HD SDI等待规模化应用的春天

　　　作者单位：　深圳市明日实业有限公司

　　安防视频监控在中国发展已经十几年，各种新产品、新技术层出不穷，将安防行业定义为高清化，这已经是三年前不可逆转的事实。2007年前后，安防行业开始大规模应用IP摄像机，使安防视频监控逐步步入网络高清的殿堂；2011年，SDI高清接口进入安防市场，使得高清的实现又多了一种方式，它已经在应用领域初步崭露头角。

　　先天优势赋予HD SDI存在的价值

　　摄像机是将光学图像转换为电学图像，通过显示设备还原光学图像的设备。摄像机的社会需求源自人类对自然的视觉需求，是人类感知物质世界的重要工具。尽管视频监控是作为一个系统来衡量整体性能的，但无疑，摄像机是最重要的组成部分，并汇聚众多的核心技术。我们谈HD SDI高清监控优势，无疑将关注的目光更多的聚焦在摄像机方面，尽管HD SDI配套系列产品如录像机、解码器、矩阵、光端机和监视器都已经面世。HD-SDI摄像机开始由国外引进，来源于广电与视频会议。在视频会议领域，自2006年LifeSize推出业内第一款720P产品，到后来科达推出业内第一款1080P产品，高清早已获得应用，并已成为目前的主力市场。深圳市明日实业有限公司（Minrray明日）创立于2002年，是专业从事CCTV监控产品和多媒体会议视频摄像机的研发、生产、销售的专业公司。早在2005年明日实业标清会议摄像机上市，在2007年开始大举研发高清会议摄像机，可以说，明日实业在视频会议行业的高清应用是率先而为。

　　近三年来，随着IP高清的高速发展，HD-SDI在监控行业也引起了高度关注。正是由于IP高清监控系统在大规模市场应用中所暴露出来的一系列短期内无法解决的问题，相应地推动了HD-SDI技术在监控行业的应用。一直以来，IP高清产品的兼容性较差，标准化进程缓慢，主导厂商为自身利益设下的各种门槛，更令这种局面雪上加霜，不但让集成商和配合厂商苦不堪言，也给用户在将来系统维护、扩容、改造方面留下许多隐患。

　　其次，由于IP监控需进行数模转换，对编码效率有较高要求，即便是主流的H.264和MPEG-4产品，也无法根本解决延迟和丢帧问题，而对于公安等需要实时控制前端追踪、捕捉图像的用户而言，会直接影响实际效果。

　　再之，IP高清监控系统安装调试和操作相对模拟系统要显得比较复杂，这对于传统集成商和工程商来说不但要重新对员工进行培训，还可能会增加人力资源成本和人员流动性。正是由于IP高清监控存在以上种种问题，使HD-SDI高清监控系统顺势进入到安防监控领域，并迅速在安防市场占有了一席之地，呈现出与IP高清系统分庭抗礼之势。相较IP高清，HD-SDI高清系统具有以下优势：

　　非压缩：没有IP传输的压缩封包过程，图像不失真，数据安全性更高；

　　低延迟：相较IP高清系统的200～400ms图像延迟，HD-SDI的图像延迟仅有40ms，或说感觉不到有延迟；

　　更清晰：能够提供无压缩高清图像，为智能分析提供更丰富的图像信息；

　　易安装：HD-SDI监控系统的安装调试操作与传统模拟监控系统基本一样，无需重新进行培训。
 

　　 明日实业从2007年开始大力研发和关注数字高清产品，厚积薄发后研发的HD-SDI高清摄像机具有真正的HD高清图像，这取决于其强大的SENSOR ，该芯片采用1/2.8英寸SONY 能提供210万像素的高品质同时可实现1920x1080超高分辨率的优质图像。除此之外，其HD-SDI摄像机产品在补偿功能、宽范围、光圈补偿、噪音抑制、日/夜模式、隐私遮挡、具有自动曝光、自动（IRIS控制）、自动白平衡等强大功能。

　　HD SDI呼唤更广阔的发展空间

　　人无完人，金无足赤！以上虽列举了HD SDI高清监控的诸多优势与它在市场上存在的价值体现，但不可否认的事实是，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HD SDI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HD SDI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HD SDI智能化功能的扩展和应用。除此之外，HD SDI技术的先天不足还体现在：

　　前端防雷不好解决

　　SDI来自广电领域，主要用于室内环境，并没有大规模用于外场的先例，相关标准的制定也没有考虑工业环境下的应用，相关的防雷技术之前并无储备。SDI电缆传输的是高频数字信号，防雷器的原理和设计与模拟视频完全不同，目前应该说还没有很好的解决方案。针对此问题，可以考虑用光纤解决，安装在外场的摄像机可以就近接入SDI光端机，还可以更进一步，SDI前端直接用光纤端口输出视频信号，一旦使用光纤传输，干扰和防雷就基本解决。即使不用于室外项目，HD-SDI系统也可以用于例如地铁之类的室内项目。

　　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。

　　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。

　　攘外必先安内！自古以来的道理，同样，遇到困难应逆难而上方是正途，针对以上不足，我们可以寻求解决方法。

　　如何化解决压缩困难

　　Hybrid DVR概念影响与SDI-DVR出现时，这个问题就不再困扰想要使用HD-SDI摄像机的工程商，因为相对于网络高清监控，HD-SDI的储存要求是对等的，而且更有优势的是HD-SDI可以保证路像的清晰及实时性，但网络高清则必需为带宽及影像码流量而担心是否会有失帧的情况。而从容量上来看，HD-SDI与网络摄像机相同影像所占用的存储空间几乎相同。

　　解决无法远程控制

　　很多厂商担心HD-SDI无法控制及传送声音信号，关于这个部份原本预计在2011下半年解决，而实际上早就在2011上半年时就被一些技术先进的厂商所克服，同时还达成PTZ与声音双向传输的能力，这对从传统监控向网络监控转型力不从心的厂商吃了颗定心丸，在透过同轴传输信号的载波(Carries Wave)技术下，已可以在信号无用的部份嵌入这种类似过去16/32 bit单一同轴传输的方式来传输控制及声音信号。这步为HD-SDI矩阵出现打开技术之路，传统矩阵系统在高清的夹缝下有了起死回生的契机。

　　平台如何集中管控

　　HD-SDI摄像机目前缺乏系统性的管理平台工具，在整合、集中管控上遇到很大的问题。而韩国在高速公路的项目中实现这一需求。该项目，前端部分采取同轴缆线搭配光端机的传送方式，将所有路侧信号送回交通控制中心，再经过HD-RX转换后以板卡或四路八路为一组的方式，将信号转为BT.1120格式直接进入具有连网和网管功能DVR或由板卡组成的HD-SDI Video Server，用管理平台软件使将所有的DVR进行联网管理收编，这样不仅达成平台管理的要求更在分群分组上更便捷、快速的进行高速公路画面调拨工作，而平台软件也能够依控制协议标准化的条件达成对HD-SDI摄像机的PTZ控制。

　　前端也有“大脑”

　　从各种分析和实际产品测试中可以看到在HD-SDI的IVS或是VCA影像智能功能，由于是透过的芯片是分压缩也非CPU运算处理方式，因此HD-SDI摄像机前端除了大区域的隐私遮没(Mask)位移动态侦测(Motion Detection)跟OSD等功能外，不能做一些如画线统计等中高端智能的运用，目前截稿为止已有元件厂商发布世界第一个高清1080P@30fps的带有智能分析能力的高清芯片。

　　总而言之，HD-SDI是社会进步的产物，根据HD-SDI系统的特性，其应用群体总结为：现场监控及快速操控比回放的场所。如平安城市、银行、医院、学校、赌场、机场、监狱、公路、智能楼宇等领域都有部分场所可以适用HD-SDI监控系统。我们也相信，HD-SDI将有更为广阔的发展空间。

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