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张新房的博客 - 新型智慧城市

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HD-SDI 高清数字分量串行接口  

2014-08-13 22:08:52|  分类: 视频监控系统 |  标签: |举报 |字号 订阅

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SDI(serial digital interface)是"数字分量串行接口"。那么HD-SDI就是高清数字分量串行接口。HD-SDI是实时无压缩的高清广电级摄像机,是安防监控领域的又一科技进步,为监控中心提供高清晰的图像来源的设备。

1 市场背景

随着社会经济的快速进步与发展 ,人民生活水平不断提高,视频监控系统也越来越广泛的应用在我们的生产生活中,但是传统监控摄像机的清晰度低、观察范围不够大、观察范围内目标不够清楚,在拍摄记录和压缩传输等方面都存在一些问题,给治安监控、调查取证等工作带来一定的困难。

另外,当前“平安城市”项目进展如火如荼,它对监控系统的要求已经不再仅仅是“看到”,而是要“看清”,实时的看。标清系统或者更早的模拟系统所能提供的画面清晰度,已经成为系统升级的瓶颈,特别是智能交通的电子警察,违章车辆跟踪和车牌识别,更是要求前端实时图像高清化,否则智能分析将无从下手。

HD-SDI高清摄像机,是基于SMPTE(电影与电视工程师协会)串行链路标准,通过75欧姆同轴电缆来传输未压缩的数字视频的一种高清实时摄像机。

SDI接口简单可分为SD-SDI(270Mbps,SMPTE259M),HD-SDI(1.485Gbps,SMPTE292M),3G-SDI(2.97Gbps,SMPTE424M)。

基于SDI接口的高清视频系统具有以下优点,如高清图像无延迟实时传输,高清图像无损失不失真。所提供的未压缩高清图像是智能监控所需的最佳图像来源。另外,SDI接口即使外延也不会带来网络外延问题,中心系统与前端系统是完全隔离的,不可能经过SDI接口产生网络入侵,安全性较网络系统要高。此外,由于视频是实时传送,不会出现网络系统中的视频中断或者延迟,避免带来错误的信息。

基于以上的市场需求,HD-SDI高清摄像机应运而生。

2 HD-SDI的不足

纵观我们当前监控市场,除了高清化之外,联网与集成、智能表现同样也是市场发展的主流,对于HDSDI监控设备来说,高清化的顺应程度自不必说,但如果涉及到联网与智能化,不得不承认这是难题。谈及联网,保证网络传输顺畅的主要方式是对数据进行压缩,而“压不得”的HDSDI技术无疑被庞大的传输数据将自身束缚在信息孤岛上,与此同时,远程监控与网络集成能力的低下也影响HDSDI智能化功能的扩展和应用。除此之外,HDSDI技术的先天不足还体现在:

1、前端防雷不好解决

SDI来自广电领域,一直以来,由于SDI产品在传输、存储方面的独特之处给系统防雷带来了重大困惑。原因其一是SDI产品的传输特性使得其传输频率要求高,SDI以无高清图像采集、无延时传输及无失真等卓越性能著称,这就对传输线缆及防雷器提出了更高要求。SDI传输速率最高能达到1.485G,甚至高达3G,而传统模拟视频信号最大10M,普通模拟视频防雷器则很难满足SDI这一硬性要求,就更无须提及防雷性能,这一难题也深深困扰了众多的防雷厂家。其次,SDI产品对传输通道要求更宽。SDI不仅仅传输未经压缩的视频信号,而且还可以通过载波技术传输音频、控制以及电源等信号,其设计原理完全区别原有模拟视频信号防雷器及IP网络防雷器。SDI产品防雷的关键在于内部防雷的合理化设计,而实际上,很多安防企业的SDI产品在内部防雷方面(比如PCB防雷、导电防雷的合理防雷电路设计方案和合理布局对外接口)并没有很好的解决方案。

2、线缆的等级

HD-SDI高清视频信号最好能在专门的SDI线缆上传输以保证视频信号的最好效果,但专门的SDI线缆包括接头都很贵,在实际项目中,如果全部采用专用的SDI线缆将增大建设成本,而经过实际测试,选用高级别的同轴电缆和BNC头也能基本保证视频效果。况且,只要SDI使用逐渐广泛,相关辅材的价格一定会大幅下降。

3、存储的解决

如上所述,高清非压缩视频信号数据量非常大,用这样的数据量直接去存储的代价是相当大的,所以从实际考虑,视频的存储还是需要进行压缩的,具体来说,可以采用SDI-DVR解决也可以用SDI编码器配合NVR解决。可根据项目实际灵活选择。即使如此,HD-SDI系统相比HD-IP系统的优势也是明显的:在保持存储容量质量一致的前提下,HD-SDI系统在实时操控方面全面胜出,同时,HD-SDI系统由于操控完全无延迟,所以可以做到所见即所存,不会丢失重要的视频。

3 系统解决方案

  1. 整套HD-SDI解决方案,基于IP存储,多级联网采用HD-SDI信号;
  2. 使用HD-SDI信号采集、传输分配、显示,基于IP调用、存储、多级联网、分析的方案;
  3. 模拟、HD-SDI、IP多格式混合解决方案。

常见的系统解决方案主要是1和2,在新建的平安城市、应急指挥系统中HD-SDI系统多用于服务重点区域的监控。HD-SDI与H.264压缩存储经IP网络传输的系统结构是一种性价比很高的数字高清解决方案,既控制了系统成本,也兼顾了HD-SDI数字高清视频实时、无损的图像特性。

优势

在安防领域,高清产品的应用正如火如荼的进行。以ONVIF、PSIA为联盟的网络高清和以HD-cctv为联盟的数字高清正在逐渐占据未来的高清产品市场,而HD-SDI摄像机产品也走上了安防市场的起跑线。高清产品在通过安防市场多年的积淀,从最开始的模拟监控到后来的网络监控,在网络监控的基础上衍生出网络高清监控,而HD-SDI数字高清监控则是整个安防市场的未来发展。HD-SDI产品处理的数字信号经过同轴线缆传输,产品的视频接口为BNC口,使用的传输线材就是工程中经常见到的国标“75-5”视频线,由于大多数用户的习惯,很多工程商包括甲方习惯将HD-SDI数字高清叫成“模拟高清”,实际上这种叫法是错误的。基于HD-SDI摄像机产品的自身特点,将其产品优势汇总如下:

由于设备采用BNC接口连接,也就是说我们在将已有的传统模拟框架系统转为高清监控系统的过程中,无需重新布线,只需更换前端和后端部分,这将为工程节省巨大的时间成本和人力成本。

  • 易用性:由于HD-SDI摄像机产品工程施工采用的系统框架和模拟监控系统框架相同,采用75-5同轴线缆即可实现系统布线,施工人员和系统操作人员无需培训,更容易上手。
  • 非压缩:HD-SDI摄像机不像IP监控是将视频信号经过压缩和打包后通过网络传输的,它是以未经压缩的数字信号在同轴电缆上高速传输,原始图像不会失真。
  • 高清实时:HD-SDI摄像机监控不受传输网络影响,不会有IP网络监控产生的图像延迟问题,在有实时监控和高清要求的场合。
  • 利用率高:HD-SDI摄像机设备视频输出图像的分辨率为1920×1080,单位面积摄像机布点密度大幅下降。在监控场所提供更多细节上的处理,如看清人脸,看清车牌。
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