【HD-SDI攝像機】HD-SDI技術給力安防高清視頻監控建設
2012-02-11 15:03:03
htcview
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【HD-SDI攝像機】視頻監控系統中圖像清晰度是最被關注的，衡量圖像清晰度的標準是分辨率，分辨率值越大，圖像就越清晰。現在視頻圖像分辨率最高已可達1080P，也就是人們通常說的高清。其實要做到畫面高清，不僅僅是分辨率達到720P或1080P就行了，還必須在超寬動態、自動白平衡、圖像銳利度調整、超級數字降噪(信噪比)、智能數字自動測光補償、亮度信號、彩色信號邊緣補正、損壞像素自動調整與恢復、色彩調整等指標上都要有上好的表現，只有達到這些綜合性的要求才能真正地實現高清。由于圖像清晰度對視頻監控產業有著非同一般的重要性，因此，高清監控技術一經面世就被市場廣泛接受并開始實際應用。
攝像機是將光學圖像轉換為電學圖像，通過顯示設備還原光學圖像的設備。攝像機的社會需求源自人類對自然的視覺需求，是人類感知物質世界的重要工具。盡管視頻監控是作為一個系統來衡量整體性能的，但無疑，攝像機是最重要的組成部分，并匯聚眾多的核心技術。
近兩年，高清可以說是監控行業最熱門話題，業界各大主流廠商都紛紛推出自己的高清產品，尤其是高清網絡攝像機更是款型豐富，外圍配套設備比較齊全，涌現出各種IP高清系統解決方案，并成為目前高清視頻監控應用方案的主流。不可否認，由于IP高清監控方案的實際應用，極大地提高了視頻數據承載和應用能力，使視頻圖像分辨率大幅提升，并具有高度的易擴展性和集中管理等優勢。近幾年安防行業各類展會中，IP高清監控方案真可謂飽受贊譽。
然而，盡管IP網絡高清監控具有種種優勢，但也由于各種原因，對IP網絡監控，特別對網絡高清監控系統整體而言，也明顯地暴露出其軟肋：由于網絡傳輸延遲帶來的非實時性，又由于有損編碼壓縮使顯示和記錄的圖像失去原汁原味，從而影響了其應用效果。所以說，事物都有其正反二面，IP網絡監控也不例外。
在人類感知物質世界的過程中，對高清的追求一直沒有停止腳步，與IP網絡高清監控相呼應的HD-SDI數字高清監控就是最為重要的應用實例。
HD-SDI高清及標準
攝像機的CCD或CMOS傳感器采集信號后未經壓縮的高清視頻信號及傳輸有模擬和數字兩種。模擬傳輸一般采用YPbPr分量傳輸，一路高清視頻信號需要三根同軸線纜同時傳輸。
數字傳輸一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI傳輸，其中DVI或HDMI的傳輸距離只有幾米，不適合用于監控圖像的遠程傳輸，行業內通常被應用在演播控制室內設備間的連接和信號傳輸。而HD-SDI信號雖然可以傳輸百米左右，并可采用CVBS同軸電纜傳輸，所以通常被應用在現場采集設備與百米內的控制設備間的信號傳輸連接。
高清定義源自于數字高清電視HDTV，是由美國電影電視工程師協會SMPTE確定的高清晰度電視標準，即支持1080i(1920×1080，隔行)、720P(1280×720，逐行)、1080P(1920×1080，逐行)三種高清電視標準；再次，還特別要求是16∶9顯示模式和全幀速。
目前，在安防行業傳統監控系統標清數字編碼一般可達到4CIF或D1的分辨率，約為40萬像素，清晰度在300至500電視線之間；高清攝像機如果要達到800電視線清晰度，那么攝像機的分辨率至少要達到720P(1280×720)的標準，約90多萬像素；若采用200萬像素，就能達到1080P(1920×1080，逐行)高清圖像的要求。
現在，安防行業通常采用廣播電視領域的高清劃分標準，來區分“高清”和“標清”。由于采用廣電標準：即能達到百萬像素的攝像機，配套以1080P分辨率的顯示設備及相應的傳輸通道，就可以形成一套可稱之為高清的監控系統，但安防視頻監控行業本身至今還沒有通用的高清標準。例如，2006年發布的國標《視頻安防監控數字錄像設備國家標準GB20815-2006》，僅對DVR的等級劃分為A級(分辨率不小于4CIF，704×576)和B級(分辨率CIF，352×288)兩種。
HD-SDI監控技術優勢
相較于IP網絡高清監控系統，很明顯，HD-SDI監控有如下優勢。
1、原模擬系統布線仍可采用，系統組成和設備管理方式不變，從老的模擬系統升級，只需更換相應的硬件設備，幾乎無需操作培訓，能平滑實現從標清模擬監控升級到高清監控。
2、不失真原始圖像，不像IP監控是經壓縮和打包后經網絡傳輸的，而HD-SDI監控以未壓縮數字信號在同軸電纜上高速傳輸，不失真。
3、高清實時，不受傳輸網絡影響，不會有IP網絡監控產生的圖像延遲問題，在有實時監控要求的場合，該性能要求就顯得特別重要。
4、提供更多細節，保持圖像的完整性和原始性，大大提高了智能分析算法的精度，為智能視頻分析IVS提供了保障。
5、單位面積攝像機布點密度大幅下降，提高了采集設備的利用效能。
客觀地講，基于IP監控和基于HD-SDI監控各有優勢，從目前安防需求看，HD-SDI監控是令人振奮的。但是，HD-SDI監控本身也還有技術問題需解決。比如，需要解決HD-SDI的長距離(長于100米的)傳輸問題；配套設備欠成熟、廠商較少，廠商和配套設備的選擇面較小，成本也比較高；應用的普及度及用戶的認知度還遠遠不及IP網絡高清監控。
高清攝像機組成及關鍵技術