深入剖析SVAC標準

2015年06月14日

SVAC從提出至今,已經歷整整7年。在這過程中,SVAC遇到了各種制定及推廣難題,截至2014年年初,起色仍不明顯,安防產業的主流編解碼技術仍是H.264,并向著H.265方向發展。不過2014年之后,SVAC的支持力度突然大增,同時產業對SVAC的推動力度也越來越大,究其背后,正是 “國家信息安全”在推動。

  斯諾登事件的爆發,直接粉碎了“我們是安全的”的幻想,信息安全瞬間提升**度。首先,中國要保證自身信息不被國外所竊取;其次則是加強內部安防防范管理,防止因內部造成的信息外泄。

我們來說說SVAC編解碼標準的優勢

  經a&s長期觀察發現,雖然SVAC在過去7年進展緩慢,但隨著2014年以廣東為代表的省份開始作為試點強推SVAC,給SVAC的蛻變帶來了無限發展空間。截至2014年,中國大陸已出現了兩個省級SVAC試點單位:廣東、山西,另外也有不少的市級單位,如廣州、茂名、太原、資陽、大同、保定、邯鄲、郴州等。

  SVAC即《安全防范監控數字視音頻編解碼技術要求》,英文名為Technical Specification of Surveillance Video and Audio Coding(簡稱SVAC),國標編號為GB/T 25724-2010。這是一部由中國政府主導、產學研單位聯合共同推出的一部編解碼協議標準。其推出,有著深厚的背景需求,從算法層面來說,無論是主流的H.264還是M-JPEG,都是面向廣播電視和大眾娛樂等專業領域的編解碼技術,無一是針對安防所開發,對視頻監控存在較大的不適應性,《安全防范監控數字視音頻編譯碼技術要求》專門針對安防監控領域應用的特殊性,如:視頻圖像的實時傳輸性、全天候24h監控環境的適應性、場景視音頻信息的忠實還原性等要求而制定,而現有算法存在:

  ·對全天候、各種復雜拍攝環境下的現場還原性不佳;

  ·在壓縮編碼效率和聲音、圖像質量之間的平衡不理想;

  ·沒有考慮對智能分析和機器識別的支持;

  ·缺少對監控專用信息(如絕對時間、智能分析結果等)的支持;

  ·對視音頻內容的真實性、完整性和安全性保護不足。

 

  下面,我們先來了解SVAC作為一部專門針對安防視頻監控而開發的編解碼標準所具備的優勢:

  ·支持高精度視頻數據,在高動態范圍場景提供更多圖像細節,減少編解碼環節的圖像信息損失;

  ·采用幀內4×4預測與變換、上下文自適應二進制算術編碼(CABAC)等技術提高編碼效率,在獲得更好圖像質量的同時也能獲得更高的編碼效率;

  ·支持感興趣區域(ROI)變質量編碼,在網絡帶寬存儲空間有限的情況下,提供更符合監控需要的高質量視頻編碼;

  ·支持可伸縮視頻編碼(SVC),滿足不同傳輸網絡帶寬和數據存儲環境的需求;

  ·支持代數碼書激勵線性預測(ACELP)和變換音頻編碼(TAC)切換的雙核音頻編碼,保證對語音和環境(背景)聲音均有較好的編碼效果;

  ·支持聲音識別特征參數編碼,避免編碼失真對語音識別和聲紋識別的影響;

  ·支持監控專用信息(絕對時間、智能分析結果、報警信息),便于視音頻內容的有效管理和綜合利用;

  ·支持加密和認證,保證監控數據的保密性、真實性和完整性。

  注:

  a、SVAC加密:信源端實現加密即壓縮層加密,在傳輸及存儲過程中對數據的安全性有更好的保護支持視頻加密數據的傳輸、存儲,支持用戶在權限范圍內對實時加密視頻播放、歷史加密視頻回放、加密視頻的存儲/下載/分發/導出等操作;

  b、SVAC認證: 由符合SVAC標準的前端設備(攝像機、編碼器)進行視頻簽名操作,支持視頻簽名數據的傳輸、存儲,和驗證,實現視頻源的可追溯及完整性,防止數據被篡改。

  目前,傳統的編解碼標準主要是國際標準H.264,SVAC國家標準屬于后起之秀,是根據視頻監控需求制定及推出的,符合國內視頻監控應用需要,具有我國自主知識產權的音視頻編解碼標準。編解碼的實現是依靠半導體芯片技術,它具有硬變硬解的能力,通過芯片編碼、解碼,來提高產品的性價比。編解碼最重要的就是算法,而SVAC的專利就是它擁有自己獨立的算法。

  SVAC強調碼流的可靠性,如果一個碼流可信度不強,那它做的再小也沒有價值。所以只有可靠、可信的碼流,才能把它作為法律依據。在編解碼的世界里,誰可以對碼流合理的管理,使系統得到更好的運用,價值才能更好的體現出來,這就是SVAC的優勢。任何編解碼的發展方向都是為了增加編碼的效率,以及碼流的可信程度和管理模式?尚懦潭仁谴a流傳輸后的真實性。管理模式是允許指定的操作人員可以進行觀看、錄像、備份。國內推出的SVAC標準可以解決這些問題。公安部的認證系統可以驗證,符合SVAC標準的視頻碼流是否被篡改過。目前H.264標準還是編解碼的主流,而傳統的視頻碼流也可以通過專業編輯、剪輯來修改視頻內容,但是隨著SVAC標準的發布及推廣,廠家也陸續推出完整的SVAC設備產品。SVAC從提出至今,已經歷整整7年。在這過程中,SVAC遇到了各種制定及推廣難題,截至2014年年初,起色仍不明顯,安防產業的主流編解碼技術仍是H.264,并向著H.265方向發展。不過2014年之后,SVAC的支持力度突然大增,同時產業對SVAC的推動力度也越來越大,究其背后,正是 “國家信息安全”在推動。

  斯諾登事件的爆發,直接粉碎了“我們是安全的”的幻想,信息安全瞬間提升**度。首先,中國要保證自身信息不被國外所竊取;其次則是加強內部安防防范管理,防止因內部造成的信息外泄。

我們來說說SVAC編解碼標準的優勢

  經a&s長期觀察發現,雖然SVAC在過去7年進展緩慢,但隨著2014年以廣東為代表的省份開始作為試點強推SVAC,給SVAC的蛻變帶來了無限發展空間。截至2014年,中國大陸已出現了兩個省級SVAC試點單位:廣東、山西,另外也有不少的市級單位,如廣州、茂名、太原、資陽、大同、保定、邯鄲、郴州等。

  SVAC即《安全防范監控數字視音頻編解碼技術要求》,英文名為Technical Specification of Surveillance Video and Audio Coding(簡稱SVAC),國標編號為GB/T 25724-2010。這是一部由中國政府主導、產學研單位聯合共同推出的一部編解碼協議標準。其推出,有著深厚的背景需求,從算法層面來說,無論是主流的H.264還是M-JPEG,都是面向廣播電視和大眾娛樂等專業領域的編解碼技術,無一是針對安防所開發,對視頻監控存在較大的不適應性,《安全防范監控數字視音頻編譯碼技術要求》專門針對安防監控領域應用的特殊性,如:視頻圖像的實時傳輸性、全天候24h監控環境的適應性、場景視音頻信息的忠實還原性等要求而制定,而現有算法存在:

  ·對全天候、各種復雜拍攝環境下的現場還原性不佳;

  ·在壓縮編碼效率和聲音、圖像質量之間的平衡不理想;

  ·沒有考慮對智能分析和機器識別的支持;

  ·缺少對監控專用信息(如絕對時間、智能分析結果等)的支持;

  ·對視音頻內容的真實性、完整性和安全性保護不足。

 

  下面,我們先來了解SVAC作為一部專門針對安防視頻監控而開發的編解碼標準所具備的優勢:

  ·支持高精度視頻數據,在高動態范圍場景提供更多圖像細節,減少編解碼環節的圖像信息損失;

  ·采用幀內4×4預測與變換、上下文自適應二進制算術編碼(CABAC)等技術提高編碼效率,在獲得更好圖像質量的同時也能獲得更高的編碼效率;

  ·支持感興趣區域(ROI)變質量編碼,在網絡帶寬存儲空間有限的情況下,提供更符合監控需要的高質量視頻編碼;

  ·支持可伸縮視頻編碼(SVC),滿足不同傳輸網絡帶寬和數據存儲環境的需求;

  ·支持代數碼書激勵線性預測(ACELP)和變換音頻編碼(TAC)切換的雙核音頻編碼,保證對語音和環境(背景)聲音均有較好的編碼效果;

  ·支持聲音識別特征參數編碼,避免編碼失真對語音識別和聲紋識別的影響;

  ·支持監控專用信息(絕對時間、智能分析結果、報警信息),便于視音頻內容的有效管理和綜合利用;

  ·支持加密和認證,保證監控數據的保密性、真實性和完整性。

  注:

  a、SVAC加密:信源端實現加密即壓縮層加密,在傳輸及存儲過程中對數據的安全性有更好的保護支持視頻加密數據的傳輸、存儲,支持用戶在權限范圍內對實時加密視頻播放、歷史加密視頻回放、加密視頻的存儲/下載/分發/導出等操作;

  b、SVAC認證: 由符合SVAC標準的前端設備(攝像機、編碼器)進行視頻簽名操作,支持視頻簽名數據的傳輸、存儲,和驗證,實現視頻源的可追溯及完整性,防止數據被篡改。

  目前,傳統的編解碼標準主要是國際標準H.264,SVAC國家標準屬于后起之秀,是根據視頻監控需求制定及推出的,符合國內視頻監控應用需要,具有我國自主知識產權的音視頻編解碼標準。編解碼的實現是依靠半導體芯片技術,它具有硬變硬解的能力,通過芯片編碼、解碼,來提高產品的性價比。編解碼最重要的就是算法,而SVAC的專利就是它擁有自己獨立的算法。

  SVAC強調碼流的可靠性,如果一個碼流可信度不強,那它做的再小也沒有價值。所以只有可靠、可信的碼流,才能把它作為法律依據。在編解碼的世界里,誰可以對碼流合理的管理,使系統得到更好的運用,價值才能更好的體現出來,這就是SVAC的優勢。任何編解碼的發展方向都是為了增加編碼的效率,以及碼流的可信程度和管理模式?尚懦潭仁谴a流傳輸后的真實性。管理模式是允許指定的操作人員可以進行觀看、錄像、備份。國內推出的SVAC標準可以解決這些問題。公安部的認證系統可以驗證,符合SVAC標準的視頻碼流是否被篡改過。目前H.264標準還是編解碼的主流,而傳統的視頻碼流也可以通過專業編輯、剪輯來修改視頻內容,但是隨著SVAC標準的發布及推廣,廠家也陸續推出完整的SVAC設備產品。

江湖傳言,采用SVAC標準的圖像畫質不見得比H.264差,甚至是不相伯仲;但更多的人認為SVAC注重的是安全,畫質方面,較H.264仍有一段差距。

  那么,真實情況究竟如何?業內早有資深人士認證:采用SVAC壓縮算法所得的圖像,如果被拍攝物體的輪廓與逐行掃描方向一致時,畫質效果與H.264無 差異;但當被拍攝物體的輪廓與掃描方向成任意傾斜角度時,則物體邊緣圖像常會有“齒輪”的不良狀況出現。而碼流方面,江湖同樣傳言,同等視頻參數 下,SVAC與H.264基本一致。究竟真實效果如何?a&s本期即通過實測來為大家一一解答。

SVAC PK H.264的江湖傳言

  芯片仍是公關要點

  本次一共測試了6款SVAC產品,有中星電子的STAR-2000S(A)槍式攝像機、千目聚云的KV-IPC5020DI半球型攝像機、美電貝爾的B L- E900PCB-SX20-20球型攝像機、?低暤腄S-A82024D網絡硬盤錄像機(CVR)、大華股份的DH-NVR624-128-4K網絡 硬盤錄像機,另有藍色星際的BSR-IPH520-IW魚眼攝像機。所有攝像機均支持200萬像素分辨率,其中,由于藍色星際的產品歸屬本期的“全景攝像 機”專題,本文不做重點介紹。

  符合SVAC需求的芯片并不多,目前只有中星電子針對SVAC開發了專門的芯片,其他芯片廠家尚未就 SVAC專門開發;同時,市面上適用于SVAC應用的攝像機芯片也不多,據權威人士介紹,非SVAC芯片中,TI的DM6467T是對SVAC編解碼效率 最佳的一款,不過,該芯片仍無法滿足SVAC各項應用的開發需求。

  本次a&s《測評&選型》所測試的4款SVAC攝像機中,中星電子和美電貝爾的產品所選用的芯片均是來自中星電子的國產芯片,而千目聚云和藍色星際則選用的是第三方產品。

  而大華股份和?低暤膬煽詈诵募塏VR,采用的均是核心級服務器主板和高性能處理芯片,同樣不是專門針對SVAC的專用產品,而是針對SVAC所做的開發應用。

  在此,需要特別提及的是,中星電子的STAR-2000S(A)攝像機,除了芯片外,其選用的傳感器,同樣是他們自主開發的1/1.2"大靶面星光級CMOS。

  對于芯片,國家已經在大范圍尋找好用、實用的芯片產品,除了中星微所開發的SVAC芯片、國際主流的各類型芯片外,同樣就SVAC芯片的開發積極與芯片 廠家配合研發。目前,針對SVAC的需求,國家就芯片的精度,較當前國際上眾多的產品提升了不少,海思作為H.265芯片開發的領先企業,也在與國家相關部門就SVAC的研發積極配合中。

  結構設計:較H.264基本無變化

  結構設計上觀察本次a&s《測評&選型》測試的6款支持SVAC算法的設備,由于中星電子采用的是自主開發的芯片,為加快散熱,其塊頭稍大,不過與中星電子的同類型H.264算法的產品,結構設計一致。其余的幾款產品,較主流的同類型產品來說,非但不落下風,反而在結構的緊湊型方面更占優勢。

  在網絡化推動下,近幾年,各家的安防產品都在結構上做了很多改善,而本次檢測的產品雖然采用的是SVAC算法,但直接采用了如今 各設備商的最新產品結構設計及風格,因此,從外觀上,無法比較出SVAC產品與H.264算法產品的區別來,比如自適應網絡接口、SD卡存儲等設計以及其 它輔助接口,都如出一轍。對攝像機而言,SVAC產品多不支持PoE供電,或許這是最大的差別;若論精巧,美電貝爾的球機、千目聚云的半球型攝像機、藍色星際的全景攝像機,均較各自品牌以往同類型產品有不錯的提高。

  在此需要特別說明的是,大華股份和?低曁峁┙oa&s《測 評&選型》的兩款NVR,結構方面較以往產品有很大提升,如硬盤插槽的增加(均為24個)、模塊化插拔設計、多冗余設計等,而產品的硬盤指示燈、 設備狀態指示燈、便于外接設備的USB接口等也是頗為齊全,更為難得的是,這兩款產品的長度,均較過去的4U機型有大幅度縮減,與傳統的2U型NVR長度 差不多。結構方面改進很大,同時這也是這兩個廠家最新服務器型NVR的標配機架規格。

  畫質呈現:SVAC與H.264無差異

  首先看清晰度。中星電子的這款產品,雖然核心部件采用的都是自主開發的產品,但清晰度表現優良,SVAC+1080P@25fps/4Mbps限制下, 該機水平、垂直清晰度均達到1100TVL,邊緣清晰度亦有900TVL;經檢驗還得知,該機在SVAC和H.264壓縮下,所得的清晰度一致。該清晰度 表現,較目前采用H.264壓縮格式所獲得的最佳清晰度效果,相差無幾。千目聚云的半球攝像機,雖然受鏡頭影響,但中心清晰度也有約為900線表現;藍色 星際的產品為200萬魚眼攝像機,其清晰度表現同樣達到了當前200萬攝像機的表現水準。

  從a&s《測評&選型》測試 效果看,同一款攝像機,采用SVAC算法所得的效果,與采用H.264所得的效果一致;同時,相同參數下,本次測試的產品在SVAC下所得的清晰度表現, 與當前市面上主流的產品相比較,亦未落下風,甚至要優于不少同類型產品的清晰度表現。

  其次看色彩還原效果。同款攝像機,在SVAC和 H.264算法下,色彩還原效果差不多,并無明顯差異;不過整體來說,這幾款攝像機的色彩還原效果,較專門采用H.264算法的攝像機來說,色彩還原尚有可提升空間,這主要是算法優化的問題,還需廠家做優化,與芯片的處理性能反而沒有那么大的關系。

  接著是灰階。實測發現,采用SVAC算法的攝像機(魚眼攝像機除外),其灰階基本都有19-20級的表現,這在H.264下,普遍為17-18級,達到19級的并不多。從灰階來看,SVAC算法攝像機所得的灰階效果,要優于H.264。

  而?低暫痛笕A股份的兩款NVR,在SVAC算法下,對視頻源的以上畫質性能檢測,從還原效果看,與視頻源是一致的,實測未見明顯差異。

  本次還就實景進行了測試。前文有介紹到江湖對SVAC和H.264的比較,傳言SVAC壓縮格式下,圖像會有鋸齒。本次a&s《測評& 選型》實測發現,面對錯綜復雜的實景,SVAC壓縮格式下,未見明顯的鋸齒情況出現,且畫面的效果與H.264一般無二。

  網絡控制:整體為H.264占優

  首先是碼流控制。先來看本次a&s《測評&選型》測試的三款攝像機,實測千目聚云在SVAC格式下碼流為4.2~4.3Mbps,而 H.264格式下碼流為4.3~4.4Mbps;中星電子平均碼流為4.7Mbps;美電貝爾碼流在3.0-5.7Mbps之間規律波動,平均碼流約為 4.3Mbps。實測以千目聚云的碼流控制表現最佳,同款設備,SVAC要優于H.264的表現;若將這幾款產品的效果與同類型設備相比較,千目聚云設備 與主流H.264產品的表現差不多;后兩者則較H.264還有提升空間。

  再看延遲控制情況。美電貝爾的球機延時在實測中可低至 270ms;中星電子的槍機平均延遲為356ms,最佳可做到287ms;千目聚云半球實測三次結果分別為234ms、250ms、265ms。從結果 看,這三款產品的延遲表現,以千目聚云的延遲最為接近H.264壓縮算法的上佳延遲表現。

  本次是行業第三方(a&s《測 評&選型》)對SVAC產品的首次測評,從整體的網絡控制性能表現,我們可以知道,目前SVAC的網絡控制性能雖然還有可提升空間;但較4年前 H.264格式下1080P的效果表現來說,SVAC的第一次露面,真可謂是清水出芙蓉,其表現較H.264的1080P第一次露面,表現要好上許多倍。 只要這些廠家能對SVAC算法繼續優化,趕超H.264目前的水平不成問題。由于目前的SVAC設備均是依據SVAC 1.0版本做的,因此,本次不與H.265壓縮格式下的網絡控制表現進行比較。

  而在存儲端,經檢測,?低暤腟VAC網絡控制性能與H.264表現一致;需要特別提及的是,大華股份的NVR,在延遲和碼流控制方面,SVAC的表現要優于H.264的表現。

  SVAC+H.264:無奈的妥協

  本次a&s《測評&選型》測試的所有產品,除了支持SVAC格式壓縮算法外,還同時支持H.264等國際主流編解碼壓縮算法,而大華股份的DH-NVR624-128-4K網絡硬盤錄像機更是集大成,除前兩種壓縮格式外,還支持目前同樣處于推廣階段的H.265編解碼算法。

  從設計及應用來說,這是好事,因為支持多種視頻壓縮算法,使得設備既可以兼容當前以H.264為主要編解碼壓縮格式的系統,又可以因地制宜采用SVAC或H.265壓縮方式,使得設備具有更強的適用性。

  但從SVAC的發展來說,這是SVAC在向主流市場應用妥協,這種大而全的做法,一來是要消耗設備商不少的精力于同款設備多種算法的開發,造成開發團隊無法很好地聚精會神于SVAC的開發;二來,植入的內容太多,多少都會影響到設備的使用性能;三是實際應用中,項目通常都只會采用某種算法形式,從而造成 了資源浪費。好比雙語教學,既有利,也有弊。

  功能:延續原有產品功能

  不同的廠家,對產品的定位不同,所開發的產品功能也不同。

  先看攝像機的低照度表現,中星電子采用的是自主研發的大靶面傳感器,星光級低照度明顯,絲毫不遜于H.264算法下的效果;美電貝爾的球機在黑白模式和 彩色模式下都可實現0.06Lux的低照度表現;千目聚云半球型攝像機的切換閥值也表現良好,并與藍色星際的魚眼攝像機都提供了紅外補光功能。從低照度的效果來說,中星電子明顯占優勢,其他產品與同類型非星光級產品相比,同樣不落下風。不過我們也還需看到,目前SVAC產品中,支持星光級開發的仍不多。

  其次看寬動態。這幾款產品中,千目聚云、中星電子都表現不錯,需要特別表揚的是藍色星際的魚眼攝像機,其寬動態功能表現搶眼,優良程度,別說全景攝像機,就是與槍型、球型攝像機相比,也同樣表現搶眼,實屬難得。

  美電貝爾作為本次唯一的球機,其預置位表現同樣優良,長時間檢測發現,該機的預置位復位非常精確,不仔細分辨,難以判斷其是否有位移偏差。

  當然,本次還檢測了背光補償、強光抑制等功能,從這幾款產品的表現,無論與設備自身支持的H.264算法的效果相比,還是與同類型產品相比,都表現出了各自品牌設備商的最高水準,并沒有因為采用SVAC算法而受影響。

  最后,我們來了解下a&s《測評&選型》測試的兩款NVR。這兩款設備均是大華股份、?低暤淖钚庐a品,這兩款產品的核心元器件的配 置及結構設計,注定它們已經不平凡,而SVAC只不過是他們支持的眾多編解碼壓縮算法之一,因此,這兩款作為各自品牌最新產品的代表,性能優越、功能豐富 自不必說,真不是一般H.264存儲設備所能比擬的。

  特色:高效+安全,還是安全

  SVAC的特色,前面有提及,如SVC、ROI、加密與認證、視頻監控專用信息等,本次重點檢測SVC、ROI、加密與認證三項。

  SVC開發中,以千目聚云的多格式分辨率視頻流做得最多,其提供了3種不同分辨率的視頻格式,適應性更強;中星電子和美電貝爾采用相同芯片,表現一樣,都是采用D1+1080P雙分辨率格式。實測表明,可伸縮性編解碼效果明顯。

  而ROI則沒有那么幸運了,除千目聚云頗為明顯外,中星電子和美電貝爾的產品由于實時幀率下的最低帶寬限制僅為3Mbps,效果體現得不是那么明顯。

  本次a&s《測評&選型》測試,均發現SVAC產品的菜單設置較H.264多了加密與認證的選項,從前端到后端均有加密和解密的認證,對加密與認證,在千目聚云的測試報告中有詳細介紹,在此不作贅述。

  敗筆:兼容性仍需努力

  經過a&s《測評&選型》本次對6款不同類型、不同品牌的SVAC產品檢測之后發現,SVAC的技術成熟度超出了同行對SVAC的原有 印象,無論是清晰度等畫質表現、低照度等應用功能,還是存儲設備的視頻還原及存儲能力,均與當前H.264的正常水平不相上下,甚至部分功能要比 H.264功能要強;當然,碼流等網絡控制性能整體要遜于H.264算法設備。

  但最不能讓人放心的是SVAC的兼容性。SVAC與 GB/T 28181標準是相互配套的,據稱,凡是采用SVAC標準的設備,都完全遵循GB/T 28181接口標準;換句更易于理解的話說就是,凡是SVAC算法攝像機,都會像模擬攝像機那樣,不同品牌的前端和后端即插即用,不存在兼容性問題?墒 現實真的很殘酷,夢并非都是那么完美。本次實測發現,SVAC算法產品可實現的功能很多,不少還很優秀,唯獨兼容性方面一塌糊涂,即不同品牌間的前端與后 端難以實現兼容,即便有GB/T 28181標準打底,但仍猶如相隔萬里般,彼此老死不相往來。SVAC的首次亮相,如此的兼容性表現,雖然糟糕,但與2010年左右H.264算法產品的 兼容性表現差不多。這也說明,即便有GB/T 28181標準打底,即便有GB/T 28181標準的升級版20131104-Q-312(即《安全防范視頻監控聯網信息安全技術要求》)在背后撐腰,不同品牌間不做互聯互通開發,產品的兼容性將只是空談。

自SVAC在安防這個舞臺閃亮登場,江湖就有傳言,SVAC的功力尚未修煉完成,且江湖經驗不足,怕是在實戰中吃虧;但也有不少人贊其英雄出少年,后生 可畏,很好很獨特。究竟真實情況如何?本期a&s安防知識網擺擂臺,讓SVAC告訴我們,它是已臻化境還是大器晚成?

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  SVAC,即《安全防范監控數字視音頻編解碼技術標準》,2008年7月,SVAC標準編制工作組正式成立,至2011年5月1日正式實施。但從 2011年至2013年,進展緩慢;不過,隨著2014年廣東作為SVAC第一個強制示范省開始,SVAC正式從理論、標準進入應用領域。

  對SVAC,業內人士既熟悉,又陌生。從計劃SVAC標準編制工作至今,已超過7年。在這個過程中,每年都或多或少流出關于SVAC的最新信息,在一次 次的熱盼中,SVAC總猶抱琵琶半遮面,似乎越來越近,卻又捉摸不透。至今,尚有人不理解為何要強推SVAC,SVAC的優勢是什么?

  本期,a&s《測評&選型》即通過產品測試的形式,給大家帶來幾款SVAC產品,讓大家一睹SVAC的風采,同時,也讓大家了解SVAC 的發展進度、技術成熟度,同時,也借此測試及產品推薦機會,讓對SVAC關心的同行、用戶,對符合國家視頻監控信息安全標準的產品,有更多的了解和選用參考。

  SVAC,重點是編解碼壓縮標準,因此,對碼流、延遲這兩項功能為必測項目,并檢驗同一設備在SVAC算法與H.264算法下的差 異表現。其次是畫質檢測,如清晰度、色彩還原、灰階、動態畫面等,也需比較SVAC算法與H.264算法下的差異。接著是常規功能的檢測,如寬動態、強光抑制、低照度、背光補償、3D降噪等,這些功能主要是檢測設備商對應用開發的成熟度,因此不對不同算法的比對測試。不過,針對SVAC標準,其對安防監控 的深化及要求,是需要重點檢驗的部分,如攝像機的SVC、ROI功能,SVAC系統的信息加密安全等。

  由于本次是就采用了SVAC編解碼壓縮算法的產品的檢測,因此其所涵蓋的產品將包括槍式攝像機、球型攝像機、全景攝像機等前端監控設備,當然也會包括網絡硬盤錄像機等SVAC存儲設備以及其它SVAC類型產品。由此,不同的設備類型,其測試項目也會不一樣。從測試的重點來說,SVAC的特點是必不可少的測試項目;并就SVAC算法與H.264算法下的表現進行比對行檢測。然后再根據測試產品的類型及功能特點進行檢驗,對常規的應用或功能來說,主要是檢驗設備商對SVAC產品的開發是 否如H.264般成熟。經過系統性檢測后,即可判斷該設備商對該產品的開發成熟度、SVAC算法的成熟度以及SVAC實用性發展程度如何。

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?低昇VR(CVR)

  芯片

  本次一共測試了6款SVAC產品,有中星電子的STAR-2000S(A)槍式攝像機、千目聚云的KV-IPC5020DI半球型攝像機、美電貝爾的B L- E900PCB-SX20-20球型攝像機、?低暤腄S-A82024D網絡硬盤錄像機(CVR)、大華股份的DH-NVR624-128-4K網絡 硬盤錄像機,另有藍色星際的BSR-IPH520-IW魚眼攝像機。所有攝像機均支持200萬像素分辨率,其中,由于藍色星際的產品歸屬本期的“全景攝像 機”專題,本文不做重點介紹。

  符合SVAC需求的芯片并不多,目前只有中星電子針對SVAC開發了專門的芯片,其他芯片廠家尚未就 SVAC專門開發;同時,市面上適用于SVAC應用的攝像機芯片也不多,據權威人士介紹,非SVAC芯片中,TI的DM6467T是對SVAC編解碼效率 最佳的一款,不過,該芯片仍無法滿足SVAC各項應用的開發需求。

  本次a&s《測評&選型》所測試的4款SVAC攝像機中,中星電子和美電貝爾的產品所選用的芯片均是來自中星電子的國產芯片,而千目聚云和藍色星際則選用的是第三方產品。

  而大華股份和?低暤膬煽詈诵募塏VR,采用的均是核心級服務器主板和高性能處理芯片,同樣不是專門針對SVAC的專用產品,而是針對SVAC所做的開發應用。

  在此,需要特別提及的是,中星電子的STAR-2000S(A)攝像機,除了芯片外,其選用的傳感器,同樣是他們自主開發的1/1.2"大靶面星光級CMOS。

  對于芯片,國家已經在大范圍尋找好用、實用的芯片產品,除了中星微所開發的SVAC芯片、國際主流的各類型芯片外,同樣就SVAC芯片的開發積極與芯片 廠家配合研發。目前,針對SVAC的需求,國家就芯片的精度,較當前國際上眾多的產品提升了不少,海思作為H.265芯片開發的領先企業,也在與國家相關部門就SVAC的研發積極配合中。

美電貝爾球機
美電貝爾球機

  結構設計

  結構設計上觀察本次a&s《測評&選型》測試的6款支持SVAC算法的設備,由于中星電子采用的是自主開發的芯片,為加快散熱,其塊頭稍大,不過與中星電子的同類型H.264算法的產品,結構設計一致。其余的幾款產品,較主流的同類型產品來說,非但不落下風,反而在結構的緊湊型方面更占優勢。

  在網絡化推動下,近幾年,各家的安防產品都在結構上做了很多改善,而本次檢測的產品雖然采用的是SVAC算法,但直接采用了如今 各設備商的最新產品結構設計及風格,因此,從外觀上,無法比較出SVAC產品與H.264算法產品的區別來,比如自適應網絡接口、SD卡存儲等設計以及其 它輔助接口,都如出一轍。對攝像機而言,SVAC產品多不支持PoE供電,或許這是最大的差別;若論精巧,美電貝爾的球機、千目聚云的半球型攝像機、藍色星際的全景攝像機,均較各自品牌以往同類型產品有不錯的提高。

  在此需要特別說明的是,大華股份和?低曁峁┙oa&s《測 評&選型》的兩款NVR,結構方面較以往產品有很大提升,如硬盤插槽的增加(均為24個)、模塊化插拔設計、多冗余設計等,而產品的硬盤指示燈、設備狀態指示燈、便于外接設備的USB接口等也是頗為齊全,更為難得的是,這兩款產品的長度,均較過去的4U機型有大幅度縮減,與傳統的2U型NVR長度差不多。結構方面改進很大,同時這也是這兩個廠家最新服務器型NVR的標配機架規格。

  畫質呈現

  首先看清晰度。中星電子的這款產品,雖然核心部件采用的都是自主開發的產品,但清晰度表現優良,SVAC+1080P@25fps/4Mbps限制下, 該機水平、垂直清晰度均達到1100TVL,邊緣清晰度亦有900TVL;經檢驗還得知,該機在SVAC和H.264壓縮下,所得的清晰度一致。該清晰度 表現,較目前采用H.264壓縮格式所獲得的最佳清晰度效果,相差無幾。千目聚云的半球攝像機,雖然受鏡頭影響,但中心清晰度也有約為900線表現;藍色 星際的產品為200萬魚眼攝像機,其清晰度表現同樣達到了當前200萬攝像機的表現水準。

  從a&s《測評&選型》測試效果看,同一款攝像機,采用SVAC算法所得的效果,與采用H.264所得的效果一致;同時,相同參數下,本次測試的產品在SVAC下所得的清晰度表現, 與當前市面上主流的產品相比較,亦未落下風,甚至要優于不少同類型產品的清晰度表現。

  其次看色彩還原效果。同款攝像機,在SVAC和 H.264算法下,色彩還原效果差不多,并無明顯差異;不過整體來說,這幾款攝像機的色彩還原效果,較專門采用H.264算法的攝像機來說,色彩還原尚有可提升空間,這主要是算法優化的問題,還需廠家做優化,與芯片的處理性能反而沒有那么大的關系。

  接著是灰階。實測發現,采用SVAC算法的攝像機(魚眼攝像機除外),其灰階基本都有19-20級的表現,這在H.264下,普遍為17-18級,達到19級的并不多。從灰階來看,SVAC算法攝像機所得的灰階效果,要優于H.264。

  而?低暫痛笕A股份的兩款NVR,在SVAC算法下,對視頻源的以上畫質性能檢測,從還原效果看,與視頻源是一致的,實測未見明顯差異。

  本次還就實景進行了測試。前文有介紹到江湖對SVAC和H.264的比較,傳言SVAC壓縮格式下,圖像會有鋸齒。本次a&s《測評& 選型》實測發現,面對錯綜復雜的實景,SVAC壓縮格式下,未見明顯的鋸齒情況出現,且畫面的效果與H.264一般無二。

藍色星際魚眼全景攝像機
藍色星際魚眼全景攝像機

  網絡控制

  首先是碼流控制。先來看本次a&s《測評&選型》測試的三款攝像機,實測千目聚云在SVAC格式下碼流為4.2~4.3Mbps,而 H.264格式下碼流為4.3~4.4Mbps;中星電子平均碼流為4.7Mbps;美電貝爾碼流在3.0-5.7Mbps之間規律波動,平均碼流約為 4.3Mbps。實測以千目聚云的碼流控制表現最佳,同款設備,SVAC要優于H.264的表現;若將這幾款產品的效果與同類型設備相比較,千目聚云設備 與主流H.264產品的表現差不多;后兩者則較H.264還有提升空間。

  再看延遲控制情況。美電貝爾的球機延時在實測中可低至 270ms;中星電子的槍機平均延遲為356ms,最佳可做到287ms;千目聚云半球實測三次結果分別為234ms、250ms、265ms。從結果 看,這三款產品的延遲表現,以千目聚云的延遲最為接近H.264壓縮算法的上佳延遲表現。

  本次是行業第三方(a&s《測評&選型》)對SVAC產品的首次測評,從整體的網絡控制性能表現,我們可以知道,目前SVAC的網絡控制性能雖然還有可提升空間;但較4年前 H.264格式下1080P的效果表現來說,SVAC的第一次露面,真可謂是清水出芙蓉,其表現較H.264的1080P第一次露面,表現要好上許多倍。 只要這些廠家能對SVAC算法繼續優化,趕超H.264目前的水平不成問題。由于目前的SVAC設備均是依據SVAC 1.0版本做的,因此,本次不與H.265壓縮格式下的網絡控制表現進行比較。

  而在存儲端,經檢測,?低暤腟VAC網絡控制性能與H.264表現一致;需要特別提及的是,大華股份的NVR,在延遲和碼流控制方面,SVAC的表現要優于H.264的表現。

大華NVR
大華NVR

  SVAC+H.264

  本次a&s《測評&選型》測試的所有產品,除了支持SVAC格式壓縮算法外,還同時支持H.264等國際主流編解碼壓縮算法,而大華股份的DH-NVR624-128-4K網絡硬盤錄像機更是集大成,除前兩種壓縮格式外,還支持目前同樣處于推廣階段的H.265編解碼算法。

  從設計及應用來說,這是好事,因為支持多種視頻壓縮算法,使得設備既可以兼容當前以H.264為主要編解碼壓縮格式的系統,又可以因地制宜采用SVAC或H.265壓縮方式,使得設備具有更強的適用性。

  但從SVAC的發展來說,這是SVAC在向主流市場應用妥協,這種大而全的做法,一來是要消耗設備商不少的精力于同款設備多種算法的開發,造成開發團隊無法很好地聚精會神于SVAC的開發;二來,植入的內容太多,多少都會影響到設備的使用性能;三是實際應用中,項目通常都只會采用某種算法形式,從而造成 了資源浪費。好比雙語教學,既有利,也有弊。

千目聚云半球
千目聚云半球

  功能

  先看攝像機的低照度表現,中星電子采用的是自主研發的大靶面傳感器,星光級低照度明顯,絲毫不遜于H.264算法下的效果;美電貝爾的球機在黑白模式和 彩色模式下都可實現0.06Lux的低照度表現;千目聚云半球型攝像機的切換閥值也表現良好,并與藍色星際的魚眼攝像機都提供了紅外補光功能。從低照度的效果來說,中星電子明顯占優勢,其他產品與同類型非星光級產品相比,同樣不落下風。不過我們也還需看到,目前SVAC產品中,支持星光級開發的仍不多。

  其次看寬動態。這幾款產品中,千目聚云、中星電子都表現不錯,需要特別表揚的是藍色星際的魚眼攝像機,其寬動態功能表現搶眼,優良程度,別說全景攝像機,就是與槍型、球型攝像機相比,也同樣表現搶眼,實屬難得。

  美電貝爾作為本次唯一的球機,其預置位表現同樣優良,長時間檢測發現,該機的預置位復位非常精確,不仔細分辨,難以判斷其是否有位移偏差。

  當然,本次還檢測了背光補償、強光抑制等功能,從這幾款產品的表現,無論與設備自身支持的H.264算法的效果相比,還是與同類型產品相比,都表現出了各自品牌設備商的最高水準,并沒有因為采用SVAC算法而受影響。

  最后,我們來了解下a&s《測評&選型》測試的兩款NVR。這兩款設備均是大華股份、?低暤淖钚庐a品,這兩款產品的核心元器件的配 置及結構設計,注定它們已經不平凡,而SVAC只不過是他們支持的眾多編解碼壓縮算法之一,因此,這兩款作為各自品牌最新產品的代表,性能優越、功能豐富 自不必說,真不是一般H.264存儲設備所能比擬的。

中星電子槍機
中星電子槍機

  特色

  SVC開發中,以千目聚云的多格式分辨率視頻流做得最多,其提供了3種不同分辨率的視頻格式,適應性更強;中星電子和美電貝爾采用相同芯片,表現一樣,都是采用D1+1080P雙分辨率格式。實測表明,可伸縮性編解碼效果明顯。

  而ROI則沒有那么幸運了,除千目聚云頗為明顯外,中星電子和美電貝爾的產品由于實時幀率下的最低帶寬限制僅為3Mbps,效果體現得不是那么明顯。

  經過對本期測試產品及測試結果的了解,大家將會對SVAC有更深的認識,“SVAC尚不成熟論”也將有進一步的改觀。

  注:

  a、SVAC加密:信源端實現加密即壓縮層加密,在傳輸及存儲過程中對數據的安全性有更好的保護支持視頻加密數據的傳輸、存儲,支持用戶在權限范圍內對實時加密視頻播放、歷史加密視頻回放、加密視頻的存儲/下載/分發/導出等操作;

  b、SVAC認證: 由符合SVAC標準的前端設備(攝像機、編碼器)進行視頻簽名操作,支持視頻簽名數據的傳輸、存儲,和驗證,實現視頻源的可追溯及完整性,防止數據被篡改。

  采購提醒:請認準“SVAC”標識

  雖然SVAC進展速度稍微緩慢,但市面上已經出現了虛假SVAC產品,如需購買和使用,請認準“SVAC”認證標識。

  目前,SVAC產品的測試和認證,都在公安一所執行(尚不知何時將測試權限開放給公安三所),除此之外的任何形式、任何機構的SVAC認證需謹慎。凡是 經過SVAC認證的產品,可看到產品外觀有顯眼的“SVAC”LOGO標識,同時可在國家安全防范檢測中心官方網站 (http://www.tcspbj.com/Default.aspx)上查詢到相應產品的認證信息。

  a&s《測 評&選型》并非國家檢測機構,亦不是SVAC認證部門,本次測試,僅是從應用角度,給大家剖析當前市場主流的SVAC產品的性能及表現,以及給大家介紹生產SVAC產品的主流設備商都有哪些,以便大家選型。同時,本次測試的SVAC產品均是各自品牌的最新開發產品,更多詳細信息,請咨詢設備商了解更多情況。

 

 

來源:煙臺三和網絡系統有限公司
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