了“我们是安全的”的幻想,信息安全瞬间提升**度。首先,中国要保证自身信息不被国外所窃取;其次则是加强内部安防防范管理,防止因内部造成的信息外泄。

我们来说说SVAC编解码标准的优势

  经a&s长期观察发现,虽然SVAC在过去7年进展缓慢,但随着2014年以广东为代表的省份开始作为试点强推SVAC,给SVAC的蜕变带来了无限发展空间。截至2014年,中国大陆已出现了两个省级SVAC试点单位:广东、山西,另外也有不少的市级单位,如广州、茂名、太原、资阳、大同、保定、邯郸、郴州等。

  SVAC即《安全防范监控数字视音频编解码技术要求》,英文名为Technical Specification of Surveillance Video and Audio Coding(简称SVAC),国标编号为GB/T 25724-2010。这是一部由中国政府主导、产学研单位联合共同推出的一部编解码协议标准。其推出,有着深厚的背景需求,从算法层面来说,无论是主流的H.264还是M-JPEG,都是面向广播电视和大众娱乐等专业领域的编解码技术,无一是针对安防所开发,对视频监控存在较大的不适应性,《安全防范监控数字视音频编译码技术要求》专门针对安防监控领域应用的特殊性,如:视频图像的实时传输性、全天候24h监控环境的适应性、场景视音频信息的忠实还原性等要求而制定,而现有算法存在:

  ·对全天候、各种复杂拍摄环境下的现场还原性不佳;

  ·在压缩编码效率和声音、图像质量之间的平衡不理想;

  ·没有考虑对智能分析和机器识别的支持;

  ·缺少对监控专用信息(如绝对时间、智能分析结果等)的支持;

  ·对视音频内容的真实性、完整性和安全性保护不足。

 

  下面,我们先来了解SVAC作为一部专门针对安防视频监控而开发的编解码标准所具备的优势:

  ·支持高精度视频数据,在高动态范围场景提供更多图像细节,减少编解码环节的图像信息损失;

  ·采用帧内4×4预测与变换、上下文自适应二进制算术编码(CABAC)等技术提高编码效率,在获得更好图像质量的同时也能获得更高的编码效率;

  ·支持感兴趣区域(ROI)变质量编码,在网络带宽存储空间有限的情况下,提供更符合监控需要的高质量视频编码;

  ·支持可伸缩视频编码(SVC),满足不同传输网络带宽和数据存储环境的需求;

  ·支持代数码书激励线性预测(ACELP)和变换音频编码(TAC)切换的双核音频编码,保证对语音和环境(背景)声音均有较好的编码效果;

  ·支持声音识别特征参数编码,避免编码失真对语音识别和声纹识别的影响;

  ·支持监控专用信息(绝对时间、智能分析结果、报警信息),便于视音频内容的有效管理和综合利用;

  ·支持加密和认证,保证监控数据的保密性、真实性和完整性。

  注:

  a、SVAC加密:信源端实现加密即压缩层加密,在传输及存储过程中对数据的安全性有更好的保护支持视频加密数据的传输、存储,支持用户在权限范围内对实时加密视频播放、历史加密视频回放、加密视频的存储/下载/分发/导出等操作;

  b、SVAC认证: 由符合SVAC标准的前端设备(摄像机、编码器)进行视频签名操作,支持视频签名数据的传输、存储,和验证,实现视频源的可追溯及完整性,防止数据被篡改。

  目前,传统的编解码标准主要是国际标准H.264,SVAC国家标准属于后起之秀,是根据视频监控需求制定及推出的,符合国内视频监控应用需要,具有我国自主知识产权的音视频编解码标准。编解码的实现是依靠半导体芯片技术,它具有硬变硬解的能力,通过芯片编码、解码,来提高产品的性价比。编解码最重要的就是算法,而SVAC的专利就是它拥有自己独立的算法。

  SVAC强调码流的可靠性,如果一个码流可信度不强,那它做的再小也没有价值。所以只有可靠、可信的码流,才能把它作为法律依据。在编解码的世界里,谁可以对码流合理的管理,使系统得到更好的运用,价值才能更好的体现出来,这就是SVAC的优势。任何编解码的发展方向都是为了增加编码的效率,以及码流的可信程度和管理模式。可信程度是码流传输后的真实性。管理模式是允许指定的操作人员可以进行观看、录像、备份。国内推出的SVAC标准可以解决这些问题。公安部的认证系统可以验证,符合SVAC标准的视频码流是否被篡改过。目前H.264标准还是编解码的主流,而传统的视频码流也可以通过专业编辑、剪辑来修改视频内容,但是随着SVAC标准的发布及推广,厂家也陆续推出完整的SVAC设备产品。SVAC从提出至今,已经历整整7年。在这过程中,SVAC遇到了各种制定及推广难题,截至2014年年初,起色仍不明显,安防产业的主流编解码技术仍是H.264,并向着H.265方向发展。不过2014年之后,SVAC的支持力度突然大增,同时产业对SVAC的推动力度也越来越大,究其背后,正是 “国家信息安全”在推动。

  斯诺登事件的爆发,直接粉碎了“我们是安全的”的幻想,信息安全瞬间提升**度。首先,中国要保证自身信息不被国外所窃取;其次则是加强内部安防防范管理,防止因内部造成的信息外泄。

我们来说说SVAC编解码标准的优势

  经a&s长期观察发现,虽然SVAC在过去7年进展缓慢,但随着2014年以广东为代表的省份开始作为试点强推SVAC,给SVAC的蜕变带来了无限发展空间。截至2014年,中国大陆已出现了两个省级SVAC试点单位:广东、山西,另外也有不少的市级单位,如广州、茂名、太原、资阳、大同、保定、邯郸、郴州等。

  SVAC即《安全防范监控数字视音频编解码技术要求》,英文名为Technical Specification of Surveillance Video and Audio Coding(简称SVAC),国标编号为GB/T 25724-2010。这是一部由中国政府主导、产学研单位联合共同推出的一部编解码协议标准。其推出,有着深厚的背景需求,从算法层面来说,无论是主流的H.264还是M-JPEG,都是面向广播电视和大众娱乐等专业领域的编解码技术,无一是针对安防所开发,对视频监控存在较大的不适应性,《安全防范监控数字视音频编译码技术要求》专门针对安防监控领域应用的特殊性,如:视频图像的实时传输性、全天候24h监控环境的适应性、场景视音频信息的忠实还原性等要求而制定,而现有算法存在:

  ·对全天候、各种复杂拍摄环境下的现场还原性不佳;

  ·在压缩编码效率和声音、图像质量之间的平衡不理想;

  ·没有考虑对智能分析和机器识别的支持;

  ·缺少对监控专用信息(如绝对时间、智能分析结果等)的支持;

  ·对视音频内容的真实性、完整性和安全性保护不足。

 

  下面,我们先来了解SVAC作为一部专门针对安防视频监控而开发的编解码标准所具备的优势:

  ·支持高精度视频数据,在高动态范围场景提供更多图像细节,减少编解码环节的图像信息损失;

  ·采用帧内4×4预测与变换、上下文自适应二进制算术编码(CABAC)等技术提高编码效率,在获得更好图像质量的同时也能获得更高的编码效率;

  ·支持感兴趣区域(ROI)变质量编码,在网络带宽存储空间有限的情况下,提供更符合监控需要的高质量视频编码;

  ·支持可伸缩视频编码(SVC),满足不同传输网络带宽和数据存储环境的需求;

  ·支持代数码书激励线性预测(ACELP)和变换音频编码(TAC)切换的双核音频编码,保证对语音和环境(背景)声音均有较好的编码效果;

  ·支持声音识别特征参数编码,避免编码失真对语音识别和声纹识别的影响;

  ·支持监控专用信息(绝对时间、智能分析结果、报警信息),便于视音频内容的有效管理和综合利用;

  ·支持加密和认证,保证监控数据的保密性、真实性和完整性。

  注:

  a、SVAC加密:信源端实现加密即压缩层加密,在传输及存储过程中对数据的安全性有更好的保护支持视频加密数据的传输、存储,支持用户在权限范围内对实时加密视频播放、历史加密视频回放、加密视频的存储/下载/分发/导出等操作;

  b、SVAC认证: 由符合SVAC标准的前端设备(摄像机、编码器)进行视频签名操作,支持视频签名数据的传输、存储,和验证,实现视频源的可追溯及完整性,防止数据被篡改。

  目前,传统的编解码标准主要是国际标准H.264,SVAC国家标准属于后起之秀,是根据视频监控需求制定及推出的,符合国内视频监控应用需要,具有我国自主知识产权的音视频编解码标准。编解码的实现是依靠半导体芯片技术,它具有硬变硬解的能力,通过芯片编码、解码,来提高产品的性价比。编解码最重要的就是算法,而SVAC的专利就是它拥有自己独立的算法。

  SVAC强调码流的可靠性,如果一个码流可信度不强,那它做的再小也没有价值。所以只有可靠、可信的码流,才能把它作为法律依据。在编解码的世界里,谁可以对码流合理的管理,使系统得到更好的运用,价值才能更好的体现出来,这就是SVAC的优势。任何编解码的发展方向都是为了增加编码的效率,以及码流的可信程度和管理模式。可信程度是码流传输后的真实性。管理模式是允许指定的操作人员可以进行观看、录像、备份。国内推出的SVAC标准可以解决这些问题。公安部的认证系统可以验证,符合SVAC标准的视频码流是否被篡改过。目前H.264标准还是编解码的主流,而传统的视频码流也可以通过专业编辑、剪辑来修改视频内容,但是随着SVAC标准的发布及推广,厂家也陆续推出完整的SVAC设备产品。

江湖传言,采用SVAC标准的图像画质不见得比H.264差,甚至是不相伯仲;但更多的人认为SVAC注重的是安全,画质方面,较H.264仍有一段差距。

  那么,真实情况究竟如何?业内早有资深人士认证:采用SVAC压缩算法所得的图像,如果被拍摄物体的轮廓与逐行扫描方向一致时,画质效果与H.264无 差异;但当被拍摄物体的轮廓与扫描方向成任意倾斜角度时,则物体边缘图像常会有“齿轮”的不良状况出现。而码流方面,江湖同样传言,同等视频参数 下,SVAC与H.264基本一致。究竟真实效果如何?a&s本期即通过实测来为大家一一解答。

SVAC PK H.264的江湖传言

  芯片仍是公关要点

  本次一共测试了6款SVAC产品,有中星电子的STAR-2000S(A)枪式摄像机、千目聚云的KV-IPC5020DI半球型摄像机、美电贝尔的B L- E900PCB-SX20-20球型摄像机、海康威视的DS-A82024D网络硬盘录像机(CVR)、大华股份的DH-NVR624-128-4K网络 硬盘录像机,另有蓝色星际的BSR-IPH520-IW鱼眼摄像机。所有摄像机均支持200万像素分辨率,其中,由于蓝色星际的产品归属本期的“全景摄像 机”专题,本文不做重点介绍。

  符合SVAC需求的芯片并不多,目前只有中星电子针对SVAC开发了专门的芯片,其他芯片厂家尚未就 SVAC专门开发;同时,市面上适用于SVAC应用的摄像机芯片也不多,据权威人士介绍,非SVAC芯片中,TI的DM6467T是对SVAC编解码效率 最佳的一款,不过,该芯片仍无法满足SVAC各项应用的开发需求。

  本次a&s《测评&选型》所测试的4款SVAC摄像机中,中星电子和美电贝尔的产品所选用的芯片均是来自中星电子的国产芯片,而千目聚云和蓝色星际则选用的是第三方产品。

  而大华股份和海康威视的两款核心级NVR,采用的均是核心级服务器主板和高性能处理芯片,同样不是专门针对SVAC的专用产品,而是针对SVAC所做的开发应用。

  在此,需要特别提及的是,中星电子的STAR-2000S(A)摄像机,除了芯片外,其选用的传感器,同样是他们自主开发的1/1.2"大靶面星光级CMOS。

  对于芯片,国家已经在大范围寻找好用、实用的芯片产品,除了中星微所开发的SVAC芯片、国际主流的各类型芯片外,同样就SVAC芯片的开发积极与芯片 厂家配合研发。目前,针对SVAC的需求,国家就芯片的精度,较当前国际上众多的产品提升了不少,海思作为H.265芯片开发的领先企业,也在与国家相关部门就SVAC的研发积极配合中。

  结构设计:较H.264基本无变化

  结构设计上观察本次a&s《测评&选型》测试的6款支持SVAC算法的设备,由于中星电子采用的是自主开发的芯片,为加快散热,其块头稍大,不过与中星电子的同类型H.264算法的产品,结构设计一致。其余的几款产品,较主流的同类型产品来说,非但不落下风,反而在结构的紧凑型方面更占优势。

  在网络化推动下,近几年,各家的安防产品都在结构上做了很多改善,而本次检测的产品虽然采用的是SVAC算法,但直接采用了如今 各设备商的最新产品结构设计及风格,因此,从外观上,无法比较出SVAC产品与H.264算法产品的区别来,比如自适应网络接口、SD卡存储等设计以及其 它辅助接口,都如出一辙。对摄像机而言,SVAC产品多不支持PoE供电,或许这是最大的差别;若论精巧,美电贝尔的球机、千目聚云的半球型摄像机、蓝色星际的全景摄像机,均较各自品牌以往同类型产品有不错的提高。

  在此需要特别说明的是,大华股份和海康威视提供给a&s《测 评&选型》的两款NVR,结构方面较以往产品有很大提升,如硬盘插槽的增加(均为24个)、模块化插拔设计、多冗余设计等,而产品的硬盘指示灯、 设备状态指示灯、便于外接设备的USB接口等也是颇为齐全,更为难得的是,这两款产品的长度,均较过去的4U机型有大幅度缩减,与传统的2U型NVR长度 差不多。结构方面改进很大,同时这也是这两个厂家最新服务器型NVR的标配机架规格。

  画质呈现:SVAC与H.264无差异

  首先看清晰度。中星电子的这款产品,虽然核心部件采用的都是自主开发的产品,但清晰度表现优良,SVAC+1080P@25fps/4Mbps限制下, 该机水平、垂直清晰度均达到1100TVL,边缘清晰度亦有900TVL;经检验还得知,该机在SVAC和H.264压缩下,所得的清晰度一致。该清晰度 表现,较目前采用H.264压缩格式所获得的最佳清晰度效果,相差无几。千目聚云的半球摄像机,虽然受镜头影响,但中心清晰度也有约为900线表现;蓝色 星际的产品为200万鱼眼摄像机,其清晰度表现同样达到了当前200万摄像机的表现水准。

  从a&s《测评&选型》测试 效果看,同一款摄像机,采用SVAC算法所得的效果,与采用H.264所得的效果一致;同时,相同参数下,本次测试的产品在SVAC下所得的清晰度表现, 与当前市面上主流的产品相比较,亦未落下风,甚至要优于不少同类型产品的清晰度表现。

  其次看色彩还原效果。同款摄像机,在SVAC和 H.264算法下,色彩还原效果差不多,并无明显差异;不过整体来说,这几款摄像机的色彩还原效果,较专门采用H.264算法的摄像机来说,色彩还原尚有可提升空间,这主要是算法优化的问题,还需厂家做优化,与芯片的处理性能反而没有那么大的关系。

  接着是灰阶。实测发现,采用SVAC算法的摄像机(鱼眼摄像机除外),其灰阶基本都有19-20级的表现,这在H.264下,普遍为17-18级,达到19级的并不多。从灰阶来看,SVAC算法摄像机所得的灰阶效果,要优于H.264。

  而海康威视和大华股份的两款NVR,在SVAC算法下,对视频源的以上画质性能检测,从还原效果看,与视频源是一致的,实测未见明显差异。

  本次还就实景进行了测试。前文有介绍到江湖对SVAC和H.264的比较,传言SVAC压缩格式下,图像会有锯齿。本次a&s《测评& 选型》实测发现,面对错综复杂的实景,SVAC压缩格式下,未见明显的锯齿情况出现,且画面的效果与H.264一般无二。

  网络控制:整体为H.264占优

  首先是码流控制。先来看本次a&s《测评&选型》测试的三款摄像机,实测千目聚云在SVAC格式下码流为4.2~4.3Mbps,而 H.264格式下码流为4.3~4.4Mbps;中星电子平均码流为4.7Mbps;美电贝尔码流在3.0-5.7Mbps之间规律波动,平均码流约为 4.3Mbps。实测以千目聚云的码流控制表现最佳,同款设备,SVAC要优于H.264的表现;若将这几款产品的效果与同类型设备相比较,千目聚云设备 与主流H.264产品的表现差不多;后两者则较H.264还有提升空间。

  再看延迟控制情况。美电贝尔的球机延时在实测中可低至 270ms;中星电子的枪机平均延迟为356ms,最佳可做到287ms;千目聚云半球实测三次结果分别为234ms、250ms、265ms。从结果 看,这三款产品的延迟表现,以千目聚云的延迟最为接近H.264压缩算法的上佳延迟表现。

  本次是行业第三方(a&s《测 评&选型》)对SVAC产品的首次测评,从整体的网络控制性能表现,我们可以知道,目前SVAC的网络控制性能虽然还有可提升空间;但较4年前 H.264格式下1080P的效果表现来说,SVAC的第一次露面,真可谓是清水出芙蓉,其表现较H.264的1080P第一次露面,表现要好上许多倍。 只要这些厂家能对SVAC算法继续优化,赶超H.264目前的水平不成问题。由于目前的SVAC设备均是依据SVAC 1.0版本做的,因此,本次不与H.265压缩格式下的网络控制表现进行比较。

  而在存储端,经检测,海康威视的SVAC网络控制性能与H.264表现一致;需要特别提及的是,大华股份的NVR,在延迟和码流控制方面,SVAC的表现要优于H.264的表现。

  SVAC+H.264:无奈的妥协

  本次a&s《测评&选型》测试的所有产品,除了支持SVAC格式压缩算法外,还同时支持H.264等国际主流编解码压缩算法,而大华股份的DH-NVR624-128-4K网络硬盘录像机更是集大成,除前两种压缩格式外,还支持目前同样处于推广阶段的H.265编解码算法。

  从设计及应用来说,这是好事,因为支持多种视频压缩算法,使得设备既可以兼容当前以H.264为主要编解码压缩格式的系统,又可以因地制宜采用SVAC或H.265压缩方式,使得设备具有更强的适用性。

  但从SVAC的发展来说,这是SVAC在向主流市场应用妥协,这种大而全的做法,一来是要消耗设备商不少的精力于同款设备多种算法的开发,造成开发团队无法很好地聚精会神于SVAC的开发;二来,植入的内容太多,多少都会影响到设备的使用性能;三是实际应用中,项目通常都只会采用某种算法形式,从而造成 了资源浪费。好比双语教学,既有利,也有弊。

  功能:延续原有产品功能

  不同的厂家,对产品的定位不同,所开发的产品功能也不同。

  先看摄像机的低照度表现,中星电子采用的是自主研发的大靶面传感器,星光级低照度明显,丝毫不逊于H.264算法下的效果;美电贝尔的球机在黑白模式和 彩色模式下都可实现0.06Lux的低照度表现;千目聚云半球型摄像机的切换阀值也表现良好,并与蓝色星际的鱼眼摄像机都提供了红外补光功能。从低照度的效果来说,中星电子明显占优势,其他产品与同类型非星光级产品相比,同样不落下风。不过我们也还需看到,目前SVAC产品中,支持星光级开发的仍不多。

  其次看宽动态。这几款产品中,千目聚云、中星电子都表现不错,需要特别表扬的是蓝色星际的鱼眼摄像机,其宽动态功能表现抢眼,优良程度,别说全景摄像机,就是与枪型、球型摄像机相比,也同样表现抢眼,实属难得。

  美电贝尔作为本次唯一的球机,其预置位表现同样优良,长时间检测发现,该机的预置位复位非常精确,不仔细分辨,难以判断其是否有位移偏差。

  当然,本次还检测了背光补偿、强光抑制等功能,从这几款产品的表现,无论与设备自身支持的H.264算法的效果相比,还是与同类型产品相比,都表现出了各自品牌设备商的最高水准,并没有因为采用SVAC算法而受影响。

  最后,我们来了解下a&s《测评&选型》测试的两款NVR。这两款设备均是大华股份、海康威视的最新产品,这两款产品的核心元器件的配 置及结构设计,注定它们已经不平凡,而SVAC只不过是他们支持的众多编解码压缩算法之一,因此,这两款作为各自品牌最新产品的代表,性能优越、功能丰富 自不必说,真不是一般H.264存储设备所能比拟的。

  特色:高效+安全,还是安全

  SVAC的特色,前面有提及,如SVC、ROI、加密与认证、视频监控专用信息等,本次重点检测SVC、ROI、加密与认证三项。

  SVC开发中,以千目聚云的多格式分辨率视频流做得最多,其提供了3种不同分辨率的视频格式,适应性更强;中星电子和美电贝尔采用相同芯片,表现一样,都是采用D1+1080P双分辨率格式。实测表明,可伸缩性编解码效果明显。

  而ROI则没有那么幸运了,除千目聚云颇为明显外,中星电子和美电贝尔的产品由于实时帧率下的最低带宽限制仅为3Mbps,效果体现得不是那么明显。

  本次a&s《测评&选型》测试,均发现SVAC产品的菜单设置较H.264多了加密与认证的选项,从前端到后端均有加密和解密的认证,对加密与认证,在千目聚云的测试报告中有详细介绍,在此不作赘述。

  败笔:兼容性仍需努力

  经过a&s《测评&选型》本次对6款不同类型、不同品牌的SVAC产品检测之后发现,SVAC的技术成熟度超出了同行对SVAC的原有 印象,无论是清晰度等画质表现、低照度等应用功能,还是存储设备的视频还原及存储能力,均与当前H.264的正常水平不相上下,甚至部分功能要比 H.264功能要强;当然,码流等网络控制性能整体要逊于H.264算法设备。

  但最不能让人放心的是SVAC的兼容性。SVAC与 GB/T 28181标准是相互配套的,据称,凡是采用SVAC标准的设备,都完全遵循GB/T 28181接口标准;换句更易于理解的话说就是,凡是SVAC算法摄像机,都会像模拟摄像机那样,不同品牌的前端和后端即插即用,不存在兼容性问题。可是 现实真的很残酷,梦并非都是那么完美。本次实测发现,SVAC算法产品可实现的功能很多,不少还很优秀,唯独兼容性方面一塌糊涂,即不同品牌间的前端与后 端难以实现兼容,即便有GB/T 28181标准打底,但仍犹如相隔万里般,彼此老死不相往来。SVAC的首次亮相,如此的兼容性表现,虽然糟糕,但与2010年左右H.264算法产品的 兼容性表现差不多。这也说明,即便有GB/T 28181标准打底,即便有GB/T 28181标准的升级版20131104-Q-312(即《安全防范视频监控联网信息安全技术要求》)在背后撑腰,不同品牌间不做互联互通开发,产品的兼容性将只是空谈。

自SVAC在安防这个舞台闪亮登场,江湖就有传言,SVAC的功力尚未修炼完成,且江湖经验不足,怕是在实战中吃亏;但也有不少人赞其英雄出少年,后生 可畏,很好很独特。究竟真实情况如何?本期a&s安防知识网摆擂台,让SVAC告诉我们,它是已臻化境还是大器晚成?

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  SVAC,即《安全防范监控数字视音频编解码技术标准》,2008年7月,SVAC标准编制工作组正式成立,至2011年5月1日正式实施。但从 2011年至2013年,进展缓慢;不过,随着2014年广东作为SVAC第一个强制示范省开始,SVAC正式从理论、标准进入应用领域。

  对SVAC,业内人士既熟悉,又陌生。从计划SVAC标准编制工作至今,已超过7年。在这个过程中,每年都或多或少流出关于SVAC的最新信息,在一次 次的热盼中,SVAC总犹抱琵琶半遮面,似乎越来越近,却又捉摸不透。至今,尚有人不理解为何要强推SVAC,SVAC的优势是什么?

  本期,a&s《测评&选型》即通过产品测试的形式,给大家带来几款SVAC产品,让大家一睹SVAC的风采,同时,也让大家了解SVAC 的发展进度、技术成熟度,同时,也借此测试及产品推荐机会,让对SVAC关心的同行、用户,对符合国家视频监控信息安全标准的产品,有更多的了解和选用参考。

  SVAC,重点是编解码压缩标准,因此,对码流、延迟这两项功能为必测项目,并检验同一设备在SVAC算法与H.264算法下的差 异表现。其次是画质检测,如清晰度、色彩还原、灰阶、动态画面等,也需比较SVAC算法与H.264算法下的差异。接着是常规功能的检测,如宽动态、强光抑制、低照度、背光补偿、3D降噪等,这些功能主要是检测设备商对应用开发的成熟度,因此不对不同算法的比对测试。不过,针对SVAC标准,其对安防监控 的深化及要求,是需要重点检验的部分,如摄像机的SVC、ROI功能,SVAC系统的信息加密安全等。

  由于本次是就采用了SVAC编解码压缩算法的产品的检测,因此其所涵盖的产品将包括枪式摄像机、球型摄像机、全景摄像机等前端监控设备,当然也会包括网络硬盘录像机等SVAC存储设备以及其它SVAC类型产品。由此,不同的设备类型,其测试项目也会不一样。从测试的重点来说,SVAC的特点是必不可少的测试项目;并就SVAC算法与H.264算法下的表现进行比对行检测。然后再根据测试产品的类型及功能特点进行检验,对常规的应用或功能来说,主要是检验设备商对SVAC产品的开发是 否如H.264般成熟。经过系统性检测后,即可判断该设备商对该产品的开发成熟度、SVAC算法的成熟度以及SVAC实用性发展程度如何。

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海康威视NVR(CVR)

  芯片

  本次一共测试了6款SVAC产品,有中星电子的STAR-2000S(A)枪式摄像机、千目聚云的KV-IPC5020DI半球型摄像机、美电贝尔的B L- E900PCB-SX20-20球型摄像机、海康威视的DS-A82024D网络硬盘录像机(CVR)、大华股份的DH-NVR624-128-4K网络 硬盘录像机,另有蓝色星际的BSR-IPH520-IW鱼眼摄像机。所有摄像机均支持200万像素分辨率,其中,由于蓝色星际的产品归属本期的“全景摄像 机”专题,本文不做重点介绍。

  符合SVAC需求的芯片并不多,目前只有中星电子针对SVAC开发了专门的芯片,其他芯片厂家尚未就 SVAC专门开发;同时,市面上适用于SVAC应用的摄像机芯片也不多,据权威人士介绍,非SVAC芯片中,TI的DM6467T是对SVAC编解码效率 最佳的一款,不过,该芯片仍无法满足SVAC各项应用的开发需求。

  本次a&s《测评&选型》所测试的4款SVAC摄像机中,中星电子和美电贝尔的产品所选用的芯片均是来自中星电子的国产芯片,而千目聚云和蓝色星际则选用的是第三方产品。

  而大华股份和海康威视的两款核心级NVR,采用的均是核心级服务器主板和高性能处理芯片,同样不是专门针对SVAC的专用产品,而是针对SVAC所做的开发应用。

  在此,需要特别提及的是,中星电子的STAR-2000S(A)摄像机,除了芯片外,其选用的传感器,同样是他们自主开发的1/1.2"大靶面星光级CMOS。

  对于芯片,国家已经在大范围寻找好用、实用的芯片产品,除了中星微所开发的SVAC芯片、国际主流的各类型芯片外,同样就SVAC芯片的开发积极与芯片 厂家配合研发。目前,针对SVAC的需求,国家就芯片的精度,较当前国际上众多的产品提升了不少,海思作为H.265芯片开发的领先企业,也在与国家相关部门就SVAC的研发积极配合中。

美电贝尔球机
美电贝尔球机

  结构设计

  结构设计上观察本次a&s《测评&选型》测试的6款支持SVAC算法的设备,由于中星电子采用的是自主开发的芯片,为加快散热,其块头稍大,不过与中星电子的同类型H.264算法的产品,结构设计一致。其余的几款产品,较主流的同类型产品来说,非但不落下风,反而在结构的紧凑型方面更占优势。

  在网络化推动下,近几年,各家的安防产品都在结构上做了很多改善,而本次检测的产品虽然采用的是SVAC算法,但直接采用了如今 各设备商的最新产品结构设计及风格,因此,从外观上,无法比较出SVAC产品与H.264算法产品的区别来,比如自适应网络接口、SD卡存储等设计以及其 它辅助接口,都如出一辙。对摄像机而言,SVAC产品多不支持PoE供电,或许这是最大的差别;若论精巧,美电贝尔的球机、千目聚云的半球型摄像机、蓝色星际的全景摄像机,均较各自品牌以往同类型产品有不错的提高。

  在此需要特别说明的是,大华股份和海康威视提供给a&s《测 评&选型》的两款NVR,结构方面较以往产品有很大提升,如硬盘插槽的增加(均为24个)、模块化插拔设计、多冗余设计等,而产品的硬盘指示灯、设备状态指示灯、便于外接设备的USB接口等也是颇为齐全,更为难得的是,这两款产品的长度,均较过去的4U机型有大幅度缩减,与传统的2U型NVR长度差不多。结构方面改进很大,同时这也是这两个厂家最新服务器型NVR的标配机架规格。

  画质呈现

  首先看清晰度。中星电子的这款产品,虽然核心部件采用的都是自主开发的产品,但清晰度表现优良,SVAC+1080P@25fps/4Mbps限制下, 该机水平、垂直清晰度均达到1100TVL,边缘清晰度亦有900TVL;经检验还得知,该机在SVAC和H.264压缩下,所得的清晰度一致。该清晰度 表现,较目前采用H.264压缩格式所获得的最佳清晰度效果,相差无几。千目聚云的半球摄像机,虽然受镜头影响,但中心清晰度也有约为900线表现;蓝色 星际的产品为200万鱼眼摄像机,其清晰度表现同样达到了当前200万摄像机的表现水准。

  从a&s《测评&选型》测试效果看,同一款摄像机,采用SVAC算法所得的效果,与采用H.264所得的效果一致;同时,相同参数下,本次测试的产品在SVAC下所得的清晰度表现, 与当前市面上主流的产品相比较,亦未落下风,甚至要优于不少同类型产品的清晰度表现。

  其次看色彩还原效果。同款摄像机,在SVAC和 H.264算法下,色彩还原效果差不多,并无明显差异;不过整体来说,这几款摄像机的色彩还原效果,较专门采用H.264算法的摄像机来说,色彩还原尚有可提升空间,这主要是算法优化的问题,还需厂家做优化,与芯片的处理性能反而没有那么大的关系。

  接着是灰阶。实测发现,采用SVAC算法的摄像机(鱼眼摄像机除外),其灰阶基本都有19-20级的表现,这在H.264下,普遍为17-18级,达到19级的并不多。从灰阶来看,SVAC算法摄像机所得的灰阶效果,要优于H.264。

  而海康威视和大华股份的两款NVR,在SVAC算法下,对视频源的以上画质性能检测,从还原效果看,与视频源是一致的,实测未见明显差异。

  本次还就实景进行了测试。前文有介绍到江湖对SVAC和H.264的比较,传言SVAC压缩格式下,图像会有锯齿。本次a&s《测评& 选型》实测发现,面对错综复杂的实景,SVAC压缩格式下,未见明显的锯齿情况出现,且画面的效果与H.264一般无二。

蓝色星际鱼眼全景摄像机
蓝色星际鱼眼全景摄像机

  网络控制

  首先是码流控制。先来看本次a&s《测评&选型》测试的三款摄像机,实测千目聚云在SVAC格式下码流为4.2~4.3Mbps,而 H.264格式下码流为4.3~4.4Mbps;中星电子平均码流为4.7Mbps;美电贝尔码流在3.0-5.7Mbps之间规律波动,平均码流约为 4.3Mbps。实测以千目聚云的码流控制表现最佳,同款设备,SVAC要优于H.264的表现;若将这几款产品的效果与同类型设备相比较,千目聚云设备 与主流H.264产品的表现差不多;后两者则较H.264还有提升空间。

  再看延迟控制情况。美电贝尔的球机延时在实测中可低至 270ms;中星电子的枪机平均延迟为356ms,最佳可做到287ms;千目聚云半球实测三次结果分别为234ms、250ms、265ms。从结果 看,这三款产品的延迟表现,以千目聚云的延迟最为接近H.264压缩算法的上佳延迟表现。

  本次是行业第三方(a&s《测评&选型》)对SVAC产品的首次测评,从整体的网络控制性能表现,我们可以知道,目前SVAC的网络控制性能虽然还有可提升空间;但较4年前 H.264格式下1080P的效果表现来说,SVAC的第一次露面,真可谓是清水出芙蓉,其表现较H.264的1080P第一次露面,表现要好上许多倍。 只要这些厂家能对SVAC算法继续优化,赶超H.264目前的水平不成问题。由于目前的SVAC设备均是依据SVAC 1.0版本做的,因此,本次不与H.265压缩格式下的网络控制表现进行比较。

  而在存储端,经检测,海康威视的SVAC网络控制性能与H.264表现一致;需要特别提及的是,大华股份的NVR,在延迟和码流控制方面,SVAC的表现要优于H.264的表现。

大华NVR
大华NVR

  SVAC+H.264

  本次a&s《测评&选型》测试的所有产品,除了支持SVAC格式压缩算法外,还同时支持H.264等国际主流编解码压缩算法,而大华股份的DH-NVR624-128-4K网络硬盘录像机更是集大成,除前两种压缩格式外,还支持目前同样处于推广阶段的H.265编解码算法。

  从设计及应用来说,这是好事,因为支持多种视频压缩算法,使得设备既可以兼容当前以H.264为主要编解码压缩格式的系统,又可以因地制宜采用SVAC或H.265压缩方式,使得设备具有更强的适用性。

  但从SVAC的发展来说,这是SVAC在向主流市场应用妥协,这种大而全的做法,一来是要消耗设备商不少的精力于同款设备多种算法的开发,造成开发团队无法很好地聚精会神于SVAC的开发;二来,植入的内容太多,多少都会影响到设备的使用性能;三是实际应用中,项目通常都只会采用某种算法形式,从而造成 了资源浪费。好比双语教学,既有利,也有弊。

千目聚云半球
千目聚云半球

  功能

  先看摄像机的低照度表现,中星电子采用的是自主研发的大靶面传感器,星光级低照度明显,丝毫不逊于H.264算法下的效果;美电贝尔的球机在黑白模式和 彩色模式下都可实现0.06Lux的低照度表现;千目聚云半球型摄像机的切换阀值也表现良好,并与蓝色星际的鱼眼摄像机都提供了红外补光功能。从低照度的效果来说,中星电子明显占优势,其他产品与同类型非星光级产品相比,同样不落下风。不过我们也还需看到,目前SVAC产品中,支持星光级开发的仍不多。

  其次看宽动态。这几款产品中,千目聚云、中星电子都表现不错,需要特别表扬的是蓝色星际的鱼眼摄像机,其宽动态功能表现抢眼,优良程度,别说全景摄像机,就是与枪型、球型摄像机相比,也同样表现抢眼,实属难得。

  美电贝尔作为本次唯一的球机,其预置位表现同样优良,长时间检测发现,该机的预置位复位非常精确,不仔细分辨,难以判断其是否有位移偏差。

  当然,本次还检测了背光补偿、强光抑制等功能,从这几款产品的表现,无论与设备自身支持的H.264算法的效果相比,还是与同类型产品相比,都表现出了各自品牌设备商的最高水准,并没有因为采用SVAC算法而受影响。

  最后,我们来了解下a&s《测评&选型》测试的两款NVR。这两款设备均是大华股份、海康威视的最新产品,这两款产品的核心元器件的配 置及结构设计,注定它们已经不平凡,而SVAC只不过是他们支持的众多编解码压缩算法之一,因此,这两款作为各自品牌最新产品的代表,性能优越、功能丰富 自不必说,真不是一般H.264存储设备所能比拟的。

中星电子枪机
中星电子枪机

  特色

  SVC开发中,以千目聚云的多格式分辨率视频流做得最多,其提供了3种不同分辨率的视频格式,适应性更强;中星电子和美电贝尔采用相同芯片,表现一样,都是采用D1+1080P双分辨率格式。实测表明,可伸缩性编解码效果明显。

  而ROI则没有那么幸运了,除千目聚云颇为明显外,中星电子和美电贝尔的产品由于实时帧率下的最低带宽限制仅为3Mbps,效果体现得不是那么明显。

  经过对本期测试产品及测试结果的了解,大家将会对SVAC有更深的认识,“SVAC尚不成熟论”也将有进一步的改观。

  注:

  a、SVAC加密:信源端实现加密即压缩层加密,在传输及存储过程中对数据的安全性有更好的保护支持视频加密数据的传输、存储,支持用户在权限范围内对实时加密视频播放、历史加密视频回放、加密视频的存储/下载/分发/导出等操作;

  b、SVAC认证: 由符合SVAC标准的前端设备(摄像机、编码器)进行视频签名操作,支持视频签名数据的传输、存储,和验证,实现视频源的可追溯及完整性,防止数据被篡改。

  采购提醒:请认准“SVAC”标识

  虽然SVAC进展速度稍微缓慢,但市面上已经出现了虚假SVAC产品,如需购买和使用,请认准“SVAC”认证标识。

  目前,SVAC产品的测试和认证,都在公安一所执行(尚不知何时将测试权限开放给公安三所),除此之外的任何形式、任何机构的SVAC认证需谨慎。凡是 经过SVAC认证的产品,可看到产品外观有显眼的“SVAC”LOGO标识,同时可在国家安全防范检测中心官方网站 (http://www.tcspbj.com/Default.aspx)上查询到相应产品的认证信息。

  a&s《测 评&选型》并非国家检测机构,亦不是SVAC认证部门,本次测试,仅是从应用角度,给大家剖析当前市场主流的SVAC产品的性能及表现,以及给大家介绍生产SVAC产品的主流设备商都有哪些,以便大家选型。同时,本次测试的SVAC产品均是各自品牌的最新开发产品,更多详细信息,请咨询设备商了解更多情况。

 

 

来源:烟台三和网络系统有限公司
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