HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)的應(yīng)用分析

文/楊康松

近幾年，隨著高清監(jiān)控的愈發(fā)得到重視，高清攝像機(jī)的市場(chǎng)占有量在不斷攀升。在當(dāng)前蓬勃發(fā)展的高清時(shí)代，HD-SDI數(shù)字高清監(jiān)控是否能拿抓著機(jī)遇，是所有HD-SDI設(shè)備生廠商及工程商關(guān)注的問題。

HD-SDI攝像機(jī)的優(yōu)勢(shì)

網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)輸出經(jīng)過編碼后的視頻信號(hào)，其帶寬可比原始信號(hào)縮少上百倍，以適應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。但編碼網(wǎng)傳同時(shí)給網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)帶來很多缺陷，如網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、視頻丟幀、圖像失真及清晰度下降等。相對(duì)網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)，HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)有很大的技術(shù)特點(diǎn)：

圖像高清不失真。HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)為未經(jīng)過壓縮的原始視頻數(shù)字信號(hào)，所以不會(huì)因視頻編碼壓縮而產(chǎn)生視頻清晰度下降、圖像失真等問題。

傳輸不延遲。相對(duì)網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)的300ms以上的圖像延遲，HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)的圖像可接近零延遲，實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)時(shí)圖像視頻輸出；同時(shí)網(wǎng)絡(luò)視頻信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸延時(shí)會(huì)達(dá)10s甚至更大，而HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)是經(jīng)過同軸電纜或光纖傳輸,可保證傳輸不產(chǎn)生延遲。

兼容傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)。HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)視頻信號(hào)可在傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)的同軸電纜傳輸，有利原模擬標(biāo)清系統(tǒng)的高清化升級(jí)。同時(shí)HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)的使用方式和模擬攝像機(jī)也是一樣，不會(huì)增加系統(tǒng)的使用及維護(hù)成本。

安全性高。HD-SDI數(shù)字高清系統(tǒng)傳輸?shù)氖俏唇?jīng)壓縮的原始信號(hào)，其系統(tǒng)封閉性高，安全性高。

HD-SDI攝像機(jī)的解決方案

基于 HD-SDI數(shù)字高清系統(tǒng)的特征，其應(yīng)用系統(tǒng)解決方案主要有以下幾種：

全HD-SDI數(shù)字高清解決方案

全HD-SDI數(shù)字高清解決方案前端全采用HDSDI數(shù)字高清攝像機(jī)，傳輸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)由同軸電纜組成，后端由HD-SDI分配器、HD-SDI矩陣及HD-SDI DVR組成。其方案特點(diǎn)：獨(dú)立的HD-SDI數(shù)字高清系統(tǒng)，完全體現(xiàn)HD-SDI系統(tǒng)的高清無失真無延遲監(jiān)控顯示優(yōu)點(diǎn)。只適用于監(jiān)控中心集中、傳輸距離短的場(chǎng)所，如銀行營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、博物館、賭場(chǎng)等場(chǎng)所。

HD-SDI數(shù)字高清混合模擬方案

HD-SDI數(shù)字高清混合模擬方案采用重點(diǎn)區(qū)域HD-SDI數(shù)字高清采集、傳輸、實(shí)時(shí)監(jiān)控及HD-SDI DVR錄像存儲(chǔ)，其它區(qū)域傳統(tǒng)模擬標(biāo)清監(jiān)控；傳輸網(wǎng)絡(luò)由同軸電纜和光纖傳輸組成。此方案適用于已有大型模擬標(biāo)清系統(tǒng)的高清化升級(jí)，如早期建設(shè)的平安城市系統(tǒng)。

已有的大型模擬標(biāo)清系統(tǒng)監(jiān)控性能已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在的監(jiān)控要求，用戶會(huì)考慮更新?lián)Q代到高清視頻監(jiān)控。但從成本角度考慮，用戶無法全面更換，只能重點(diǎn)區(qū)域逐步更換。HD-SDI高清監(jiān)控只需要替換攝像機(jī)和DVR即可方便地完成高清視頻升級(jí)，成本上要比更換為網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和NVR并重新鋪設(shè)傳輸網(wǎng)絡(luò)要低。

HD-SDI數(shù)字高清混合IP方案

HD-SDI數(shù)字高清混合IP方案采用重點(diǎn)區(qū)域HD-SDI數(shù)字高清采集、傳輸、實(shí)時(shí)監(jiān)控，其它區(qū)域IP網(wǎng)絡(luò)高清采集、傳輸、監(jiān)控；后端HD-SDI信號(hào)經(jīng)過編碼，可與IP網(wǎng)絡(luò)高清同時(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析及調(diào)用。此方案適合于新建的大型監(jiān)控系統(tǒng)，因?yàn)椴捎萌獺D-SDI數(shù)字高清系統(tǒng)成本過高，采用IP網(wǎng)絡(luò)高清系統(tǒng)又無法滿足用戶對(duì)實(shí)時(shí)操控性的要求。

HD-SDI攝像機(jī)應(yīng)用弊端的解決

經(jīng)過近三年的發(fā)展，現(xiàn)在大家認(rèn)識(shí)到HD-SDI數(shù)字高清的優(yōu)點(diǎn)。HD-SDI數(shù)字高清系統(tǒng)的核心是高清、不失真、實(shí)時(shí)。筆者認(rèn)為要保證這三點(diǎn)特點(diǎn)要項(xiàng)目應(yīng)用時(shí)得到充分的體現(xiàn)，只有這樣，用戶才會(huì)選擇HD-SDI數(shù)字高清。在保證這些特點(diǎn)時(shí)需要重點(diǎn)解決它帶來的弊端：

HD-SDI低幀率

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，HD-SDI最大支持1080p/30fps的視頻格式，也就是說1920*1080分辨率的圖像幀率最大只有30幀，此幀率難以滿足將來視頻能分析對(duì)高清圖像的要求。對(duì)于這些問題，應(yīng)該是大家對(duì)SDI理解不夠充分。HDSDI確實(shí)只支持1080P/30fps,但3G-SDI可支持1080P/60fps,在對(duì)于幀率要求高清的區(qū)域，可以使用1080P/60fps的SDI數(shù)字高清攝像機(jī)。如高新興最新推出的GXX-SGU230K-BF 300萬像素?cái)?shù)字高清光口槍型攝像機(jī)則支持1080P/60fps和1080P/50fps的視頻格式。

同軸傳輸介質(zhì)要求和傳輸距離短

目前，HD-SDI非壓縮原始高清信號(hào)只能在75-5/128的同軸電纜傳輸100米。此問題的解決辦法，長(zhǎng)距離傳輸使用光纖傳輸，現(xiàn)在HD-SDI光端機(jī)最大可同時(shí)傳輸8路HD-SDI信號(hào)。超過100米少于200米的短距離傳輸可增加HD-SDI中斷器。同時(shí)HDcctv新標(biāo)準(zhǔn)可支持同軸電纜300米距離的傳輸。

非壓縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

HD-SDI數(shù)字高清1.485Gbps的非壓縮視頻信號(hào)怎么解決存儲(chǔ)問題？不能只看不保存?，F(xiàn)在主要的解決方法是，非壓縮視頻信號(hào)傳輸?shù)胶蠖?，?jīng)過分配器，一路顯示保證高清、不失真及實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控；別一路通過HD-SDI DVR或HD-SDI編碼器進(jìn)行編碼壓縮存儲(chǔ)。但編碼后的視頻數(shù)據(jù)與高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)基本無差異，對(duì)于事后回放存儲(chǔ)的錄像，兩者基本相同。

結(jié)合整體解決方案

目前采用HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)產(chǎn)品的都是技術(shù)性強(qiáng)的客戶，以及能否提供完整的系統(tǒng)解決方案，他們看重是的整個(gè)項(xiàng)目系統(tǒng)的最終效果。但目前HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)很少具有提供系統(tǒng)解決方案實(shí)力。這類型的企業(yè)只能向用戶演示他們攝像機(jī)的效果，缺少系統(tǒng)效果的演示，特別是與模擬系統(tǒng)及IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整合效果。

高新興等廠家的HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)、HD-SDI DVR及HD-SDI光端機(jī)等產(chǎn)品已成為2012年-2017年的廣州市社會(huì)治安與城市管理智能化視頻系統(tǒng)的適用性產(chǎn)品，標(biāo)志HD-SDI數(shù)字高清系統(tǒng)全面進(jìn)入廣州市平安城市項(xiàng)目，表示政府用戶已經(jīng)接受HD-SDI數(shù)字高清。

HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)技術(shù)發(fā)展

目前，HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)只能實(shí)現(xiàn)HD-SDI高清視頻信號(hào)和音頻信號(hào)同軸傳輸且傳輸距離短。在將來，HD-SDI的技術(shù)和功能都會(huì)得到提升和完善，HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)也應(yīng)能實(shí)現(xiàn)音頻雙向傳輸、PoC（power of cable）、長(zhǎng)距離傳輸?shù)裙δ埽@使得HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)既有高清、不失真及實(shí)時(shí)的視頻圖像特點(diǎn)，也有網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)所具有的易管理功能。

視頻智能分析是未來視頻監(jiān)控的主要發(fā)展方向，HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)能為視頻智能分析提供所需要的高清不失真圖像。但也要考慮到不同應(yīng)用環(huán)境時(shí)，視頻智能分析對(duì)圖像的要求也是不同，如高幀率、大分辨的圖像等。同時(shí)HDSDI數(shù)字高清的非壓縮視頻信號(hào)與智能分析的結(jié)合，讓智能分析能充分使用非壓縮視頻圖像的不失真效果也是廠家所要解決的問題。

結(jié)束語

隨著HD-SDI數(shù)字高清技術(shù)的發(fā)展，HDSDI高清攝像機(jī)現(xiàn)存在的缺陷都能解決，傳輸距離可達(dá)300米，支持雙向通信及語音等，這能令HD-SDI高清攝像機(jī)得到高多的使用。高新興通過HD-SDI數(shù)字高清與智能分析技術(shù)結(jié)合，使得HD-SDI數(shù)字高清的優(yōu)點(diǎn)得到充分體現(xiàn)。隨著市場(chǎng)對(duì)視頻高清化和智能化的需求不斷提高，HD-SDI數(shù)字高清必將會(huì)在高清視頻安防行業(yè)占有一席之位。