《HD-SDI高清视频解决方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《HD-SDI高清视频解决方案（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、HD-SDI高清视频解决方案高清视频监控概述近两年，高清可以说是监控行业最热门话题， 业界各大主流厂商都纷纷推出 自己的高清产品，尤其是高清网络摄像机更是款型丰富，外围配套设备比较齐全， 涌现出各种IP高清系统解决方案，并成为目前高清视频监控应用方案的主流， 下面我们分析另一高清视频解决方案一一HD-SDI。视频监控系统中图像清晰度是最被关注的， 衡量图像清晰度的标准是分辨率， 分辨率值越大，图像就越清晰。现在视频图像分辨率最高已可达1080P,也就是人们通常说的高清。其实要做到画面高清，不仅仅是分辨率达到720P或1080P就行了，还必须在超宽动态、自动白平衡、图像锐利度调整、超级数字降噪（
2、信噪比）、智能数字自动测光补偿、亮度信号、彩色信号边缘补正、损坏像素自动 调整与恢复、色彩调整等指标上都要有上好的表现，只有达到这些综合性的要求 才能真正地实现高清。由于图像清晰度对视频监控产业有着非同一般的重要性， 因此，高清监控技术一经面世就被市场广泛接受并开始实际应用。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。近两年，高清可以说是监控行业最热门话题， 业界各大主流厂商都纷纷推出 自己的高清
3、产品，尤其是高清网络摄像机更是款型丰富，外围配套设备比较齐全， 涌现出各种IP高清系统解决方案，并成为目前高清视频监控应用方案的主流。 不可否认，由于IP高清监控方案的实际应用，极大地提高了视频数据承载和应 用能力，使视频图像分辨率大幅提升，并具有高度的易扩展性和集中管理等优势。 近几年安防行业各类展会中，IP高清监控方案真可谓饱受赞誉。然而，尽管IP网络高清监控具有种种优势，但也由于各种原因，对IP网络 监控，特别对网络高清监控系统整体而言， 也明显地暴露出其软肋：由于网络传 输延迟带来的非实时性，又由于有损编码压缩使显示和记录的图像失去原汁原味， 从而影响了其应用效果。所以说，事物都有其正
4、反二面，IP网络监控也不例外。在人类感知物质世界的过程中，对高清的追求一直没有停止脚步，与 IP网 络高清监控相呼应的HD-SDI数字高清监控就是最为重要的应用实例。HD-SDI高清及标准摄像机的CCD| CMO滕感器采集信号后未经压缩的高清视频信号及传输有 模拟和数字两种。模拟传输一般采用YPbPr分量传输，一路高清视频信号需要三根同轴线缆同时传输。数字传输一般采用DVI、HDM或者HD-SDI传输，其中DVI 或HDMI的传输距离只有几米，不适合用于监控图像的远程传输，行业内通常被 应用在演播控制室内设备间的连接和信号传输。而HD-SDI信号虽然可以传输百米左右，并可采用CVBSW轴电缆传
5、输，所以通常被应用在现场采集设备与百米 内的控制设备间的信号传输连接。高清定义源自于数字高清电视 HDTV是由美国电影电视工程师协会 SMPTE 确定的高清晰度电视标准，即支持1080i（1920 X 1080,隔行）、720P（1280X 720, 逐行）、1080P（1920X 1080,逐行）三种高清电视标准；再次，还特别要求是16： 9 显示模式和全帧速。目前，在安防行业传统监控系统标清数字编码一般可达到4CIF或D1的分辨率，约为40万像素，清晰度在300至500电视线之间；高清摄像机如果要达到 800电视线清晰度，那么摄像机的分辨率至少要达到720P（1280X 720）的标准，约
6、90多万像素；若采用200万像素，就能达到1080P（1920X 1080,逐行）高清 图像的要求。现在，安防行业通常采用广播电视领域的高清划分标准，来区分“高清”和“标清”。由于采用广电标准：即能达到百万像素的摄像机，配套以1080P分辨 率的显示设备及相应的传输通道，就可以形成一套可称之为高清的监控系统，但 安防视频监控行业本身至今还没有通用的高清标准。例如，2006年发布的国标视频安防监控数字录像设备国家标准 GB20815-200& ,仅对DVR勺等级划分 为A级（分辨率不小于4CIF, 704X 576）和B级（分辨率CIF, 352X 288）两种。HD-SDI监控技术优势相较于I
7、P网络高清监控系统，很明显，HD-SDI监控有如下优势：1）原模拟系统布线仍可采用，系统组成和设备管理方式不变，从老的模拟 系统升级，只需更换相应的硬件设备，几乎无需操作培训，能平滑实现 从标清模拟监控升级到高清监控。2）不失真原始图像，不像IP监控是经压缩和打包后经网络传输的，而 HD-SDI监控以未压缩数字信号在同轴电缆上高速传输，不失真。3）高清实时，不受传输网络影响，不会有 IP网络监控产生的图像延迟问 题，在有实时监控要求的场合，该性能要求就显得特别重要。4）提供更多细节，保持图像的完整性和原始性，大大提高了智能分析算法 的精度，为智能视频分析IVS提供了保障。5）单位面积摄像机布点
8、密度大幅下降，提高了采集设备的利用效能。客观地讲，基于IP监控和基于HD-SDI监控各有优势，从目前安防需求看， HD-SDI监控是令人振奋的。但是，HD-SDI监控本身也还有技术问题需解决。比 如，需要解决HD-SDI的长距离（长于100米的）传输问题；配套设备欠成熟、厂 商较少，厂商和配套设备的选择面较小， 成本也比较高；应用的普及度及用户的 认知度还远远不及IP网络高清监控。高清摄像机组成及关键技术HD-SDI或IP高清摄像机一般由如下主要部分组成如下：1）摄像机CCD CMO威像器件，完成光学图像转换为电学信号，输出电子 图像信号。2） AFE模拟前端，用于CCDS像时，将CCDS像信
9、号数字化，并产生 CCD 控制时序。而对于CMOS成像器件，可直接输出数字信号，故不需要 AFE 模拟前端。3） CPM整个高清摄像机核心器件，其主要完成图像信号处理 （ImageSignalProcessor） 和图像信号编解码（编解码为 MPEG4H.264标准 图像数据等）。早期的CPUSP DSP（DigitalSignalProcessor）,主要完成图像信号处理，如：透镜校正、Gamma正、边缘校正、自动曝光、自动聚 焦、自动黑白平衡、防抖动等处理及控制。这其中 IP高清摄像机的CPU 还要完成图像的编码压缩，再经IP网络口输出，而HD-SDI高清摄像机不 经编码压缩即以原始数字信
10、号经 HDMI或HD-SDI口输出。总体说，CPU余 图像处理和编码功能外，还要完成高清摄像机系统控制及计算，充作整个 系统的中央处理器。4）存储接口：存储主要是指存储卡/硬盘等数据存储。5）信号输出接口： HDMI为高清数字多媒体接口，支持5Gpbs以上高速信号传 输速率，为民用消费电子接口； HD-SDI为高速串行接口，符合SMPTEa织 制定的用于影视演播室的数字音视频信号传输，是专业标准。其早期支持 标清数字电视信号的270Mbps速率，已发展到传输1.485Gbps高清数字电 视信号，再发展到当前的2.97Gbps高速信号，用于传输RGB24bit以上高 清数字电视信号。从上述对高清
11、摄像机系统介绍可知，专业高清摄像机涉及到以下主要难点和 当前业界先进技术。1）高分辨率光学镜头集成，高清摄像机必须搭配高分辨率（高达真正千万像素） 和广角的光学镜头，在光学变焦等方面，均为当前技术最前沿。2）图像信号处理，在光学信号转换为电学信号时，需要进行信号处理，以便 获得较高的图像质量，降低各种干扰和杂声等。以白平衡、自动曝光、自 动聚焦、防抖动等为代表的几个技术是图像信号处理技术的几个方面。3）高速电子图像信号的接收、处理和传输，高清摄像机在光电转换后，所得 信号均为高速电子信号，这要求信号接收、处理和传输等环节，均需要考 虑电磁兼容和隔离措施。4）高清视频压缩，高清摄像机由于其视频信
12、号速率高，数据量大，必需采用 当前先进的视频压缩技术，如 H.264等，才能满足存储和网络传输需求。高清摄像机技术发展与应用高清摄像机从早期的720P分辨率已逐步发展到当前的全高清阶段，即支持 1080P制式。高清摄像机与早期的标清摄像机相比，存在以下明显区别和发展。1）视频监控标清摄像机输出模拟信号， 而高清摄像机基本为数字信号。 在标 清模拟信号数字化后，存在Interlace 现象，一般而言，标清的数字视频 信号其图像效果，无论主观还是客观指标，都不如原模拟信号，模拟视频 信号数字化仅仅解决网络传输和硬盘存储等客观需求。而高清摄像机信号 本质上为数字信号，不存在模拟信号变换为数字信号的问
13、题。 图像分辨率 的大幅提升，带来技术上量变到质变的飞跃，可大幅提升视频主客观效果， 图质更加接近自然本色。2）随着视频尺寸向着高清演进，对摄像机 CPU（DSP）t理能力的要求大幅提 升，并高于图像像素分辨率提高的比例，这是标清无法比拟的。3）由于高清摄像机本身输出数字化视频信号， 传统的视频监控摄像机应用模 式将发生重大变化。标清摄像机必需配合DVS/DV您，而高清摄像机可直接完成视频的编解码， 这样，高清系统将更加地被简化和集成。HD-SDI高清解决方案要实现真正的高清监控，必须从视频源的采集、视频信号的处理、视频信号 的传输、视频的显示浏览、录像文件的回放等环节全面支持高清。对用户而言
14、， 高清只有在包含了前端、传输、浏览、显示、平台、存储等各个环节时才有意义。所以，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/DVRf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-S
15、DI高清编码器 +相适应的存储设备（如IP-SAN）。HD-SDI高清应用考虑对HD-SDI高清摄像机及整体系统的应用既要参考系统的特性，又要考虑应 用对象的需求，需二者统筹兼顾。从前述知道HD-SDI高清摄像机具有：原模拟系统布线仍可采用、保持不失 真原始图像、高清实时等特点；而应用对象又有对高保真和高实时性的要求， 所 以HD-SDI高清摄像机及系统应该是上述二者的兼有，不是任何时候、任何地方 都适用的，所以一般应用在： 有视频智能分析IVS需要的场合； 电子卡口系统； 电子警察系统； 银行柜员制系统； 范围不是很大的重要的展览馆、博物馆等。由于有较高的分辨率，能带来更高的视频分析准确率，
16、能实现高准确率的识 别（例如：人脸识别、行为识别、车牌识别、流量统计）；又由于高实时性，所以 使安保人员能实时掌控现场的状况； 上述的这些场合，大多控制和显示设备距摄 像机距离不远，或许不需增加传输设备（HD-SDI光端机），甚至可利用原模拟系 统的线缆即可完成系统向高清的升级改造。HD-SDI设备安装注意事项HD-SDI高清视频系统对图像的还原能力很强，这就对使用者、器材和支持 的基础设施（线缆及接插件）提出了更高的要求。尽管HD-SDI设备的安装调试与 常规模拟标清系统没有太大的区别，但在一些细节上还是要给予特别注意的。1）枪式防护罩要考虑护罩玻璃的选择，应选用高质量的光学玻璃，以避免普 通平板玻璃带来的严重的光损，而影响高清摄像机的图像质量。2）安装环境的照度，高清摄像机对安装环境的照度要求要比标清高
