近兩年，源于廣電的SDI技術(shù)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域獲得重視，并得到初步的應(yīng)用。

　　SDI即serial digital interface，通俗而言即是數(shù)字非壓縮技術(shù)。視頻經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后，有兩條路可走——壓縮或者非壓縮，IP監(jiān)控走的是壓縮的路子，其好處是大量的壓縮帶寬，使視頻在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸成為可能，同時(shí)視頻資料的存儲(chǔ)容量不至于海量，但是代價(jià)是帶來了視頻質(zhì)量的下降，操控存在延遲性以及開放性所帶來的隱患。如果走非壓縮的路子(即數(shù)字非壓縮技術(shù))，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也有多種，比如常見的HDMI、DVI和SDI。顧名思義，數(shù)字非壓縮視頻技術(shù)中視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換后不再壓縮，只是按特殊方式編碼(此編碼不同于壓縮編碼，不存在有損壓縮的過程)。非壓縮帶來的好處是視頻質(zhì)量最大限度的保真，同時(shí)幾乎沒有延遲，而其帶來的代價(jià)則是視頻信號(hào)數(shù)據(jù)量極大。

　　SDI目前根據(jù)視頻分辨率和幀率分為3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：1SD-SDI即標(biāo)清SDI,主要針對(duì)標(biāo)清分辨率，每秒25幀或30幀(分辨是PAL制和NTSC制，下同)。模數(shù)轉(zhuǎn)化后的視頻帶寬大致為250Mbps左右(如果是16:9，則為360Mbps左右);HD-SDI即高清SDI，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)分辨率為1080P，幀率為25或者30，模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)量為1.485Gbps;3G-SDI，高清高幀率SDI,分辨率仍為1080P，但是幀率增大到50或者60，模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)量為2.97Gbps。由此可見，視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換后不經(jīng)過壓縮的原始數(shù)據(jù)量是很大的，如果不經(jīng)過壓縮，如此大的數(shù)據(jù)量是IP網(wǎng)絡(luò)根本無法承載的，同時(shí)如果直接存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)容量將十分驚人。

　　由于標(biāo)清視頻幾乎全都采用模擬方式，所以在監(jiān)控領(lǐng)域SD-SDI意義不大，而3G-SDI數(shù)據(jù)量太大，如此高的幀率在監(jiān)控領(lǐng)域也無必要，故3G標(biāo)準(zhǔn)的SDI也不大可能廣泛應(yīng)用。就目前而言，真正可能在監(jiān)控領(lǐng)域中打開局面的是HD-SDI，這種標(biāo)準(zhǔn)在提供分辨率為1080P的高清視頻的同時(shí)，最大限度地保留了視頻的所有細(xì)節(jié)，同時(shí)操控的延遲性幾乎等同于傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)。

　　在眾多的數(shù)字視頻非壓縮標(biāo)準(zhǔn)中，SDI是最有前途的或者說是最有可能運(yùn)用于監(jiān)控領(lǐng)域的，其原因主要是：HD-SDI使用高等級(jí)同軸電纜無中繼傳輸?shù)木嚯x達(dá)到100米左右，在眾多視頻非壓縮標(biāo)準(zhǔn)中是最遠(yuǎn)的，為現(xiàn)場(chǎng)使用帶來了便利。具體基于HD-SDI的監(jiān)控系統(tǒng)，其優(yōu)勢(shì)主要在于：

　　· 線纜使用高品質(zhì)同軸電纜，接頭使用高品質(zhì)BNC接頭。這些都是和以前的模擬監(jiān)控系統(tǒng)完全兼容的，原有模擬監(jiān)控系統(tǒng)只要保留傳輸線路就可以升級(jí)為SDI系統(tǒng)，當(dāng)然原模擬系統(tǒng)中幾乎所有設(shè)備都要同步更新為相應(yīng)的SDI類設(shè)備，比如SDI前端、SDI光端機(jī)、SDI視頻分配器、SDI矩陣、SDI-DVR等。新構(gòu)建的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)幾乎完全類似于原傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)，為工程商設(shè)計(jì)施工提供了很大的便利;

　　· 不失真的可靠度，HD-SDI不像IP系統(tǒng)那樣視頻資料是壓縮后以封包方式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，HD-SDI視頻以未經(jīng)壓縮的信號(hào)在同軸電纜傳輸，穩(wěn)定可靠，不失真;

　　· 高清等級(jí)的實(shí)時(shí)圖像，SDI在視頻產(chǎn)生和傳輸過程中沒經(jīng)過壓縮和封包化以及解碼的過程，不產(chǎn)生IP高清圖像的延遲，在講究實(shí)時(shí)監(jiān)控的場(chǎng)合特別合適，如賭場(chǎng)、道路交通;

　　· 可在同軸電纜上做多工傳輸。同軸電纜上不但可以傳輸視頻，還可以傳輸音頻，這樣模擬系統(tǒng)中的視頻矩陣和音頻矩陣就可以合二為一，同時(shí)SDI標(biāo)準(zhǔn)還支持在同軸電纜上傳輸控制信號(hào)，未來PTZ的控制信號(hào)也可以通過同軸電纜傳輸，無需敷設(shè)控制線纜，電源也極有可能通過同軸電纜傳輸。如此真正實(shí)現(xiàn)一根同軸電纜傳輸多種信號(hào)，節(jié)省布線成本;

　　· 為智能視頻分析提供所需的優(yōu)質(zhì)視頻信號(hào)，未壓縮的高清視頻信號(hào)將大大提高智能視頻分析的準(zhǔn)確性;

　　HD-SDI系統(tǒng)目前存在的問題

　　· 具備和模擬系統(tǒng)類似的信號(hào)安全性和系統(tǒng)開放性擴(kuò)展?jié)摿Α?/p>

　　HD-SDI系統(tǒng)目前存在的最大問題有以下幾點(diǎn)：

　　1、前端防雷不好解決

　　SDI來自廣電領(lǐng)域，主要用于室內(nèi)環(huán)境，并沒有大規(guī)模用于外場(chǎng)的先例，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定也沒有考慮工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用，相關(guān)的防雷技術(shù)之前并無儲(chǔ)備。SDI電纜傳輸?shù)氖歉哳l數(shù)字信號(hào)，防雷器的原理和設(shè)計(jì)與模擬視頻完全不同，目前應(yīng)該說還沒有很好的解決方案。針對(duì)此問題，可以考慮用光纖解決，安裝在外場(chǎng)的攝像機(jī)可以就近接入SDI光端機(jī)，還可以更進(jìn)一步，SDI前端直接用光纖端口輸出視頻信號(hào)，一旦使用光纖傳輸，干擾和防雷就基本解決。即使不用于室外項(xiàng)目，HD-SDI系統(tǒng)也可以用于例如地鐵之類的室內(nèi)項(xiàng)目。

　　2、線纜的等級(jí)

　　HD-SDI高清視頻信號(hào)最好能在專門的SDI線纜上傳輸以保證視頻信號(hào)的最好效果，但專門的SDI線纜包括接頭都很貴，在實(shí)際項(xiàng)目中，如果全部采用專用的SDI線纜將增大建設(shè)成本，而經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，選用高級(jí)別的同軸電纜和BNC頭也能基本保證視頻效果。況且，只要SDI使用逐漸廣泛，相關(guān)輔材的價(jià)格一定會(huì)大幅下降。

　　3、存儲(chǔ)的解決

　　如上所述，高清非壓縮視頻信號(hào)數(shù)據(jù)量非常大，用這樣的數(shù)據(jù)量直接去存儲(chǔ)的代價(jià)是相當(dāng)大的，所以從實(shí)際考慮，視頻的存儲(chǔ)還是需要進(jìn)行壓縮的，具體來說，可以采用SDI-DVR解決也可以用SDI編碼器配合NVR解決?？筛鶕?jù)項(xiàng)目實(shí)際靈活選擇。即使如此，HD-SDI系統(tǒng)相比HD-IP系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)也是明顯的：在保持存儲(chǔ)容量質(zhì)量一致的前提下，HD-SDI系統(tǒng)在實(shí)時(shí)操控方面全面勝出，同時(shí)，HD-SDI系統(tǒng)由于操控完全無延遲，所以可以做到所見即所存，不會(huì)丟失重要的視頻。

　　4、矩陣規(guī)模

　　目前SDI矩陣的系統(tǒng)規(guī)模受制于上游芯片廠商，同時(shí)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)和模擬矩陣也有很大不同，所以目前大容量的模塊化可擴(kuò)容的SDI矩陣很少，市面上基本都是小規(guī)模(64×16等)的產(chǎn)品。不過，這點(diǎn)也不是問題，如果SDI系統(tǒng)能獲得廣泛的應(yīng)用，芯片和設(shè)計(jì)技術(shù)都會(huì)很快得到突破，大規(guī)模的SDI矩陣也很快就會(huì)出現(xiàn)。

　　在實(shí)際項(xiàng)目中，HD-SDI系統(tǒng)可以單獨(dú)構(gòu)成一套系統(tǒng)使用，但是更有可能的情況是和別的系統(tǒng)結(jié)合使用或者作為整個(gè)大監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

　　上述系統(tǒng)是在IP系統(tǒng)里內(nèi)嵌了一套HD-SDI系統(tǒng)，滿足了用戶對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部分高清視頻畫質(zhì)和操控實(shí)時(shí)性的需求。

　　對(duì)于剛剛興起的HD-SDI技術(shù)，國(guó)內(nèi)眾多相關(guān)生產(chǎn)廠家，只是在此芯片基礎(chǔ)上開發(fā)出相應(yīng)的外部配套硬件和軟件平臺(tái)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外技術(shù)，自主研發(fā)而生產(chǎn)的新一代產(chǎn)品。如何在此基礎(chǔ)上提升產(chǎn)品的技術(shù)能力，就成為了現(xiàn)實(shí)的難題。

　　產(chǎn)品雷同且缺乏精巧和精細(xì)是參與眾多廠家測(cè)評(píng)的體會(huì)，不是我們的研發(fā)能力差多少，而是沒有做到精細(xì)、精致，就是說細(xì)節(jié)決定了成功。也就是這最后的一點(diǎn)，成就了高清的最終清晰呈現(xiàn)，就具體產(chǎn)品而言細(xì)節(jié)部分如下：

　　高清攝像機(jī)

　　鏡頭容易被忽略，而恰恰是鏡頭與攝像機(jī)的匹配決定了高清像素的顯示效果，尤其是邊緣清晰度更是如此。對(duì)于高速球機(jī)，內(nèi)置的變焦鏡頭也是影響效果的主要原因，尤其是在自動(dòng)跟蹤時(shí)候的自動(dòng)聚焦，和微距聚焦的設(shè)置等，很多廠家沒有在軟件上設(shè)置有此功能。變焦鏡頭的匹配不好也造成清晰度下降。

　　低照度和日夜轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)對(duì)于日夜轉(zhuǎn)換功能屬于擴(kuò)展性能，主要是存在轉(zhuǎn)換閥值高低不同，轉(zhuǎn)換效果不好，大部分?jǐn)z像機(jī)在8-10Lux左右就開始進(jìn)行日夜轉(zhuǎn)換，但都沒有設(shè)計(jì)有調(diào)節(jié)閥值的功能，尤其是球機(jī)更是如此，應(yīng)該針對(duì)四季設(shè)置自動(dòng)閥值設(shè)置功能可以很好的提升清晰度。此功能尤其是對(duì)于大系統(tǒng)更會(huì)有突出的效果。

　　ISP處理芯片在清晰度提升過程中與噪聲抑制的平衡考慮問題：很多廠家在提升清晰度，也相應(yīng)抬高了噪聲。對(duì)于圖像畫質(zhì)來說，銳度也是要考慮的重要部分，同時(shí)圖像的邊緣清晰度和層次感也是衡量圖像質(zhì)量好壞的的主要感官指標(biāo)，因此廠家要綜合考慮。在實(shí)際測(cè)試中經(jīng)常會(huì)遇到對(duì)清晰度的提升卻忽略了其它，實(shí)際觀感效果并不見好。

　　后焦調(diào)節(jié)及安裝方式考慮：如后焦調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及微調(diào)的精準(zhǔn)度，座裝和吊裝的便捷性均在設(shè)計(jì)中易被忽視。

　　此外，還包括前端防雷問題。

　　最后，產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)理位置的關(guān)鍵性。產(chǎn)品開發(fā)前期的研發(fā)經(jīng)理，對(duì)產(chǎn)品的主要功能，操作，便捷性，實(shí)際工程的需要等要給電氣工程師，結(jié)構(gòu)工程師，軟件工程師提出相應(yīng)的建議。來避免研發(fā)人員出現(xiàn)閉門造車的問題。

　　SDI矩陣

　　SDI矩陣在實(shí)際應(yīng)用中都是用于大系統(tǒng)，一般的SDI攝像機(jī)傳輸距離在100米左右，而大型監(jiān)控系統(tǒng)的SDI攝像機(jī)的傳輸距離都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出100米，因此矩陣輸入的補(bǔ)償就顯得尤為重要，借助網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和多級(jí)級(jí)聯(lián)控制是很重要的部分，混合式接入模式也是SDI矩陣重要的技術(shù)問題。目前對(duì)于不同的場(chǎng)合使用的攝像機(jī)有多種模式，如傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī)、IP攝像機(jī)、HD-SDI攝像機(jī)等，每大類攝像機(jī)又含有多種格式，因此兼容多類型攝像機(jī)也是SDI矩陣的技術(shù)難點(diǎn)，尤其是舊系統(tǒng)升級(jí)和“平安城市”建設(shè)都存在類似問題。軟件管理平臺(tái)的架構(gòu)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的管理也是SDI矩陣技術(shù)的難點(diǎn)，對(duì)于“平安城市”一級(jí)的系統(tǒng)，SDI矩陣的軟件管理平臺(tái)和存儲(chǔ)管理及光纖接入等就成為必要的技術(shù)。

　　隨著“平安城市”這樣大型建設(shè)項(xiàng)目需求的出現(xiàn)，矩陣網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)系統(tǒng)由中心矩陣和多臺(tái)節(jié)點(diǎn)矩陣組成，每臺(tái)矩陣均具備獨(dú)立的IP地址，通過以太網(wǎng)端口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。節(jié)點(diǎn)矩陣將本地視頻輸出上傳到中心矩陣，并且中心矩陣可以對(duì)所有節(jié)點(diǎn)矩陣的攝像機(jī)進(jìn)行圖像切換和控制。通過增加中心矩陣對(duì)節(jié)點(diǎn)矩陣的視頻下傳通道，各節(jié)點(diǎn)矩陣可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互控、跨區(qū)域調(diào)度。矩陣高清化之后不論是聯(lián)網(wǎng)還是單機(jī)操作，保留了原有的便捷切換控制、圖像巡檢定位等功能，如報(bào)警聯(lián)動(dòng)、成組切換等。因此SDI矩陣的技術(shù)發(fā)展必然是向著城域化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、光纖化、數(shù)字化和廣泛兼容化發(fā)展。對(duì)于舊有的各個(gè)系統(tǒng)都可以接入聯(lián)通。并可以在基于SDI矩陣的軟件管理平臺(tái)下將存儲(chǔ)、控制、通信、圖像、預(yù)警等統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)字城管的全方位功能。

　　但是很多廠家在研發(fā)時(shí)，又重走回模擬矩陣的開發(fā)時(shí)期的思路，沒有繼承已有的模擬矩陣中很多強(qiáng)大功能和各種軟硬件的優(yōu)點(diǎn)，浪費(fèi)了人力物力。

　　HD-SDI DVR

　　高清數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及管理設(shè)備HD-SDI DVR是伴隨著高清HD-SDI攝像機(jī)的廣泛使用應(yīng)運(yùn)而生的。其將DVR和NVR二種不同性質(zhì)的存儲(chǔ)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)集成到一起化身。HD-SDI攝像機(jī)適合于大型設(shè)備之間的較長(zhǎng)距離高清信號(hào)傳輸。因此，HD-SDI DVR設(shè)備的存儲(chǔ)未壓縮、低延遲、易安裝等特點(diǎn)就顯得尤為突出，正好結(jié)合了模擬的無壓縮和實(shí)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，又結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的數(shù)字高清管理應(yīng)用的便捷性。但其仍然采用的是H.264壓縮模式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理。由此引起的回放效果依然會(huì)以犧牲清晰度為代價(jià)。

　　針對(duì)HD-SDI DVR產(chǎn)品來說，在實(shí)時(shí)顯示的時(shí)候應(yīng)盡量保證顯示在HD-SDI模式下為好，如何針對(duì)SDI模式下多畫面分割合成，而不必再采用H.264壓縮(此方式會(huì)影響高清實(shí)際效果)幾個(gè)數(shù)字視頻并處理成多畫面分割合成后再實(shí)時(shí)顯示成單個(gè)畫面(包括單一畫面顯示)將成為今后研究的方向。而對(duì)于采用多路環(huán)通HD-SDI圖像輸出形式的DVR也很少見到。對(duì)于回放時(shí)仍沿用以往的H.264模式進(jìn)行壓縮和存儲(chǔ)處理，解壓縮后的圖像清晰度也是以降低清晰度為代價(jià)。眾所周知，HD-SDI攝像機(jī)傳輸數(shù)據(jù)可以達(dá)到最高1485Mbps無損1080P的高清數(shù)字視頻信號(hào)，一般傳輸格式亦采用1920×1080(1080P)，因此如何做到盡量不降低高清數(shù)據(jù)信號(hào)質(zhì)量，達(dá)到存儲(chǔ)和顯示的高清效果，已成為今后HD-SDI DVR廠家研發(fā)的主要課題。否則，HD-SDI攝像機(jī)的高清只帶來實(shí)時(shí)顯示效果，而對(duì)于HD-SDI DVR回放和通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽畫面也就降低了SDI圖像的清晰度。為了解決網(wǎng)絡(luò)瓶頸的問題，目前大多通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽時(shí)采取的是4-8M帶寬的存儲(chǔ)模式和流媒體技術(shù)傳輸?shù)娇蛻舳?。不過無論怎樣都是以犧牲清晰度為代價(jià)的，因此即使前端使用的是HD-SDI攝像機(jī)，但到了最終客戶端目前也難做到高清的效果，所以對(duì)于如何解決最后顯示的高清問題，也是今后廠家研發(fā)的主要方向。

　　SDI光端機(jī)

　　數(shù)字信號(hào)光纖傳輸在光纖中只有“有光”和“無光”兩種狀態(tài)，因而對(duì)光源的線性要求不高，從而避免了信號(hào)在處理過程中的損失。另外，數(shù)字SDI光端機(jī)比較容易實(shí)現(xiàn)多通道、多種信號(hào)的混合傳輸，借助TDM技術(shù)就能很容易地實(shí)現(xiàn)多通道多種信號(hào)的傳輸。

　　SDI光端機(jī)的主要電信號(hào)技術(shù)參數(shù)的特征性能有：傳送的信號(hào)：800mV的電壓擺幅，上升和下降時(shí)間小于135ps，允許一些過沖的存在，但不可以超過10%，即80mV。時(shí)鐘抖動(dòng)和調(diào)整抖動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)分別是定時(shí)抖動(dòng)小于1UI和校時(shí)抖動(dòng)小于0.2UI。但目前某些產(chǎn)品都存在著一定的參數(shù)偏離，對(duì)遠(yuǎn)端的接收機(jī)輸出的圖像有些微的影響，因此要求補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)做得十分精細(xì)和精準(zhǔn)。SDI信號(hào)經(jīng)過長(zhǎng)距離傳輸后信號(hào)質(zhì)量會(huì)變差，為了補(bǔ)償長(zhǎng)距離傳輸?shù)膿p耗并重建視頻信號(hào)的幅度，需要加入一個(gè)額外的電纜均衡器，過沖的調(diào)試與設(shè)計(jì)，調(diào)整抖動(dòng)的設(shè)計(jì)精準(zhǔn)等。

　　前端高清攝像機(jī)只表明了信號(hào)源的質(zhì)量，但是在傳輸?shù)侥┒说脑O(shè)備后，最終的處理能力和效果也決定了其是否可以顯示高清的畫面。那么這最后的100米就是我們需要博取的天下!