正當(dāng)IP“高清風(fēng)暴”席卷整個(gè)視頻監(jiān)控市場(chǎng)之時(shí)，作為視頻監(jiān)控市場(chǎng)占有優(yōu)勢(shì)地位的模擬CCTV也在暗自發(fā)力，提升畫(huà)質(zhì)。2009年，標(biāo)榜將為模擬CCTV系統(tǒng)業(yè)者升級(jí)至HD畫(huà)質(zhì)提供便捷之路的HDcctv聯(lián)盟悄然成立，HDcctv系統(tǒng)的串行數(shù)字傳輸鏈路是從為專(zhuān)業(yè)廣播市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的SDI基本技術(shù)衍生而來(lái)，SDI技術(shù)獲得了廣泛的部署并得到了很好的驗(yàn)證。目前市場(chǎng)上新推出的基于HD-SDI的光端機(jī)、矩陣等傳輸、轉(zhuǎn)換以及控制設(shè)備已不在少數(shù)，而基于HD-SDI的攝像機(jī)卻“千呼萬(wàn)喚始出來(lái)，猶抱琵琶半遮面”。下面筆者將從技術(shù)和應(yīng)用等角度，來(lái)揭開(kāi)HD-SDI攝像機(jī)神秘面紗。
解密SDI攝像機(jī)
HD-SDI
SDI(Serial Digital Input)即串行數(shù)字接口，是把數(shù)據(jù)字的各個(gè)比特以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過(guò)單一通道順序傳送的接口。由于串行數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)率很高，在傳送前必須經(jīng)過(guò)處理。在傳送前，對(duì)原始數(shù)據(jù)流進(jìn)行擾頻，并變換為NRZI碼，以確保在接收端可靠地恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，這樣在概念上可以將數(shù)字串行接口理解為一種基帶信號(hào)調(diào)制?；诓煌臄?shù)據(jù)速率，SDI可劃分為標(biāo)準(zhǔn)清晰度SD-SDI、高清標(biāo)準(zhǔn)HD-SDI，對(duì)應(yīng)時(shí)鐘速率分別是270Mb/s、1.485Gb/s。
其中HD-SDI是一個(gè)廣播級(jí)的高清數(shù)字輸入與輸出端口，是SMPTE 292M在1.485Gb/s或1.485/1.5Gb/s的信號(hào)速率條件下傳輸?shù)慕涌谝?guī)格。該接口采用同軸電纜，以BNC接口作為線(xiàn)攬標(biāo)準(zhǔn)，有效距離為100米，是高清信號(hào)中等距離傳輸?shù)妮^佳選擇。
HD-SDI與SDI的基本電氣規(guī)范相同，除時(shí)鐘頻率提升到270Mb/s的5.5倍即1.485Gb/s外。不過(guò)這兩者之間也存在著一些差別，例如HD-SDI將亮度與色差信號(hào)分別放置在兩個(gè)流中，并將它們復(fù)用并加擾后進(jìn)行傳輸，而且編碼后的行號(hào)與校鹼碼附在有效視頻結(jié)束(EAV)后。
HD-SDI攝像機(jī)
自從1998年長(zhǎng)野冬奧會(huì)以來(lái)，高清串行數(shù)字接口(HD-SDI)傳輸設(shè)備的使用率不斷增長(zhǎng)。而HD-SDI攝像機(jī)是基于目前高清攝像機(jī)市場(chǎng)現(xiàn)狀所推出的一款專(zhuān)門(mén)面向高端安防市場(chǎng)的產(chǎn)品，采用安防人士熟知的HD-SDI接口，方便與其后端編解碼器以及視頻服務(wù)器進(jìn)行匹配，并且在控制中心配合高清視頻矩陣可直接投影到大屏，使得整套高清系統(tǒng)變得不再象IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)那樣復(fù)雜、難以操作，而且更加容易為傳統(tǒng)安防工程商所接受。加上攝像機(jī)采用高端的CCD成像芯片，使得攝像機(jī)在24小時(shí)內(nèi)，都能完美呈現(xiàn)出高清晰、實(shí)時(shí)的視頻畫(huà)面，相信定能為高清監(jiān)控市場(chǎng)帶來(lái)全新的理念。如凌云的Magnolia，其除了具有標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的3A功能(Auto Shutter， Auto Gain，Auto IRIS)以外，同時(shí)配合攝像機(jī)本身的高靈敏度、高信噪比、高動(dòng)態(tài)范圍等一系列的特點(diǎn)，為夜間的圖像效果及圖像亮度提供了良好的保障。
深圳市創(chuàng)維群欣安防科技有限公司產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部經(jīng)理林敏表示，相對(duì)于IP Camera，初始布線(xiàn)為CCTV要升級(jí)為高清CCTV的市場(chǎng)，或需要實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控的區(qū)域更衷情于HD-SDI攝像機(jī)，如賭場(chǎng)與注重實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播的地方。而HD-SDI攝像機(jī)兼顧了模擬攝像機(jī)的方便性與IP高清攝像機(jī)的圖像畫(huà)質(zhì)，讓使用者在最熟悉的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)全高清視頻監(jiān)控。
用實(shí)力說(shuō)話(huà)
HD-SDI攝像機(jī)的技術(shù)要點(diǎn)由兩部分構(gòu)成：前端攝像機(jī)技術(shù)和HD-SDI的傳輸接口。對(duì)HD-SDI攝像機(jī)來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)在于后者實(shí)現(xiàn)，以及前端的性能優(yōu)化。目前各大廠商重點(diǎn)還是放在攝像機(jī)性能提升上，因?yàn)槲磥?lái)競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)在于攝像機(jī)的性能，例如最大分辨率、伽馬修正、3A控制等。
前端攝像機(jī)技術(shù)
1、分辨率
與其他類(lèi)監(jiān)控?cái)z像機(jī)一樣，HD-SDI攝像機(jī)在分辨率上也有很高的要求。因?yàn)橹挥懈咔逍盘?hào)源才能使HDcctv發(fā)揮出自己高清的本色，這點(diǎn)當(dāng)然需要百萬(wàn)像素的攝像機(jī)才能達(dá)到。由于高分辨率往往伴隨著大量的圖像數(shù)據(jù)，這常常會(huì)影響幀速率，因此，僅僅有百萬(wàn)像素?cái)z像機(jī)還不能保證高圖像質(zhì)量。相比之下，滿(mǎn)足任何給定HDcctv標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)一定能夠提供某種分辨率、幀速率和色彩保真度，從而始終確保視頻質(zhì)量。全高清1080P則是最好的選擇。據(jù)慧友電子(北京)股份有限公司PM產(chǎn)品經(jīng)理林祺表示，目前市場(chǎng)上的HD-SDI主流分辨率為720P(1280×720)/1080P(1920×1080)。[nextpage]
2、γ修正
當(dāng)監(jiān)控?cái)z像機(jī)在某些環(huán)境下工作時(shí)，往往會(huì)使顯示的圖像讓人看起來(lái)顯得太亮或者太暗，因此在可能條件下就要做伽馬(γ)校正。其可增強(qiáng)影像中較暗的部份，但是不改變較亮部分的亮度，從而使影像看起來(lái)有更豐富的層次。
在所有廣播電視系統(tǒng)中，γ校正是在攝像機(jī)中完成的。最初的NTSC電視標(biāo)準(zhǔn)需要攝像機(jī)具有γ=1/2.2=0.45的冪函數(shù)，現(xiàn)在采納γ=0.5的冪函數(shù)。PAL和SECAM電視標(biāo)準(zhǔn)指定攝像機(jī)需要具有γ=1/2.8=0.36的冪函數(shù)，但這個(gè)數(shù)值已顯得太小，因此實(shí)際的攝像機(jī)很可能會(huì)設(shè)置成γ=0.45或者0.5。使用這種攝像機(jī)得到的圖像就預(yù)先做了校正，在γ=2.5的CRT屏幕上顯示圖像時(shí)，屏幕圖像相對(duì)于原始場(chǎng)景的γ值大約等于1.25。這個(gè)值適合“暗淡環(huán)境”下觀看。
γ校正原先是廣電領(lǐng)域攝像機(jī)的“專(zhuān)利”，它極大地滿(mǎn)足了廣播電視對(duì)高畫(huà)質(zhì)的要求，而今將其引入安防視頻領(lǐng)域也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控效果的有力提升。過(guò)去的時(shí)代是“模擬時(shí)代”，而今天已進(jìn)入“數(shù)字時(shí)代”，進(jìn)入計(jì)算機(jī)的圖像依然帶有γ=0.5的校正。為了在不同環(huán)境下觀看到“原始場(chǎng)景”可在適當(dāng)?shù)胤郊尤毽?校正。
從當(dāng)前來(lái)看，絕大部分HD-SDI攝像機(jī)皆具備伽馬修正功能。如慧友EQH5200 HD-SDI全高清攝像機(jī)的γ=0.45，且可在0.05~1.00間調(diào)整，保證了高清視頻信號(hào)的輸出。
HD-SDI傳輸接口
據(jù)北京凌云光視數(shù)字圖像技術(shù)有限公司ITS與高端監(jiān)控部門(mén)客戶(hù)經(jīng)理王宇斐介紹，HD-SDI攝像機(jī)的另一關(guān)鍵就是攝像機(jī)接口的選擇。真正意義上的高清接口包括HD-SDI、YPbPr、HDMI、DVI這幾種，而從表1中可以很清晰地看到，在目前的高清數(shù)字接口中HD-SDI接口的綜合優(yōu)勢(shì)。HD-SDI接口是目前比較好的高清接口，同時(shí)HD-SDI接口也是目前廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的高清接口。
表1 高清接口性能對(duì)比（來(lái)源：北京凌云光子技術(shù)有限公司）
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HD-SDI |
YPbPr |
HDMI |
DVI |
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端口數(shù)量 |
1 |
3 |
1 |
1 |
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傳輸格式 |
1080i，1080P，720P |
1080i，1080P，720P |
1080i，1080P，720P |
1080i，1080P，720P |
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信號(hào)傳輸方式 |
無(wú)壓縮轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào) |
模擬信號(hào) |
無(wú)壓縮轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào) |
無(wú)壓縮轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào) |
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同時(shí)音頻傳輸 |
支持 |
不支持 |
支持 |
不支持 |
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傳輸帶寬 |
1.485Gbp |
30MHz |
5Gbps |
8Gbps |
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最遠(yuǎn)傳輸距離 |
100M |
50M |
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作者：胡學(xué)慧
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