科普来了！切换台到底延迟多少，看看中帝威怎么解释?

什么是设备的视频延迟？

   视频延迟是指视频输入到视频输出的间隔时间。

为什么有视频延迟？

   任何视频处理器，均需要时间来处理视频，因此总有延迟。

什么是视频0延迟？

   视频0延迟不是一点延迟都没有，只是延迟相当小，小到人的视觉没办法分辨。因为人的眼睛反应一幅图像需要时间，速度太快，人眼是没办法反应过来。最早的电影每秒播放24幅画面，再进行遮挡，人的眼睛感觉画面是很流畅的。

在视频处理过程中，总会存在延迟，到底延迟多少呢？下面以导播切换台为例进行说明。

   导播切换台通常分为专业级及非专业级，不同类型的切换台延迟是不一样的。

专业级的切换台，基本可以做到0延迟，但对信号要求太高：

   1.必需是同步信号输入到切换台，即所有信号必需同步

   2.所有输入的信号分辨率及帧率必需相同

   以上2个条件必需同时满足，否则是做不到0延迟。因为所有信号都同步好了，帧率也是一样的，切换输出时只需在特定行开始将信号切出就可以了。感觉是不是很简单？其实不是，要将信号的分辨率统一很容易，但要将所有的信号同步就不容易了，专业设备可以加同步线来完成，但非专业设备就麻烦了，只能外加帧同步机来实现。一方面帧同步机价格高，另一方面，帧同步机自身也存在延迟，实际效果也打了折扣。

非专业级的切换台，基本都存在延迟，但延迟多少？不同厂商延迟不一样。

 1.双刃剑指标：低延迟 VS 高兼容

   为什么说是双刃剑？因为延迟与兼容性是矛盾的，信号兼容性好延迟通常高，延迟低，信号相容性可能变差。一般人可能理解不了，只能举例说明：

    你有一台老的摄像机是标清的，新购了一台高清摄像机，同时还想用电脑来叠加字幕，还有一个无线信号传回来，共4个信号，需要进入切换台。

首先我告诉你，专业级的切换台肯定是不能直接用的。

部分非专业的也用不了，因为混了4种信号

能用的切换台，通常都延迟较大，后面会介绍原因

如果将上面的设备换一下，改为：4台同样的高清摄像机或4台同样的无线设备，适当调整设备参数，延迟相对就小很多。也就是说，如果你想相容更多的设备及更多的信号种类，延迟相对较大，如果你想延迟少，只能相容少量的设备。

2.延迟产生的原因分析

视频的上/下变换、帧率变换、隔行/逐行变换及视频同步处理均需要缓存, 缓存就是将视频暂时存起来，根据需要再取出来用，一存一取，肯定是需要时间的，这个时间就是延迟的时间。

3.视频延迟的计算方式

  准确计算视频的延迟是很复杂的，上面也提到，延迟时间与你相容的信号有关，不管你是否明白，下面的一些概念及计算方式还是要写出来。

概念一，”场”和”帧”

   视频”场”，通常指隔行信号(I)，一般描述为”奇场” 及“偶场”，隔行信号2场=1帧

   对于逐行信号(P),只有帧，没有场的概念

概念二，”场频”和”帧率”及所需时间

   ”场频”指每秒钟有多少场信号,一场的时间为场频的倒数

“帧率”指每秒钟有多少帧信号,一帧的时间为帧率的倒数

以上概念明白吗？不明白举例说明常用信号

PAL/576I50,这个指信号是隔行的，每秒钟50场，相当于25帧,每场时间为20ms

1080I60，这个指信号是隔行的，每秒钟60场，相当于30帧,每场时间为16.7ms

1080P50，这个指信号是逐行的，每秒钟50帧,每帧时间为20ms

概念三，隔行转逐行(De-interlace)

  即:将隔行的信号变为逐行的信号，隔行的信号是显像管时代的产物，因为显像管必需隔行扫描。LCD的原理只支持逐行扫描，因此需要将隔行信号变为逐行信号。1080分辨时为了兼容老设备保留了隔行信号，未来的4K级产品，再也找不到隔行(I)信号。

概念四，上/下变换(Scaling Up/Scaling Down)

  将低分辨率变为高分辨率，称为上变换。将高分辨率变为低分辨率，称为下变换。

  如：576I50变为1080I50输出为上变换，反之为下变换

概念五，视频同步

  是指将2个不同帧率的视频变为相同帧率的视频

  如，某视频的帧率为50HZ,输出为60HZ,则必需将50HZ的信号同步到60HZ

有了上面的概念，我们来计算一些常用的时间

A.隔行转逐行

       576I50转1080P50,约40ms

B.视频同步

       1080P30转1080P60,约33ms

   4.视频延迟精确计算

     通常来讲，如果信号相容性要好，必需支持复杂的视频格式，必需具备上面提到的隔行转逐行、上/下变换、视频同步等功能，为了实现这些功能，一般是按”帧”的概念来处理。通常的处理方式为：

   缓存1帧，处理1帧，输出1帧

   因此，延迟的最大时间在3帧左右

对于输出帧，因为要同步，输出位置不确定，因此，实际延迟为2帧多，约2.5帧

   还是举例说明：

1. 输入1080P25HZ输出1080P50HZ,这是一个上变换的应用

      缓存1帧时间:40ms, 处理1帧时间:40ms, 输出1帧时间:20ms，总延迟0.1秒左右

2. 输入1080I50HZ输出1080P50HZ, 这是一个隔行转逐行的应用

      缓存1帧时间:40ms, 处理1帧时间:40ms, 输出1帧时间:20ms，总延迟0.1秒左右

3. 输入1080P60HZ输出1080P50HZ, 这是一个下变换输出的应用

      缓存1帧时间:16ms, 处理1帧时间:16ms, 输出1帧时间:20ms，总延迟0.05秒左右

    从上可以看出，上变换及隔行转逐行延迟最大，0.1秒钟时间，一般人的眼睛都能分辨出来。但如果输入输出设定较好，延迟可以大幅降低。

说了这么多，结论原来这么简单,为什么不只告诉我结果就可以了呢？

其实我也只是想告诉你结果,只是你听了以后可能并不相信，所以就将原理描述出来，说不定对你有一些帮助。

当然，如果你希望延迟更少，可以牺牲一些相容性，我们可以将一些处理环节去掉，延迟会更小。但我们还是希望相容性好一些，牺牲一点点时间。如果你有不同的想法，也希望给我们留言，你的意见我们会去内部讨论的。

谢谢你的关注！

问:用过你们一些SDI产品，我们也在向客户推广SDI的应用。在一个技术问题想问一下，SDI到底是数字信号还是模拟信号?网上查到的结果都不一样，你们专业一点，帮我解释一下。
答:的确，这个问题有不少技术人员与我们讨论过。
　定义一个信号有多种方式。信号通常分为物理层及链路层。
　大部分的信号，从物理层上讲，是模拟信号，从链路层传送的内容来讲，是数字信号。
　SDI信号也一样，物理层可以理解为一个高速高增益的运放。但传送的内容是0101这样的数字信号。
   其它的常信号，如：网络信号，USB信号，HDMI信号等均与SDI信号差不多，只是工作在不同速度而已。

问:我们是做印刷设备的，现在我们已更新到高清视频采集。
    我们有一个应用，就是将SDI摄像机采集到的视频信号进行统计，特别是亮度统计现来供我们分析，有没有解决办法?
答:如果你仅是对亮度进行统计，最简单的方法就是将视频生成亮度直方图。
     直方图可以叠加在原视频上，也可以用视频商品单独输出。
     我公司有相关的应用案例供你参考。

问:之前我们从你们公司购买过几款小盒子的SDI转换器，功用及技术指标能达到我们的需求。
     这次来展会与你们讨论一下我们的应用需求，看看你们有什么解决方案。
    我们主要是做视频教育的，电脑，采集卡，播放器，投影机等，信号接口复杂，有时需要移动设备，连接线不要松动，传输距离30米到50米左右。信号路数在8路左右就可以了。能做到信号交换，多窗口显示，网络传送等。

答:的确，相比于标清的CVBS信号，高清信号接口类型较多，你可以选择多接口处理器来完成，但如果信号种类及通道数不确定的情况下，有点难选设备。如果是这种情况，通常我们建议你以某一类信号为中间信号，其它信号均向这一中间信号转变换。这个主要是以你什么信号接口多一些为主来选，也可以某类信号方便处理为准。如：
    你可以选HDMI为主信号，其它的VGA，DVI，CVBS等信号均可以转为HDMI来处理
     如果你要考虑到传输距离，布线方便，我们建议你采用SDI信号为中间信号，因为：
    1.SDI是一个行业标准，公开透明
    2.SDI可以远距离传输
    3.SDI布线方便，线的长度可以任意选择，BNC头便于现场施工
    4.SDI多画面显示设备容易实现
　 5.SDI矩阵交换可实现更多的路数。

　如何将其它信号转为SDI呢？
   如果信号接口多样化，且呈分布式结构，则用小盒子将其它信号(VGA，DVI，CVBS等)转为SDI，再用同轴电缆传回
　如果信号接口比较集中，可以采用机架式集中转换器，将所有信号转为某一特定信号，如SDI等。
    这样，你后端只需对SDI信号进行视频处理就可以了

问:我们有一个项目正在规划，所有视频接口均采用光纤传输，需要一台矩阵也是纯光信号的，进入光矩阵的信号约80路，输出需要130路左右，你们有这方面的产品或全套解决方案吗？之前有没有成功案例？
答:中帝威专注于高清视频产品，特别是串行数字高清。光信号其实也可应用于串行数字信号的传送。因此，你的需求完全可以用我们的方案解决。
    1.我们的SDI产品在行业客户中一直保持优先使用。因为我们多年来一直专注于SDI技术及相关产品，性能较为稳定。
      你的所有视频接口可以考虑完全转为SDI信号，再转为光信号进行矩阵交换，再将SDI转为你所需的信号。
    2.除SDI信号外，我公司有自己的私有串行协议，你也可以采用这种方式。即：
      你的所有视频接口可以考虑完全转为中帝威私有串行协议，再转为光信号进行矩阵交换，再转为你所需的信号。
    3.在上2种方式，我们最大的交换层可支持到500路以上，因此，完全可以满足你的容量需求。
    4.我公司的数字光交换及视频串行处理在多个行业中成功应用，展会结束后可以提供部分方案供你参考

问:我们今天在整个展会初步看了一下，不少厂商展出了4K产品。在监控领域，4K的产品是一个概念还是未来的方向？

答:4K肯定是未来的一个发展方向，但需要多少时间才能大量应用真还不好说。
     对于一个系统项目，我们将这个项目分为几段：视频采集，视频传输，视频交换，视频存储及视频显示。
     视频采集目前用4K实时传送的还不多，主要是1080P的画质已能满足应用，另一方面就是现在的4K产品价格太高。
     视频传输4K信号，这个不难，最多也是上升设备成本
     视频交换，如果采用H.26X等压缩流，之前的设备基本不用更换。如果是实时4K视频，因为码流高，难度还是相当大的。
     视频存储，如果采用H.26X等压缩流，可以用之前的设备，最多是增加容量
     视频显示，如果单纯显示一个HDMI2.0的4K，目前已相当成熟。 但如果要显示其它接口信号，多画面显示或拼接显示等，目前还有难度，因为：
         1.目前能支持4K的常用信号是HDMI，DP及SDI，这些都是纯数字信号，而监控因为成本的关系，大多采用模拟信号。模拟信号很难实现4K。
         2.拼接屏大多是1080P的，4K相当少
         3.多画面处理4K需要大容量的存储器及高速视频处理器
     对于4K信号，我们首先做的是显示部分，这次我们也展出了4K级多画面显示器。
     相对于1080P的显示器，4K显示器能在同样清晰度时显示更多的画面，缩小安装空间的同时，也降低了应用成本。 

问:本届展会上,SDI产品越来越少，但你们公司还专注于SDI产品上，未来SDI产品在安防中主要用在什么领域?
答:中帝威多年来一直专注于SDI技术及相关产品，安防只是SDI的应用之一。
     SDI有其自身的优势：一方面是实时，另一方面是画质好，再有就是标准开放，相容性好。
     随着行业客户多样化需求，在中高端的监控应用中，SDI的优势较为明显。
      SDI相对于监控级的其它产品，造成本高,与之配套设备也偏贵。
      因此，SDI不适合做一些低端的项目。适用于实时性要求高的中高端监控项目。

问:我们有一个特殊需求,在输入的多路视频中选择一路有信号的输出.如:我有3路视频输入,只要3路中有一路信号有效,则将这个信号输出?请问你们是否有这样的设备,是什么型号?
答:你所说的功能我们定义为视频自动切换器,关于视频自动切换器:
     多路视频输入信号按优先等级在有信号时自动切换.
     优先等级是防止多个信号同时在输入端有效.
     我们的PD系列及CX3系列均有对应的产品