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　　從2005年開(kāi)始，安防領(lǐng)域進(jìn)入高清時(shí)代，高清攝像機(jī)及其系列產(chǎn)品如雨后春筍般的發(fā)展壯大起來(lái)，并有著越來(lái)越強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭，從IP技術(shù)的720系列發(fā)展到1080P系列的產(chǎn)品只用了短短的3年時(shí)間，CCD和COMS感光芯片也由原來(lái)的80萬(wàn)像素大踏步的邁向300萬(wàn)像素。但高清的腳步?jīng)]有停止下來(lái)，甚至是在傳統(tǒng)的IP技術(shù)的720P、1080P等攝像機(jī)系列還沒(méi)有完全霸占安防領(lǐng)域時(shí)，高清卻實(shí)現(xiàn)了華麗的轉(zhuǎn)身，跳躍性的發(fā)展到了真正的無(wú)壓縮，小延時(shí)，真高清的HD-SDI技術(shù)。
　　　　
　　1、SDI高清的前世今生：
　　
　　上世紀(jì)90年代末期，DVR的出現(xiàn)就代表著傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)將被如今的HD-SDI攝像機(jī)所取代。*10多年前產(chǎn)生的革命性的圖像存儲(chǔ)技術(shù)，就是為了將視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在硬盤(pán)中需要將視頻圖像經(jīng)過(guò)AD/DA的轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)的。隨后也出現(xiàn)了數(shù)字技術(shù)的CCD和COMS芯片。從那時(shí)起，攝像機(jī)廠家的技術(shù)研發(fā)人員開(kāi)始領(lǐng)悟到如此的轉(zhuǎn)換和壓縮意味著是圖像品質(zhì)的降低，幾年以后，IP技術(shù)的攝像機(jī)研發(fā)出來(lái)，其中也包括高清IP攝像機(jī)，但仍然是繼承了以往的技術(shù)。為何不生產(chǎn)出不用轉(zhuǎn)換和壓縮的真正的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)就成為了攝像機(jī)生產(chǎn)廠家的終目的。因此，源于廣電技術(shù)的SDI技術(shù)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域獲得重視，并于近兩年得到初步的應(yīng)用。
　　
　　SDI即serialdigitalinterface，通俗而言即是數(shù)字非壓縮技術(shù)。前文所述，視頻經(jīng)過(guò)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(lái)了視頻質(zhì)量的下降，操控存在延遲性以及開(kāi)放性所帶來(lái)的安全隱患，一般壓縮后數(shù)據(jù)要損失20%以上。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(jiàn)的HDMI支持5Gbps速率、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(guò)程）。非壓縮帶來(lái)的好處是視頻質(zhì)量大限度的保真，同時(shí)幾乎沒(méi)有延遲，而其帶來(lái)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)：
　　
　　SDI：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幀，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幀或者60幀，模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)量為2.97Gbps。
　　
　　由此可見(jiàn)，視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換后不經(jīng)過(guò)壓縮的原始數(shù)據(jù)量是很大的，如果不經(jīng)過(guò)壓縮，如此大的數(shù)據(jù)量是IP網(wǎng)絡(luò)根本無(wú)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(wú)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(kāi)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)，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)。
　　
　　2、HD-SDI攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、模擬攝像機(jī)的關(guān)鍵功能對(duì)比
　　
　　IPC攝像機(jī)和SDI攝像機(jī)采用的圖像傳感器芯片是一樣的，通過(guò)其核心功能點(diǎn)的比較，可以看出HD-SDI攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)、模擬攝像機(jī)之間的功能點(diǎn)比較接近，核心的區(qū)別點(diǎn)在于圖像畫(huà)質(zhì)與傳輸。
　　
　　3、高清時(shí)代如何走好后的一百米
　　
　　高清時(shí)代的核心技術(shù)掌握在國(guó)外的廠家手里，如HD-SDI芯片的主要供應(yīng)商來(lái)自歐美、日本，韓臺(tái)等地。其中的企業(yè)包括國(guó)半、gennum、Sony、Kodak、micron、OV、TI、Techwell等，這里不談及此。但是即使在采用相同的芯片和技術(shù)條件下，國(guó)內(nèi)的不同產(chǎn)品顯示的高清圖像也有著很大的差別，有的產(chǎn)品甚至高清效果明顯缺失。
　　
　　我們的創(chuàng)新點(diǎn)在哪里？對(duì)于剛剛興起的HD-SDI技術(shù)，對(duì)于國(guó)內(nèi)眾多HD-SDI設(shè)備的生產(chǎn)廠家，只是在此芯片的基礎(chǔ)上相應(yīng)的開(kāi)發(fā)出配套的外部硬件和軟件平臺(tái)，并結(jié)合自主的一些國(guó)內(nèi)外的使用經(jīng)驗(yàn)而產(chǎn)生的新一代產(chǎn)品。如何在此基礎(chǔ)上提升我們的產(chǎn)品技術(shù)能力，就成為了現(xiàn)實(shí)的難題，產(chǎn)品的雷同和缺乏精巧和精細(xì)是我參與眾多廠家測(cè)評(píng)的體會(huì)，不是我們的研發(fā)能力差多少，而是我們沒(méi)有做到細(xì)致、精致，就是說(shuō)細(xì)節(jié)決定了成功。而就是這后的一點(diǎn)，成就了高清的終清晰的呈現(xiàn)。就產(chǎn)品而言細(xì)節(jié)的部分如下
　　
　　一、高清攝像機(jī)
　　
　　A、鏡頭：對(duì)于大多數(shù)高清攝像機(jī)廠家來(lái)說(shuō)，鏡頭往往是容易被忽略的，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(méi)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。
　　
　　B、低照度和日夜轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)問(wèn)題：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(kāi)始進(jìn)行日夜轉(zhuǎn)換，但都沒(méi)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)更是有和突出的效果。
　　
　　C、ISP處理芯片在清晰度提升過(guò)程中與噪聲抑制的平衡考慮問(wèn)題，很多廠家在提升清晰度，也相應(yīng)的提升了噪聲。對(duì)于圖像畫(huà)質(zhì)來(lái)說(shuō)，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)際觀感效果并不好。
　　
　　D、后焦的調(diào)節(jié)，及安裝方式要考慮。如后焦調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及微調(diào)的度，座裝和吊裝的便捷性均是要設(shè)計(jì)中容易被忽視的。
　　
　　E、前端防雷的問(wèn)題。
　　
　　F、產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)理位置的關(guān)鍵性，產(chǎn)品開(kāi)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(lái)避免研發(fā)人員出現(xiàn)閉門(mén)造車的問(wèn)題。（由于研發(fā)人員大多不參與工程項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用效果和操作性能有著天然的缺失等）
　　
　　二、SDI矩陣：
　　
　　SDI矩陣在實(shí)際應(yīng)用中都是用于大系統(tǒng)的。一般的SDI攝像機(jī)傳輸距離在100米左右，對(duì)于大的監(jiān)控系統(tǒng)的SDI攝像機(jī)的傳輸距離的都要遠(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)控制也是很重要的部分?；旌鲜浇尤肽Ｊ揭彩荢DI矩陣的首先技術(shù)問(wèn)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)，SDI攝像機(jī)等，每大類攝像機(jī)又含有多種格式，因此兼容多類型的攝像機(jī)也是SDI矩陣的技術(shù)難點(diǎn)，尤其是老系統(tǒng)升級(jí)和平安城市建設(shè)都存在類似問(wèn)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，對(duì)于城市級(jí)的系統(tǒng)，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(guò)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(guò)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)字化和廣泛的兼容化發(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)字城管的功能。
　　
　　但是目前很多廠家在研發(fā)SDI矩陣的時(shí)候，又重走回模擬矩陣的開(kāi)發(fā)時(shí)期的思路，沒(méi)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)了人力和物力。（SDI矩陣主要是在視頻輸入板和輸出板的技術(shù)不同而已）
　　
　　三、HD-SDIDVR
　　
　　高清數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及管理的設(shè)備HD-SDIDVR（下面簡(jiǎn)稱HSDVR）是伴隨著高清HD-SDI攝像機(jī)的廣泛使用而應(yīng)運(yùn)而生。相對(duì)于以往的DVR和NVR二種存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)說(shuō)，HSDVR就猶如將DVR和NVR的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合成為一種全新的存儲(chǔ)管理設(shè)備，類似于生物學(xué)中的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，將二個(gè)不同性質(zhì)的產(chǎn)品中的優(yōu)點(diǎn)集成到一起成為一種全新的十分的存儲(chǔ)設(shè)備，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HSDVR設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)即傳輸未壓縮、低延遲、易安裝的特色就顯得十分突出，正好就結(jié)合了模擬的無(wú)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.274壓縮模式進(jìn)行存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)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)HSDVR產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，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(huà)面分割合成，而不必再采用H.264壓縮（此方式會(huì)降低高清）幾個(gè)數(shù)字視頻并分割合成處理成多畫(huà)面后在實(shí)時(shí)顯示成一個(gè)畫(huà)面（包括單一畫(huà)面顯示），將成為今后的研究方向。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(jiàn)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下降為代價(jià)的。*HD-SDI攝像機(jī)傳輸數(shù)據(jù)可以達(dá)到高1485Mbps無(wú)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)做到存儲(chǔ)和顯示就成為今后HSDVR廠家研發(fā)的主要課題。（此時(shí)HD-SDI攝像機(jī)的高清只帶來(lái)的是實(shí)時(shí)顯示）而對(duì)于HSDVR回放和通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽畫(huà)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(wèn)題，大多通過(guò)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)娇蛻舳恕？傊疅o(wú)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)，但到了終客戶端目前也難做到高清的效果，所以對(duì)于如何解決后顯示的高清問(wèn)題，也是今后廠家研發(fā)的主要方向。
　　
　　四、SDI光端機(jī)
　　
　　數(shù)字SDI光端機(jī)不同于傳統(tǒng)的模擬機(jī)，由于是數(shù)字信號(hào)光纖中只有“有光”和“無(wú)光”兩種狀態(tài)，因而對(duì)光源的線性要求不高或幾乎沒(méi)有要求，從而避免了信號(hào)在處理過(guò)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（時(shí)分復(fù)用）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)的特征性能如下：傳送的信號(hào)：800mV的電壓擺幅，上升和下降時(shí)間小于135ps（ns=1000ps皮秒），允許有一些過(guò)沖的存在，但不可以超過(guò)10%，即80mV。時(shí)鐘抖動(dòng)和調(diào)整抖動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)分別小于定時(shí)抖動(dòng)2UI和校時(shí)抖動(dòng)0.2UI。但目前國(guó)內(nèi)的一些產(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。因此要求對(duì)于光端機(jī)中的的補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)應(yīng)要做的十分精細(xì)和。SDI信號(hào)經(jīng)過(guò)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(guò)沖的調(diào)試與設(shè)計(jì)，調(diào)整抖動(dòng)的設(shè)計(jì)等。
　　
　　總之，前端的高清攝像機(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，終的處理能力和效果也是決定其是否可以顯示成為高清的畫(huà)面。那么這后的100米就是我們要博取的天下。