概述HD-SDI

　　安防行業(yè)一直存在著對(duì)高清視頻源的不斷追求。目前在安防行業(yè)中高清前端分為：傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī)高清(960H方案)，網(wǎng)絡(luò)高清(網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī))，數(shù)字高清(HD-SDI方案)。

　　在數(shù)字視頻中，為了便于數(shù)字信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，經(jīng)電纜驅(qū)動(dòng)器通過電纜傳輸給接收端。SDI就是這種串行數(shù)據(jù)接口的簡稱。高清標(biāo)準(zhǔn)HD-SDI對(duì)應(yīng)速率是1.485Gb/s。在安防行業(yè)中使用的HD-SDI攝像機(jī)的主流分辨率為720P(1280x720) /1080P(1920x1080)。

　　從結(jié)構(gòu)上看數(shù)字?jǐn)z像機(jī)其信號(hào)結(jié)構(gòu)最簡單，雖然數(shù)字?jǐn)z像機(jī)不用編碼，但仍需要進(jìn)行SDI調(diào)制及加擾等處理，所以也需要SDI調(diào)制芯片，再加上目前規(guī)模較小，所以數(shù)字?jǐn)z像機(jī)目前價(jià)格較高。

　　畫質(zhì)好

　　由于是無壓縮傳輸數(shù)字信號(hào)，視頻不失真，圖像完整性高，清晰度高，色彩還原度好。由于能提供更多的細(xì)節(jié)，所以可以作為智能分析的高清視頻源，為提高智能分析的準(zhǔn)確度提供了保障。

　　無延時(shí)，不丟幀

　　準(zhǔn)確地說是延時(shí)少，相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，HD-SDI可控制在40ms以內(nèi)。而網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)一般在標(biāo)稱延時(shí)控制在500ms以內(nèi)，而實(shí)際在經(jīng)過各種不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及處理瓶頸，往往延時(shí)會(huì)更大一些，且也會(huì)出現(xiàn)丟幀及馬賽克現(xiàn)象。而HD-SDI不存在丟幀、馬賽克現(xiàn)象，延時(shí)小在實(shí)際應(yīng)用中可實(shí)現(xiàn)更方便快速準(zhǔn)確的畫面操控。

　　項(xiàng)目實(shí)施可平滑過渡

　　網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)在項(xiàng)目實(shí)施及后期維護(hù)中需要投入更多的技術(shù)培訓(xùn)，另外前端攝像機(jī)需要與工作平臺(tái)做對(duì)接開發(fā)，消耗大量人力。HD-SDI接口與傳統(tǒng)攝像機(jī)無異可直接開工，平滑過渡。

　　接口性能好(如圖1所示)。 HD-SDI面臨的問題

　　首先是傳輸距離短：HD-SDI傳輸?shù)氖歉哳l的調(diào)制信號(hào)，高頻信號(hào)對(duì)線材屏蔽要求很高，所以使用同軸電纜傳輸理論上可以到100米，但是前提是線材質(zhì)量要好，接頭焊接良好。如使用不好的線材或舊系統(tǒng)延用下來的線材，因?yàn)榻宇^氧化及線材老化問題實(shí)際傳輸距離也不能達(dá)到100米，有的只能到30-50米左右。也有部分廠家針對(duì)HD-SDI傳輸在做技術(shù)改進(jìn)，爭取達(dá)到200～300米，但是這樣也會(huì)存在兼容性;相關(guān)配套設(shè)備不全(規(guī)模小)，全套解決方案少，大型系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)成本高：高清只有在包含了前端、傳輸、瀏覽、顯示、平臺(tái)、存儲(chǔ)等整體解決方案時(shí)才有意義，然而目前配套的設(shè)備規(guī)模小，全套HD-SDI成本昂貴 ，且各廠商的產(chǎn)品因未趨于成熟而質(zhì)量良莠不齊;無壓縮面臨的存儲(chǔ)問題：HD-SDI標(biāo)準(zhǔn)在模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)量為1.48Gbps，正常存儲(chǔ)將帶來驚人的存儲(chǔ)容量及存儲(chǔ)成本，因此在后端存儲(chǔ)還是需要進(jìn)行壓縮編碼。目前嵌入式 HD-SDI DVR 由于芯片編碼能力的限制(目前只能做到單芯片單路1080P編碼能力)，所以現(xiàn)在的HD-SDI DVR設(shè)備和HD-SDI 編碼設(shè)備一般都在4路以下，而且價(jià)格比模擬類的產(chǎn)品要貴不少;擴(kuò)展性不好：要完全實(shí)現(xiàn)HD-SDI高清、無延時(shí)的現(xiàn)場效果，前端到后端的連接必須是物理連接，就是說線纜(同軸線/光纖)必須連接到當(dāng)?shù)?。而網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的連接是屬于邏輯連接，只需要考慮前端接入，后端顯示控制可利用網(wǎng)絡(luò)在任何區(qū)域?qū)崿F(xiàn)，不需連接專線。

　　HD-SDI在安防行業(yè)的應(yīng)用及趨勢

　　現(xiàn)在安防行業(yè)對(duì)HD-SDI的應(yīng)用也有許多爭論。這里關(guān)于HD-SDI的應(yīng)用首先提出三個(gè)問題

　　大規(guī)模HD-SDI組網(wǎng)可行性[nextpage]

　　1.資金投入:在整個(gè)投入過程中，需考慮舊設(shè)備利用(如圖2所示)，綠色代表其可用率。

　　針對(duì)區(qū)域比較小的系統(tǒng)，其舊設(shè)備完全可以利用的實(shí)際上是光纖，及大部分顯示設(shè)備，而同軸線要看具體情況如損耗程度及距離。而叫分散的系統(tǒng)同軸線的利用率更低。所以在利舊方面其減少的成本對(duì)比上HD-SDI系統(tǒng)的總成本來說是很小的部分。

　　2.原系統(tǒng)延續(xù)性：用戶針對(duì)原有的系統(tǒng)，都很難做到全盤否定，大多數(shù)情況是系統(tǒng)逐步升級(jí)，在可行的情況下盡可能發(fā)揮舊投資的功效。

　　那么在新建系統(tǒng)時(shí)，就必須考慮修舊系統(tǒng)的兼容及整合。所以一般情況是使用新技術(shù)新產(chǎn)品提升了新能的同時(shí)要兼容舊系統(tǒng)。

　　其實(shí)作為廠家也會(huì)考慮原系統(tǒng)、原技術(shù)的延續(xù)性，作為廠家在經(jīng)歷產(chǎn)品開發(fā)、推廣、銷售后，在達(dá)到規(guī)模銷售后也一定會(huì)考慮其原系統(tǒng)銷售利潤的延續(xù)性。

　　3.實(shí)際能達(dá)到的效果：新增的HD-SDI系統(tǒng)對(duì)用戶是一筆不小的投入，那么投入后能到達(dá)什么效果呢?是否對(duì)業(yè)務(wù)有幫助?

　　所以在提供高清視頻源的同時(shí)，相應(yīng)的智能功能需要廠家配套開發(fā)，針對(duì)客戶定制功能，如人臉識(shí)別、車牌抓拍、特征甄別、行為識(shí)別、流量統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)跟蹤等等。實(shí)用應(yīng)用功能的配套也會(huì)進(jìn)一步加快HD-SDI的應(yīng)用。目前這類定制功能的應(yīng)用大多數(shù)還在宣傳層面上，實(shí)際的應(yīng)用仍需要硬件方面功能芯片化、接口的統(tǒng)一，軟件方面各軟件商的功能開發(fā)支持。

　　4.安全性考慮：某些特殊行業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全性要求嚴(yán)格，如公安內(nèi)部系統(tǒng)存在IP不能外露的要求，這對(duì)于視頻監(jiān)控系統(tǒng)融入公安網(wǎng)造成很大的障礙。HD-SDI 系統(tǒng)的封閉性給予了類似安全性行業(yè)一個(gè)新的選擇。

　　5.操作、維護(hù)方便程度：操作、維護(hù)方便程度也是客戶考慮問題之一。IP系統(tǒng)與HD-SDI系統(tǒng)各有優(yōu)勢。IP系統(tǒng)在控制靈活性、擴(kuò)展性方面有明顯優(yōu)勢。而HD-SDI系統(tǒng)實(shí)時(shí)操控有明顯優(yōu)勢，但實(shí)時(shí)操控也僅在本地操控有明顯優(yōu)勢 。 根據(jù)以上5點(diǎn)客戶關(guān)心的問題得出的結(jié)論：目前大規(guī)模HD-SDI組網(wǎng)可行性很小.

　　應(yīng)用的行業(yè)及實(shí)現(xiàn)

　　1. 應(yīng)用場所：

　　根據(jù)HD-SDI系統(tǒng)的特性，其應(yīng)用群體總結(jié)為：現(xiàn)場監(jiān)控及快速操控比回放的場所。如平安城市、銀行、醫(yī)院、學(xué)校、賭場、機(jī)場、監(jiān)獄、公路、智能樓宇等領(lǐng)域都有部分場所可以適用HD-SDI監(jiān)控系統(tǒng)。所以可以選擇重點(diǎn)區(qū)域選用HD-SDI攝像機(jī)。

　　2. 應(yīng)用原則：合理利用能使性能及成本達(dá)到最佳。

　　3. 應(yīng)用方案：

　　HD-SDI的混合應(yīng)用方案——模擬/HD-SDI系統(tǒng)混合：

　　·重點(diǎn)區(qū)域HD-SDI采集，實(shí)時(shí)顯示;

　　·重點(diǎn)區(qū)域HD DVR錄像;

　　·其它區(qū)域傳統(tǒng)模擬系統(tǒng);

　　·模擬轉(zhuǎn)換為SDI后統(tǒng)一接入高清矩陣上墻顯示;

　　·短距離使用同軸線傳輸;

　　·遠(yuǎn)距離使用光纖傳輸。

　　HD-SDI的混合應(yīng)用方案——IP/HD-SDI系統(tǒng)混合：[nextpage]

　　·基于HD-SDI 信號(hào)采集、傳輸、分配、實(shí)時(shí)顯示，基于IP 調(diào)用、存儲(chǔ)、分析;

　　·重點(diǎn)區(qū)域HD-SDI采集，本地實(shí)時(shí)顯示;

　　·重點(diǎn)區(qū)域HD DVR錄像/或編碼后端存儲(chǔ);

　　·其它區(qū)域IP監(jiān)控系統(tǒng);

　　·后端平臺(tái)集中上墻顯示;

　　·短距離使用同軸線傳輸;

　　·遠(yuǎn)距離使用光纖傳輸，可使用復(fù)用技術(shù)單芯光纖可傳8路HD-SDI高清視頻。

　　4. 目前行業(yè)應(yīng)用的一些建議：針對(duì)監(jiān)控中心集中，層級(jí)較少，距離較短(如銀行、學(xué)校、賭場等) 。

　　·短期內(nèi)重點(diǎn)區(qū)域更換或新建后期在配套成本下降后，可增加使用數(shù)量;

　　·本地實(shí)時(shí)監(jiān)視、控制(HD-SDI);

　　·編碼存儲(chǔ);

　　·如需遠(yuǎn)程：IP方式;

　　·針對(duì)分散系統(tǒng)，距離遠(yuǎn)(如平安城市、道路等);

　　·短期內(nèi)重點(diǎn)區(qū)域更換或新后期在配套成本下降后，以及傳輸成本下降后可增加使用數(shù)量;

　　·本地實(shí)時(shí)監(jiān)視、控制(HD-SDI);

　　·如派出所多點(diǎn)需要高清監(jiān)控可采用本地多點(diǎn)HD-SDI高清顯示控制，取一路用光纖上傳到區(qū)分局。以減少對(duì)主干光纖的壓力，且可以降低傳輸成本;

　　·編碼存儲(chǔ);

　　·上級(jí)監(jiān)控：IP方式。

　　HD-SDI能否取代IP?

　　1.標(biāo)準(zhǔn)方面 ：廣電標(biāo)準(zhǔn)適用于廣播電視行業(yè)：廣播電視行業(yè)特點(diǎn)信號(hào)發(fā)出后客戶觀看但無需存儲(chǔ);另外信號(hào)源數(shù)量有限主要就是電視臺(tái)。

　　監(jiān)控行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)：視頻信號(hào)除了實(shí)時(shí)顯示且必須存儲(chǔ);另外信號(hào)源數(shù)量無限且位置分布分散。一臺(tái)HD-SDI攝像機(jī)就相當(dāng)于一瓶到電視節(jié)目。

　　電視行業(yè)因成熟標(biāo)準(zhǔn)而發(fā)展快速，但高清沿用此標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)控行業(yè)因行業(yè)特色不同要做到如同電視行業(yè)的高速發(fā)展及普及有很大困難。

　　2.存儲(chǔ)方面：無壓縮存儲(chǔ)的存儲(chǔ)目前情況基本不可能，1.485G的碼流是我們目前IP高清4～8M的200倍，存儲(chǔ)成本不能承受，所以編碼壓縮存儲(chǔ)成為必然，而編碼壓縮后，后續(xù)系統(tǒng)已經(jīng)與向IP無異。

　　另外監(jiān)控行業(yè)存儲(chǔ)資料一般會(huì)比現(xiàn)場瀏覽重要，IP高清存儲(chǔ)已經(jīng)逐步邁向成熟，且能滿足用戶需求。

　　3.清晰度方面： 目前HD-SDI 200萬，以后要再提升清晰度是否還會(huì)出現(xiàn)接口、傳輸線的變化? 如有變化，還會(huì)出現(xiàn)新一輪兼容需要。

　　4.擴(kuò)展方面

　　連接擴(kuò)展方面始終不如IP方便。

　　所以從以上觀點(diǎn)我們可以得出：IP /HD-SDI 并不是相互競爭關(guān)系，更多的是互補(bǔ)關(guān)系。

　　結(jié)語

　　HD-SDI與IP監(jiān)控將成互補(bǔ)，IP 擴(kuò)展方便，應(yīng)用靈活(多碼流)，控制多樣化，存儲(chǔ)方便靈活。而HD-SDI因高畫質(zhì)、無延時(shí)未來是令人興奮和期待。當(dāng)然，HD-CCTV從提出到現(xiàn)在也才經(jīng)歷不長的時(shí)間，不管從陣營成員引入，市場推廣，還有技術(shù)難點(diǎn)攻克方面，還在起步階段。但是，隨著技術(shù)難點(diǎn)的一個(gè)個(gè)被攻克，越來越多的公司，廠商加入，硬件和方案的成本會(huì)隨之越來越低，會(huì)受到安防行業(yè)越來越多的矚目。