HD-SDI芯片方案选择及其应用与发展方向(下)

　　HD-SDI在视频监控中的应用

　　安防视频监控系统向高清监控发展已是必然趋势，将高清摄像机输出的非压缩视频信号通过HD-SDI接口直接向中心设备传输，显然也是优先考虑的传输方案之一，因为公认的图像质量最优的广播电视演播室用高清摄像机，即采用了HD-SDI传输。2008年北京奥运会期间，所有场馆的高清电视转播也都采用了HD-SDI高清视频传输方式。

　　一般大型电视台的大型电视演播室在进行综艺节目的制作时，至多也就用到十几台电视摄像机，然而一个社区甚至一个小超市的安防监控系统所用的监控摄像机就很可能超过十几台，更不用说摄像机数以十万计的庞大的平安城市监控系统了。因此，将众多的监控视频信号向中心传输时，如果采用HD-SDI传输，则每一路视频就需要一根同轴电缆(借助HD-SDI光纤收发器，通过光缆传输HD-SDI信号，可相对较好地解决高数据率HD-SDI信号的长距离传输问题)，因为HD-SDI传输属于点到点的传输，这使得人们很容易想起，传统监控系统在中心控制室机柜下面那些连接前端模拟摄像机的成束成捆的同轴电缆了。另外显而易见的是，每一路HD-SDI高清视频数据，对存储系统的要求也将是无比巨大的。如此说来，HD-SDI在当今安防视频监控系统中的应用，不会是大范围的，相对现有系统来说，更不可能是颠覆性的，而应是对现有监控系统在某一特定需求方面的补充。例如，上海世博园电视监控系统，即是将前端摄像机的SDI输出信号，就近传输到摄像机附近的数字视频服务器，再以压缩视频的方式通过网络来传输。

　　由上可见，点对点的传输方式以及超大、超宽的视频数据率，在一定程度上限制了HD-SDI技术在安防监控系统中的实际应用，至少现阶段是这样的。

　　当然，相对于目前已成气候的基于网络的IP视频监控系统来说，HD-SDI的优点也是明显的，那就是其高质量的实时传输与显示特性，因为HD-SDI信号为非压缩、无损、低延迟，可以在显示时充分地还原高清图像细节，这对于车牌识别、人脸识别等智能视频分析应用来说，无疑是很有意义的。

　　也正是因为如此，在部分对图像质量及实时性要求较高的监控项目中，采用了HD-SDI传输技术。对高清监控而言，仅一个高清摄像机是不够的，这对于网络高清和HD-SDI高清都是相同的。无论是模拟监控或数字监控或网络监控，都是由前端摄像机、NVR/DVR/管理平台设备、显示设备、存储设备、传输线缆等组成，每一环节都是缺一不可的。因此，HD-SDI高清监控系统也必须如此，任何一类系统是就系统的整体性能而言，HD-SDI高清监控要具备实际的应用意义，就必须提供涵盖前端、传输、管理中心以及后端环节的完整的解决方案，比如HD-SDI高清摄像机 + HD-SDI光端机 + HD-SDI高清矩阵或HD-SDI监视器 + HD-SDI高清编码器 + 相适应的存储设备(如IP-SAN)。

　　TI 的HD-SDI传输应用方案

　　一个典型的SDI 输入、输出和处理的应用框图，如图5所示。

　　TI能够提供相应的全套SDI传输方案，它们分别是均衡器、线缆驱动器、重定时器、交叉开关矩阵、视频时钟、显示驱动、存储驱动和电源等。这里着重介绍一下实际的HD-SDI芯片对电源的要求。

　　SDI对眼图、抖动、噪声等有严格的要求，低噪声低纹波的电源设计方案对SDI 信号链路非常重要。一个典型的线缆驱动器的应用原理图，如图6所示。

　　由图可以看出，电源Vcc是通过一个75 欧姆的电阻与输出端直接相连的，因此电源上任何的噪声和纹波都会直接耦合到输出信号端。SMPTE 规范了输出电压幅度典型值是800mV， 一个3G SDI经过200m的电缆传输后，最多可以被衰减50dB，而低频的电源噪声和纹波在经过长电缆以后几乎没有衰减，这意味着SDI信号幅度在经过电缆传输以后可以低至几mV，这与电源噪声和纹波已非常接近，此时电源将大大恶化SDI的信噪比。因此，电源噪声和纹波必须很低，最好采用低噪声的LDO(如TI 的LP3878)给所有SDI 器件供电，而不是直接采用DC/DC。

　　HD-SDI高清摄像机与网络高清摄像机的比较

　　HD-SDI摄像机的特点

　　HD-SDI高清摄像机使用高等级同轴电缆无中继传输的距离可达到100m左右，这在众多视频非压缩标准中是最远的，为现场使用带来了一定的便利。具体基于HD-SDI高清摄像机的视频监控系统，有下列几个特点或优势：

　　①设计施工方便

　　HD-SDI高清摄像机在布线方案上可以沿用老的模拟系统的成果，无需重新布线(100m之内)，其设备管理也可以沿用老的模拟系统的架构，从老的系统升级，只需要更换硬件设备(摄像机，DVR等)，就可以直接升级到百万高清。并且，也无需再经过系统变化所需要的新的知识培训等。总之，新构建的系统结构几乎完全类似于原传统模拟系统，为工程商设计施工提供了很大的便利。

　　但值得指出的是，其线缆最好是使用高品质同轴电缆，接头使用高品质BNC接头，且原模拟系统中几乎所有设备都要同步更新为相应的SDI类设备，比如SDI前端、SDI光端机、SDI视频分配器、SDI矩阵、SDI-DVR等。

　　②稳定可靠、不失真

　　HD-SDI高清摄像机系统不像IP系统那样视频资料是压缩后以封包方式在网络上传输，HD-SDI视频以未经压缩的信号在同轴电缆上传输，因而稳定可靠，不会失真。

　　③高清实时图像

　　HD-SDI高清摄像机在视频产生和传输过程中没经过压缩和封包化，以及解码的过程，因而不产生IP高清图像的延迟，在讲究实时监控的场合不受传输网络影响，而特别合适。尤其用于赌场、道路交通等实时监控的场合，就显得特别重要。