模拟数字转换器的应用

模拟数字转换器对于目前的音乐复制技术至关重要。由于大多数音乐都在计算机上制作，当模拟信号被录制，就需要一个模拟数字转换器来创建脉冲编码调制（PCM）数据流，并可以以数字音乐格式刻录在CD上。
在音乐制作中使用的模拟数字转换器可以以最高192千赫兹的频率进行采样。高带宽净空允许使用更便宜、更快的反锯齿滤波器。过密采样的支持者强调，这样更浅的反锯齿滤波器对声音品质可以产生更少的负面效应，因为它们具有更舒缓的斜率。其他的一些人则完全支持使用无滤波器的模拟数字转换器，称使用反锯齿滤波器比转换前使用砖墙式滤波器对音质产生更小的损坏。有大量文献讨论了此类问题，不过商业考虑才是最有影响的。大多数高质量录音棚以24位/192-1764千赫兹脉冲编码调制或DSD来录制音乐，然后向下采样或有损压缩以进行红皮书CD的441千赫兹[13]，或针对广播电视应用的48千赫兹。 在模拟信号需要以数字形式处理、存储或传输时，模拟数字转换器几乎必不可少。例如，快速视频模拟数字转换器在电视调谐卡中得到了应用。8,10,12或16位的慢速在片（On-chip）模拟数字转换器在单片机里十分普遍。速度很高的模拟数字转换器在数字示波器里是必需的，另外在软件无线电里也很关键。

1、模拟摄像头可以使用带有BNC接口的模拟网络混合型硬盘录像机来接入网络录像机。不需要转换器。接入方法：使有通轴电缆把摄像头与硬盘录像机直接对接。
2、整个视频监控系统分为前端视频采集设备、中端传输处理设备及后端显示查看设备。我们所说的模拟摄像机就属于前端视频采集设备，模拟摄像机输出的是模拟视频信号，通过编码器可以将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，进而将其储存在计算机里。模拟摄像机捕捉到的视频信号必须经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后才可以转换到计算机上运用。在视频监控系统中，摄像头是最前端、最基础、投资数量最大的一个产品，也是最关键设备，它负责对监视区域进行摄像并转换成电信号，再进一步用于传输，其质量直接影响视频监控系统的整体应用，同时还关系到工程造价。

[摘 要]：文章结合临泉电视台硬盘播出系统的数字化、网络化技术改造,实现制作播出存储一体网络的事例,阐述了全数字硬盘播出系统的升级对提高电视台节目生产效率及播出指标的重要意义
[关键词]：数字播出系统 升级 要求
临泉县广播电视台现有两个频道的模拟硬盘播出系统需进行全数字播出升级改造。现阶段无线发射是模拟信号，有线传输是数字信号，临泉台的信号在无线和有线同步传输，中一和安徽卫视信号源是模拟信号。根据我台实际，现做以下改造技术方案：
一、播出视频服务器升级改造部分。
1、采用国产服务器，单台服务器通道数必须达到1-5个通道，以保证后期我台节目的扩展。为了确保播出的指标，要求各投标方提供进口解码卡，服务器整机需提供国家广电总局检测报告。
2、我台现有2个频道播出系统，考虑到系统需求，采用视频服务器用于主备镜像播出。用于主备镜像的播出服务器的播出通道和硬盘阵列都必须保证镜像热备份。
3、根据我台现有播出频道数量，考虑到将来可方便增加频道与扩充系统，要求采用分布式、网络化异地上载多通道硬盘播出系统。
4、视频服务器的编解码压缩方式为MPEGII，支持基于IBBP帧方式的长GOP。支持4:2:0及4:2:2数字视频采样，压缩码率可调。视频服务器所有编解码通道输入、输出信号均为带嵌入音频的SDI信号方式。
5、视频服务器在硬件上需保证节目上载和播放达到零帧精度，同时能确保对短于5秒或接近5秒的各个节目连续播放时，不出现静帧或停顿等异常现象。
6、视频服务器关键部件应当采用冗余技术，包括主机、电源、风扇、硬盘等，关键部件（包括电源、硬盘、风扇等）均可带电热插拔，以方便维护，确保播出系统在正常运行时没有单一崩溃点。
7、要求具有尽可能高的系统带宽与存储带宽，以满足整个硬盘播出系统对带宽的要求。
8、要求服务器 *** 作简单方便，监控界面简单明了；同时提供完善的图形化监控界面及远程调试接口，方便系统监控与维护。
二、网络设备
系统采用1000M以太网结构；非编系统、视频服务器、控制工作站、上载工作站、编单审片工作站等设备之间全部采用以太网连接，从而保证整个系统的数字化传输和资源共享。必须充分考虑到网络的安全性措施；要考虑到网络带宽的合理分配，既要确保网络数据传输的通畅，又要考虑网络资源的合理利用。
三 播出工作站及控制系统
1、播出控制工作站采用2个频道循环备份播出方式。任意工作站在故障情况下，备机能够实时接替主机工作，对播出无任何影响。能通过RS422或RS232串行接口实现对视频服务器、切换开关、录像机、键混器和字幕机等设备的控制。
2、必须保证控制系统的完全备份，不得存在单一崩溃点，不得存在控制延时。
3、尽量减少控制系统的中间环节，保证控制系统的简洁，减少故障因素,要求串口点对点控制，不建议使用IP转串口的方式。
四、周边设备要求
周边设备技术指标必须达到国家广电总局相关标准。要求采用专业产品，设备技术成熟、应用广泛、指标高、稳定性好，有大量的应用实例，维修、维护方便，具有良好的售后服务。主要周边使用模块化设备，模块有较高的集成度，须具备同一机箱多种模块混插功能，所有设备满足220V供电，有良好的散热防尘功能。
1、三个播出频道SDI切换器及应急切换器：系统采用16X2 SDI播出切换器，切换器要求具备静音切换功能( 嵌入音频）,带均衡和时钟恢复，双RS232控制口，防止切换卡擦声；所使用的播出频道切换器必须具有切换锁定功能，防止误 *** 作；必须具备断电直通功能。要求切换器具有双串口控制，保证播出的安全性。每个频道都要求使用主备双切换器，主备切换器进自动3选1切换，可实现自动互备功能，选用的3选1应急切换器必须具备断电直通功能。
2、数字时基技术要求：每个频道均需配置数字时基；要求：10bit、135MHz,采用／4:2:2数字格式处理／具备掉电直通功能，支持嵌入音频，
3、数字键混技术要求：每个频道均需配置数字键混合放大器，要求：支持嵌入音频，2路数字键混，PST、PGM模拟监视,双RS232遥控接口，支持掉电直通功能。
4、音频均衡处理器：每个频道配置一台数字音频处理器，要求：嵌入音频SDI输入输出 ，音频自动限幅 ，提供模拟监看监听，断电直通功能 ，使得满足整个频道的音频符合同一标准要求。
5、SDI数字视频分配板，SDI一分八。
6、SDI解嵌+D/A设备：数字信号转模拟信号，用于末级输出和数字信号电视墙的监看。
7、A/D+嵌入设备：模拟信号转数字信号，外来中央一套、安徽卫视两套主备模拟信号转数字后进播出切换器。
8、模拟分配，根据投标厂家方案要求足量配置。
9、数字模块设备机箱： 数字模块设备机箱要求双电源，可直接上标准19英寸机架,与周边模块设备同一品牌。
10、数字字幕台标机要求 （2台，其中1台作为2个频道字幕的备份）：具备网络字幕功能，字幕及台标的播出受控自动播出控制软件，字幕台标机应有广播级通道指标，采用全数字4：2：2信号处理方法，同屏支持多种字体，每种字的字体、字号、颜色、加边、倾斜、字间距可以分别定义。滚动方向可选，显示位置和窗口大小可调、可对窗口进行修饰。滚动速度及次数可调。可给滚动内容设置不同颜色的背景。滚动内容可实时修改。同屏支持多个不同方向的滚动文件。滚动的同时可出字幕。同屏应支持多个局部动画和32bit满屏动画播出，支持动画文件播出，动画播放位置可调整，时间和次数可选。在播动画的同时不影响其他 *** 作，如：出字幕、滚动、调图等。
11、系统应充分考虑配置，GPS授时，5寸时钟、同步信号发生器等设备。
12、为了确保外来素材的交换安全及实现全台播出、制作、新闻和广告的联网安全，构成网络化、智能化的数字硬盘播控系统，系统要求配置一台IP硬件防火墙，用于制作网和播出网之间素材隔离确保播出安全，一台USB硬件防火墙，用于隔离各种外来移动硬盘的病毒。
六、技术标准
技术标准直接影响播出系统及全台网络的连接和质量，因此要采用国际通行的技术标准，系统总体要求达到广播级甲级标准，同时满足以下标准：
《4：2：2数字分量图像信号的接口》GB/T 17953-2000
《数字分量演播室接口中的附属数据信号格式》GY/T 160-2000
《数字电视附属数据空间内数字音频和辅助数据的传输规范》 GY/T 161-2000
《演播室串行数字光纤传输系统》GY/T 164-2000
《电视中心播控系统数字播出通路技术指标和测量方法》GY/T 165-2000
《数字分量演播室的同步基准信号》GY/T 167-2000
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-92
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T 50311-2000
《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T 50312-2000
《出入口控制系统技术要求》GA/T 394-2002
《中华人民共和国公共安全行业标准》GA 38-92
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB 50198-94
《工业电视系统工程设计规范》 GBJ 115-87
《彩色电视图像质量主观评估方法》 GB 7401-87
《彩色电视图像传输标准》 GB 1583-79
《有线电视系统工程技术规范》 GB 50200-94
《有线电视广播系统技术规范》 GY/T 106-92
《30MHZ-1GHz声音和电视信号的电缆分配系统》 GB 6510-96
《有线电视系统测量方法》 GY/T 121-1995

虽然在监控系统的构建中，需求仍然是我们的首要参考方向。但是，随着网络监控功能上的日益完善，以及在发展前景上，网络与模拟距离也开始日益拉大，越来越多的模拟用户已经开始急于向着网络监控的道路上靠拢。 其实，对于监控设备由模拟向网络的转变并非不可实现，毕竟对于网络设备来说，它的应用前景，以及在未来技术成熟之后应用的便利性上，都是模拟监控所难以匹敌的。不过，由于巨大的工程开销，以及要面临一个长久的适应过程，因此，对于模拟转网络这样的工作需求来说，必然要做好更加细致的准备才能保证它在需求上的切实实现，同时又使我们的投入降到最低。 经济的转变模式：共存模式实现过渡 这两年，视频监控的发展速度似乎用迅速已经难以形容。而对于我们的选择来说，需求俨然已经成为最重要的参考方向之一。在我们的大部分应用中，高清往往是需求网络监控的重要因素。在很多的重点场所，高清高分辨率的监控摄像机都是相关地带必不可少的东西。不过，由于并非所有的场所都需求高清。 因此，对于由模拟监控向网络设备过渡的需求来说，我们可以在摄像的前端，采用数字编码器将画面从模拟信号转换为数字信号来传输并且存储。而当模拟设备逐渐淘汰时，我们便可以借助网络技防设备来实现对模拟设备的管控。或者，我们也可以通过VNS软件与模拟控制终端结合的方式，来实现网络与模拟设备的共存。 当然，这两种的控制特性也会有着明显的不同，这些我们将在后面的内容中继续介绍。 传输线缆简化交融 除了终端以外，传输线缆也是我们所要关注的重要考验之一。在模拟摄像机和网络摄像机的传输应用上，二者的传输介质的使用还是有着明显的差别的，而在这种过渡工程的应用中，避免由于介质差异造成的信号困扰无疑是考验工程搭配方式的重要因素。因此，在类似的系统构建中，我们往往使用光纤作为模网混合的通讯传输介质。这样既可以避免设备在多种的介质中传输受到不同线路质量的影响，同时光纤也可以借助其更高的传输环境带来一个更加兼容的传输效果。 另外，在实现了网络化的演变以后，整个管理系统覆盖下的网络压力也会骤然增大，而相应的网络环境能否承担起安防监控的应用需求，或者应用的压缩标准能否将通讯码流控制在可接受的范围之内，都是我们需要考虑的方面。 存储思路求转变 长久以来，每每我们提起高清高清带给我们的种种便利时，自然也会在很多时候提到高清监控对于存储的巨大压力。而这对于模拟向网络过渡的混合型系统时，自然这种矛盾也就显得更加的突出。 不过，对于这样的存储问题，我们不妨采用前端存储的模式，既能在一定程度上缓解后端设备的处理压力，同时又能够提升信息的安全系数。以免在设备遭遇断电、或者与后端的联系出现意外时，可以保全信息的安全。 除了信息的前后存储以外，对于设备在故障时能否实现快速反馈，或者设备存储的识别和兼容性，以及在更大存储压力下，我们的存储容量时间等等，也都是系统加入新成分之后所不可忽视的方面。 系统融合涉及广泛 在前面的文章中，我们提到了信号转换与VMS控制应用上的不同。虽然二者在模网混合的实践中，都有着相对不错的工作状态，但是它们的成本却有着明显的差异。 对于通过转码实现模网融合的设备来说，虽然这种工作的方式可能看起来会使这种转变的过程更加平稳，不过在成本的投入上则会付出更多的资金。而对于后者来说，作为一种尚在尝试的应用模式，它的系统构建却要更简单于前者。 如今，安防设施已经渗透到社会生活的方方面面，守护人们生活的同时，其科学性、易用性的需求日益提高。监控系统及时报警、视频信息快速处理是监控设备使用者非常关心的问题，智能视频分析功能应运而生。 智能视频分析应用现状 当前，智能视频分析技术越来越受到安防界的重视，不少项目已经开始应用智能视频分析功能。智能视频分析主要涉及哪些领域？有哪些设备呢？ 目前市场上存在的设备种类多样，主要分为嵌入式视频分析产品与纯软件视频分析产品两大类。嵌入式视频分析产品的主要表现形式有智能摄像机、智能DVR等，其一般应用在监控系统的前端，分布式的处理方式具有占用带宽小，不受传输影响的优点，缺陷是往往只能针对特定的一路或者几路进行分析，对视频分析技术的算法与前端设备性能有较大的依赖。这一类的产品主要应用在一些重点的行业，例如军队、金融、教育、小区等，企业在销售模式上主要以产品形式为主导。纯软件视频分析产品主要运行于普通PC或服务器上，形成智能视频分析服务器，相比嵌入式，这种方式能处理更多路数的视频和实现更为强大的功能，却也不可避免的存在占用带宽大的缺点，对服务器性能要求较高。这一类的产品应用相对广泛，平安城市是其应用的重要体现，企业在销售模式上主要以分析模块与解决方案为主导。 当前智能视频分析可以分为模式识别和行为分析技术。模式识别技术包含：人脸检测、人脸比对、车牌识别、烟火识别检测等；行为分析包含：越线、进入、离开、丢失、遗留物、人群聚集、滑倒等。智能分析最核心的是视频算法，目前算法的体现形式包括了集成到硬件和纯软件方式提供，效果基本相同。设备类型主要包含嵌入式的智能分析和纯软件智能分析。睿捷RVS平台对两类视频分析系统都可进行支持。两类智能分析优缺点如表1。 当前智能视频分析技术主要包括：行为分析、视频识别技术、生物识别领域的视频分析应用、机器视觉方面应用。目前，这几种技术都比较常用，尤其是行为分析和生物识别技术已经得到了广泛的应用。 按照算法层面的差异性，智能视频分析相关技术可分为周界防范、行为识别、面部识别、车牌识别、技术统计、密度分析、画质分析等等。相关设备主要以三种形态为主，第一种，也是最常用的嵌入式前端分析设备；第二种，PC式后端分析设备；第三种，以灵动处理器为核心开发的PC式前端分析设备。目前，最为稳定也是最常用的是第一种，即嵌入式前端分析设备，其特点是布点灵活、稳定，易于管理和维护。上海卓扬智能视频分析相关案例主要包括教育行业、金融、监所、文博等，并以行业细分出很多具体的与智能相关的功能。除了周界以外还包括粘贴、尾随、非正常人脸、剧烈动作、虚拟墙、偷盗检测等。 智能视频分析系统的组网与管理 目前有智能视频分析功能的视频监控系统的组网结构如何？当系统中有多个摄像机时，如何才能对众多视频信息进行科学的管理？如何能对前端摄像机回传的视频分析结果进行科学管理？ 智能视频分析本身适用于多级联网的集中监控管理结构，也能够适应模拟视频或者数字视频输入，可以同视频监控管理平台无缝对接，返回数据或者报警信息，使视频监控系统得到更为有效的使用。在具体的组网结构方面，根据所采用的设备种类不同，组网结构可进行灵活调整。 目前智能分析架构分为模拟系统和网络系统。模拟系统是模拟设备的模拟信号连入智能分析编码器，然后再把信号传输到后端。数字系统则通过NVR把视频流推送给智能分析软件，智能分析软件再返回结果给NVR。面对海量的视频，用户关注的并不是视频本身，而是从视频中提取出来的有效信息。

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