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，同時視頻資料的存儲容量不至于海量，但是代價是帶來了視頻質(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)標準也有多種，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，同時幾乎沒有延遲，而其帶來的代價則是視頻信號數(shù)據(jù)量極大。

　　SDI目前根據(jù)視頻分辨率和幀率分為3個標準：1SD-SDI即標清SDI,主要針對標清分辨率，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，這個標準主要針對分辨率為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，同時如果直接存儲這些數(shù)據(jù)，存儲容量將十分驚人。

　　由于標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標準的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，這種標準在提供分辨率為1080P的高清視頻的同時，最大限度地保留了視頻的所有細節(jié)，同時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)字視頻非壓縮標準中，SDI是最有前途的或者說是最有可能運用于監(jiān)控領(lǐng)域的，其原因主要是：HD-SDI使用高等級同軸電纜無中繼傳輸?shù)木嚯x達到100米左右，在眾多視頻非壓縮標準中是最遠的，為現(xiàn)場使用帶來了便利。具體基于HD-SDI的監(jiān)控系統(tǒng)，其優(yōu)勢主要在于：

　　· 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為SDI系統(tǒng)，當然原模擬系統(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、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)壓縮的信號在同軸電纜傳輸，穩(wěn)定可靠，不失真;

　　· 高清等級的實時圖像，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，在講究實時監(jiān)控的場合特別合適，如賭場、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SDI標準還支持在同軸電纜上傳輸控制信號，未來PTZ的控制信號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。如此真正實現(xiàn)一根同軸電纜傳輸多種信號，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，未壓縮的高清視頻信號將大大提高智能視頻分析的準確性;

　　HD-SDI系統(tǒng)目前存在的問題

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

　　HD-SDI系統(tǒng)目前存在的最大問題有以下幾點：

　　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)模用于外場的先例，相關(guān)標準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)之前并無儲備。SDI電纜傳輸?shù)氖歉哳l數(shù)字信號，防雷器的原理和設(shè)計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。針對此問題，可以考慮用光纖解決，安裝在外場的攝像機可以就近接入SDI光端機，還可以更進一步，SDI前端直接用光纖端口輸出視頻信號，一旦使用光纖傳輸，干擾和防雷就基本解決。即使不用于室外項目，HD-SDI系統(tǒng)也可以用于例如地鐵之類的室內(nèi)項目。

　　2、線纜的等級

　　HD-SDI高清視頻信號最好能在專門的SDI線纜上傳輸以保證視頻信號的最好效果，但專門的SDI線纜包括接頭都很貴，在實際項目中，如果全部采用專用的SDI線纜將增大建設(shè)成本，而經(jīng)過實際測試，選用高級別的同軸電纜和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)輔材的價格一定會大幅下降。

　　3、存儲的解決

　　如上所述，高清非壓縮視頻信號數(shù)據(jù)量非常大，用這樣的數(shù)據(jù)量直接去存儲的代價是相當大的，所以從實際考慮，視頻的存儲還是需要進行壓縮的，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)項目實際靈活選擇。即使如此，HD-SDI系統(tǒng)相比HD-IP系統(tǒng)的優(yōu)勢也是明顯的：在保持存儲容量質(zhì)量一致的前提下，HD-SDI系統(tǒng)在實時操控方面全面勝出，同時，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，同時產(chǎn)品的設(shè)計和制造技術(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)計技術(shù)都會很快得到突破，大規(guī)模的SDI矩陣也很快就會出現(xiàn)。

　　在實際項目中，HD-SDI系統(tǒng)可以單獨構(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大監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點。

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

　　對于剛剛興起的HD-SDI技術(shù)，國內(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，并結(jié)合國內(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)實的難題。

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

　　高清攝像機

　　鏡頭容易被忽略，而恰恰是鏡頭與攝像機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。對于高速球機，內(nèi)置的變焦鏡頭也是影響效果的主要原因，尤其是在自動跟蹤時候的自動聚焦，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)計對于日夜轉(zhuǎn)換功能屬于擴展性能，主要是存在轉(zhuǎn)換閥值高低不同，轉(zhuǎn)換效果不好，大部分攝像機在8-10Lux左右就開始進行日夜轉(zhuǎn)換，但都沒有設(shè)計有調(diào)節(jié)閥值的功能，尤其是球機更是如此，應(yīng)該針對四季設(shè)置自動閥值設(shè)置功能可以很好的提升清晰度。此功能尤其是對于大系統(tǒng)更會有突出的效果。

　　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。對于圖像畫質(zhì)來說，銳度也是要考慮的重要部分，同時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，因此廠家要綜合考慮。在實際測試中經(jīng)常會遇到對清晰度的提升卻忽略了其它，實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)計及微調(diào)的精準度，座裝和吊裝的便捷性均在設(shè)計中易被忽視。

　　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，對產(chǎn)品的主要功能，操作，便捷性，實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矩陣在實際應(yīng)用中都是用于大系統(tǒng)，一般的SDI攝像機傳輸距離在100米左右，而大型監(jiān)控系統(tǒng)的SDI攝像機的傳輸距離都遠遠超出100米，因此矩陣輸入的補償就顯得尤為重要，借助網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程管理和多級級聯(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。目前對于不同的場合使用的攝像機有多種模式，如傳統(tǒng)的模擬攝像機、IP攝像機、HD-SDI攝像機等，每大類攝像機又含有多種格式，因此兼容多類型攝像機也是SDI矩陣的技術(shù)難點，尤其是舊系統(tǒng)升級和“平安城市”建設(shè)都存在類似問題。軟件管理平臺的架構(gòu)和數(shù)據(jù)存儲的管理也是SDI矩陣技術(shù)的難點，對于“平安城市”一級的系統(tǒng)，SDI矩陣的軟件管理平臺和存儲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)項目需求的出現(xiàn)，矩陣網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)系統(tǒng)由中心矩陣和多臺節(jié)點矩陣組成，每臺矩陣均具備獨立的IP地址，通過以太網(wǎng)端口進行數(shù)據(jù)交換。節(jié)點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所有節(jié)點矩陣的攝像機進行圖像切換和控制。通過增加中心矩陣對節(jié)點矩陣的視頻下傳通道，各節(jié)點矩陣可以實現(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，如報警聯(lián)動、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。對于舊有的各個系統(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下將存儲、控制、通信、圖像、預警等統(tǒng)一管理，實現(xiàn)數(shù)字城管的全方位功能。

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

　　HD-SDI DVR

　　高清數(shù)據(jù)存儲及管理設(shè)備HD-SDI DVR是伴隨著高清HD-SDI攝像機的廣泛使用應(yīng)運而生的。其將DVR和NVR二種不同性質(zhì)的存儲設(shè)備的優(yōu)點集成到一起化身。HD-SDI攝像機適合于大型設(shè)備之間的較長距離高清信號傳輸。因此，HD-SDI DVR設(shè)備的存儲未壓縮、低延遲、易安裝等特點就顯得尤為突出，正好結(jié)合了模擬的無壓縮和實時的優(yōu)點，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壓縮模式進行數(shù)據(jù)存儲和管理。由此引起的回放效果依然會以犧牲清晰度為代價。

　　針對HD-SDI DVR產(chǎn)品來說，在實時顯示的時候應(yīng)盡量保證顯示在HD-SDI模式下為好，如何針對SDI模式下多畫面分割合成，而不必再采用H.264壓縮(此方式會影響高清實際效果)幾個數(shù)字視頻并處理成多畫面分割合成后再實時顯示成單個畫面(包括單一畫面顯示)將成為今后研究的方向。而對于采用多路環(huán)通HD-SDI圖像輸出形式的DVR也很少見到。對于回放時仍沿用以往的H.264模式進行壓縮和存儲處理，解壓縮后的圖像清晰度也是以降低清晰度為代價。眾所周知，HD-SDI攝像機傳輸數(shù)據(jù)可以達到最高1485Mbps無損1080P的高清數(shù)字視頻信號，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)信號質(zhì)量，達到存儲和顯示的高清效果，已成為今后HD-SDI DVR廠家研發(fā)的主要課題。否則，HD-SDI攝像機的高清只帶來實時顯示效果，而對于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)瀏覽時采取的是4-8M帶寬的存儲模式和流媒體技術(shù)傳輸?shù)娇蛻舳恕２贿^無論怎樣都是以犧牲清晰度為代價的，因此即使前端使用的是HD-SDI攝像機，但到了最終客戶端目前也難做到高清的效果，所以對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

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

　　SDI光端機的主要電信號技術(shù)參數(shù)的特征性能有：傳送的信號：800mV的電壓擺幅，上升和下降時間小于135ps，允許一些過沖的存在，但不可以超過10%，即80mV。時鐘抖動和調(diào)整抖動的標準參數(shù)分別是定時抖動小于1UI和校時抖動小于0.2UI。但目前某些產(chǎn)品都存在著一定的參數(shù)偏離，對遠端的接收機輸出的圖像有些微的影響，因此要求補償電路的設(shè)計做得十分精細和精準。SDI信號經(jīng)過長距離傳輸后信號質(zhì)量會變差，為了補償長距離傳輸?shù)膿p耗并重建視頻信號的幅度，需要加入一個額外的電纜均衡器，過沖的調(diào)試與設(shè)計，調(diào)整抖動的設(shè)計精準等。

　　前端高清攝像機只表明了信號源的質(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!