高清视讯会议与数字高清应用(三)

五、高清视讯设备的现状
    高清视讯会议的应用离不开成熟的设备，那么当前这类设备的发展水平到什么程度了呢？ 
    1、从压缩算法上讲，以H.264算法的设备成为主流，H.263和MPEG4的设备已逐渐过时，如果在设计新的方案时，还是应该考虑H.264的设备，它能在1M带宽下，保证720p质量的图像实时地传输，对VGA信号而言，能保证5~6帧/秒。这对环境的要求不算高，已经进入实用阶段。 
    从显示设备的发展而言，平板电视的普及，其接口形式包括了CVBS接口、S端口、YPbPr接口、HDMI（DVI）接口，因此从显示设备的角度上讲，已经可以满足高清（模拟高清和数字高清）的要求，但非专业的显示设备基本上都不支持SDI，因此SDI的直接应用有相当的困难，需要把SDI的信号进行转换。 
    从摄像机与视讯终端的角度上讲，当前还比较混乱，各厂家的信号接口之间有一些不同，从共性的角度上讲，视讯终端一般都会支持：CVBS接口、S端子、DVI接口、VGA接口、YPbPr接口，但有些设备支持SDI（HD-SDI）或HDMI接口，有些高清摄像机厂家支持SDI（HD-SDI），有些支持HDMI，如果仅利用自己的摄像机和自己的视讯终端配合，是能顺利完成应用的，但如果一个系统中有其它系列的摄像机和视讯终端，或有其它格式的信号源输入，那么系统兼容问题就较突出了，因此在设计一个系统时，首先要考虑各种信号的兼容问题。 
    前面我们讲过各种信号的规格与特点，下面我们简单总结一下： 
    ①SDI(HD-SDI)和HDMI转换：数字信号格式转换，没有A/D，D/A损失，数字音频同时转换(SDI没有5.1或7.1格式音频)，SDI不支持HDCP，相当于由YUV格式转成R.G.B.H.V格式，色域范围不同。 
    ②DVI与HDMI转换：在不考虑HDCP的情况下，我们认为DIV与HDMI信号是一致的，而在工业级的专业应用中，HDCP没有实际意义，大家都只是利用HDMI的接口形式，而不关心HDCP，如果真有HDCP存在的话（如碟机等）也会设法取消掉。因此我们认为HDMI与DVI是一回事，接口形式不同时，只是利用一个接口转换即可。 
    ③YPbPr与数字信号（HDMI或SDI）：YPbPr是高清的模拟信号，如果需要转换，就会增加A/D，D/A的过程，这样对信号质量本身是一种损失，同时设备的成本会增加，一般建议：如果大量存在的是模拟高清信号，那就形成一个模拟高清的系统，只是在数字高清系统与模拟信号高清系统信号共用时，再对个别信号进行转换。 
    ④CVBS与高清：CVBS是标清信号，如果要和高清信号互转，除了要有A/D，D/A过程外，还必然存在一个Scanler(分辨率转换)的过程，如果由CVBS转高清，如Video转DVI，还算是个“提升”的过程，除了有A/D，D/A的损失和Scanler的算法的损失，从图像显示效果上，还是有些提升的，但如果从DIV转Video，那就会损失严重，比当初VGA转Video还要惨，基本上不建议采用这种方式。如果考虑系统兼容， 保留标清系统部分，对极个别的信号进行转换。 
    2、传输与切换的问题 
    各个信号的传输情况，前面已经介绍过了，下面也是简单介绍一下，给出一些结论： 
    ①DVI在1600×1200时，能传5~7米，用电缆均衡器，可达到25米，用双绞线传输，可达60米，用光纤传输可达500~20千米。 
    ②SDI（HD-SDI）：SDI可达300米，HD-SDI可达100米，但应用较少。 
    ③HDMI：电缆可达15米，电缆均衡器可达40米，双绞线与光纤的情况与DVI相同，但由于HDCP的存在，要用到光/电混合缆，一般能达100米，（由于HDCP能走100米），利国的设备在    HDCP部分专门进行了处理，能达到500米。 [Page]
    ④YPbPr信号：与VGA信号极其相似(除了没有H.V信号)，因此其传输与VGA信号相同，可用电缆、双绞线、光纤传输。 
    ⑤CVBS信号：已经很成熟了，基本不用考虑。 
    矩阵切换中，CVBS信号、VGA信号已经很成熟，对DVI和HDMI信号而言，设备成本较高，能达到如32×32等，规格不会太大，这是日后要突破的方向；SDI信号只是一路串行信号，相当于DVI的1/4，其切换设备比较成熟，无奈应用较少。
六、比较合理的方案实例 
    标清视讯系统进行升级改造，增加一些高清设备形成高清视讯功能，但考虑到原标清视讯系统不可能全面升级，若要将原有系统拆除，重新设计，成本太高，施工的工作量非常大，不现实。必须要和原系统兼容，比较经济的方案是增加必需的设备，必须保留的(由于传输链路和设备的限制)部分，仍按照原系统工作，新增的高清系统按照数字高清系统设计，只是在两套系统交互时，将需要交换的信息进行信号格式转换，进入对方的系统。原来的系统中主要是AV、VGA 信号，设备有标清的摄像头和DVD及计算机等，更换一个高清与标清兼容并同时输出的摄像头，取其标清信号与DVD的视频信号分别进入到AV矩阵，由AV矩阵输出的信号分别给大屏及图像处理器和视讯终端进入系统的上/下行；计算机输出的信号经过VGA矩阵后一部分也进入大屏和处理器，并通过视讯终端传输传送到各分会场，完成其标清系统的部分。 
    现增加几台高清摄像头。高清视讯视频会议终端、高清投影机和DVD等以及HDMI矩阵，高清和标清图像转换器等若干传输设备。方案的构想是高清信号经过HDMI矩阵，一部分通过高清视讯系统进入已连通高清视讯的分会场，一部分利用高清标清互转设备实现与原有标清系统相互兼容，进入原有的系统，另外一部分直接进入显示系统（大屏处理器或大屏）。
具体的步骤是： 
    1.将高清摄像头的SDI输出信号转成HDMI信号，再进入HDMI 矩阵，同时将摄像头的标清信号接入AV矩阵，进入原标清视讯系统(有些品牌的高清摄像头输出时，要么是SDI要么是CVBS，只能选其一，而不能同时使用，最好不要选这种头)。 
    2.将高清会议终端输出的数字信号传输到HDMI 矩阵，同时再将该矩阵的一路传输回会议终端，进入高清的上/下行。 
    3.高清DVD的HDMI信号直接进入 HDMI 矩阵 ，标清信号接入AV矩阵。 
    4.将矩阵输出选几路传输到大屏处理器，选择几路分别接入高清投影机。 
    5.将系统中原有的AV矩阵的输出选择一路标清信号经过video到HDMI的转换转成HDMI信号进入HDMI矩阵。同时从HDMI矩阵输出中选择一路高清信号通过HDMI到video的转换成video进入 AV矩阵，以实现高清信号和标清信号的交换，兼容此方案即可以保留原有系统，又能达到数字化高清画质与原系统实现互动，新增加的高清部分从系统框图上讲，与原系统一致，只是考虑到数字信号本身的特点，在切换、传输、转换上增加了一些难度，从信号上讲，利用摄像机和碟机的标清与高清同时输出的特点，将相同的内容直接进入各自的系统，省去了许多的转换，仅取极个别的特殊信号进行转换，新升级这部分相对来说要求较低，易于维护，成本与相应模拟方案并无实质性差别，优势明显。