關(guān)于HD-SDI數字高清攝像機的應用分析

高清網(wǎng)絡(luò )攝像機擁有網(wǎng)絡(luò )攝像機所具備的所有優(yōu)點(diǎn)，當然必可避免的帶有網(wǎng)絡(luò )攝像機的缺點(diǎn)。視頻監控從小規模的傳統CCTV閉路電視監控系統到本地的局域網(wǎng)絡(luò )監控，再到目前流行起來(lái)的大范圍遠程網(wǎng)絡(luò )監控，網(wǎng)絡(luò )攝像機無(wú)疑最具備視頻組網(wǎng)的條件。

作為網(wǎng)絡(luò )攝像機，其本身即可以通過(guò)TCP/IP協(xié)議設置可以訪(fǎng)問(wèn)的IP地址，通過(guò)局域網(wǎng)連接到互聯(lián)網(wǎng)來(lái)進(jìn)行視頻的網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)，無(wú)論在世界任何地點(diǎn)，都可以訪(fǎng)問(wèn)與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通的高清網(wǎng)絡(luò )攝像機。但隨之帶來(lái)的問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò )暴露在最前端，可能會(huì )遭到非法用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò )入侵，網(wǎng)絡(luò )管理人員必須要做相應的安全策略來(lái)避免黑客攻擊。

高清網(wǎng)絡(luò )攝像機由于要通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸編碼過(guò)的視頻，其自身就具備編碼功能，而憑借高效的MPEG4/AVCH.264壓縮技術(shù)標準，編碼后的視頻數據碼率相對原始視頻數據流小了百倍以上，因此經(jīng)過(guò)編碼的視頻可以直接通過(guò)本地SD/SDHC存儲卡來(lái)存儲或在網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)視頻流的同時(shí)來(lái)進(jìn)行視頻錄像的存儲。但是編碼網(wǎng)傳會(huì )帶來(lái)明顯的延時(shí)，和視頻失真、色斑色塊、清晰度下降、銳度不足等問(wèn)題，各廠(chǎng)商的方案和網(wǎng)絡(luò )環(huán)境的不同，網(wǎng)絡(luò )延時(shí)從200ms到1-2s，而視頻效果需要足夠的碼率來(lái)保證，這又需要足夠的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )帶寬。

視頻參數與功能設置對于視頻監控中的視頻采集來(lái)源——攝像機是十分重要的，由于場(chǎng)景物體、建筑、光線(xiàn)等變化，需要重新調節視頻參數或設置部分功能，高清網(wǎng)絡(luò )攝像機由于其自身接入了網(wǎng)絡(luò )，只要網(wǎng)絡(luò )暢通，系統管理員可以隨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)攝像機，根據當前情況來(lái)重新配置攝像機。

伴隨著(zhù)視頻監控，音頻采集同樣對事件監控有著(zhù)一定的意義，監控場(chǎng)景的某些聲音，場(chǎng)景內人物的對話(huà)，都可能是重要信息，而高清網(wǎng)絡(luò )攝像機可以通過(guò)簡(jiǎn)單的音頻采集，同步做音視頻編碼，封裝成音頻數據流，進(jìn)行錄像存儲和網(wǎng)絡(luò )音視頻的傳輸預覽。而音頻采集的拾音器材成本很低，音頻流碼率也很低，所以有很多用戶(hù)還是希望有聲音伴隨的真正音視頻監控。

攝像機的鏡頭在不同焦距下觀(guān)看的視場(chǎng)角和所能觀(guān)看物體的遠近也是不同的，監控行業(yè)中可能會(huì )使用到電動(dòng)鏡頭，網(wǎng)絡(luò )攝像機通過(guò)自身的RS-485接口即可控制鏡頭，配合云臺，可實(shí)現實(shí)時(shí)轉動(dòng)與焦距變換。

新型的HD-SDI數字高清攝像機技術(shù)特點(diǎn)相對傳統高清網(wǎng)絡(luò )攝像機有很大不同：

HD-SDI數字高清攝像機只能在同軸電纜上傳輸視頻信號，無(wú)法在以太網(wǎng)中傳輸，傳輸距離一般在100米左右，如果需要更遠距離傳輸，需要通過(guò)HD-SDI專(zhuān)用光端機，通過(guò)光纜傳輸視頻信號。

HD-SDI傳輸的視頻信號為未壓縮的原始視頻數字信號，不會(huì )因視頻壓縮而帶來(lái)清晰度不足、色斑色塊、銳度降低等問(wèn)題。但是其數據量龐大，系統難以承受，必然還要做編碼壓縮處理來(lái)做更遠距離的網(wǎng)絡(luò )傳輸，編碼后的視頻數據與高清網(wǎng)絡(luò )攝像機基本無(wú)差異，對于事后回放存儲的錄像，兩者基本相同。

HD-SDI接口設計之初只為了無(wú)壓縮視頻的單向傳輸，攝像機一般也是有人操作的，很少需要遠程反向操作攝像機;HD-SDI監控攝像機只能本地操作，在安裝之初就調試好，或單獨鋪設控制信號線(xiàn)。如果配合云臺和電動(dòng)變倍鏡頭來(lái)使用，也需要單獨鋪設信號線(xiàn)。

HD-SDI攝像機的應用和當前的困難

HD-SDI的純視頻傳輸，也讓監控攝像機對音質(zhì)的需求難以滿(mǎn)足而頗感尷尬，只有單獨對音頻布線(xiàn)傳輸，而無(wú)法融入為復合的音視頻信號。目前行業(yè)中已經(jīng)在開(kāi)發(fā)把音頻數據嵌入到HD-SDI視頻信號中的技術(shù)，不過(guò)目前主要廠(chǎng)家的HD-SDI攝像機產(chǎn)品中還幾乎沒(méi)有得到實(shí)際應用。

HD-SDI攝像機的應用和當前的困難

對高清監控產(chǎn)品的需求，從使用者來(lái)源劃分主要來(lái)自于兩類(lèi)，一類(lèi)是現有監控系統需要升級到高清視頻監控，另一類(lèi)是新建高清視頻監控系統。

已有視頻監控系統中，模擬視頻監控占絕大多數，由于其發(fā)展較早，使用時(shí)間較長(cháng)，監控性能已經(jīng)下降，無(wú)法起到監控應有的作用，有一定實(shí)力或對高清迫切需求的用戶(hù)會(huì )因此而選擇更新?lián)Q代到高清視頻監控。從方便的角度來(lái)講，只替換設備是最方便的，而HD-SDI攝像機和配套的HD-DVR正適合，只需要替換攝像機和DVR即可方便地完成視頻升級，成本上要比換成網(wǎng)絡(luò )攝像機和NVR并鋪設網(wǎng)絡(luò )要低，同時(shí)獲得低延時(shí)的無(wú)損視頻，當然除非用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò )覆蓋非常密集，否則布線(xiàn)和交換機的成本也會(huì )因點(diǎn)位數量更多而不得不考慮。

新建視頻監控系統中，高清網(wǎng)絡(luò )攝像機的需求隨著(zhù)近幾年的發(fā)展，用戶(hù)的需求也越來(lái)越多，從設備使用配置到組網(wǎng)的角度來(lái)講，網(wǎng)絡(luò )攝像機要更勝一籌，即使不用嵌入式NVR硬件，也可以用現有電腦或服務(wù)器來(lái)完成視頻的預覽監控和錄像。但是從系統設計到項目實(shí)施都會(huì )遇到因高清網(wǎng)絡(luò )攝像機的高碼率帶來(lái)網(wǎng)絡(luò )帶寬過(guò)大而不得不使用更高端的交換機，以及網(wǎng)絡(luò )繁忙，解碼電腦性能不足導致預覽不流暢和延時(shí)問(wèn)題。根據市場(chǎng)反饋，這些問(wèn)題給用戶(hù)帶來(lái)的煩惱不占少數，此時(shí)HD-SDI攝像機的優(yōu)勢便體現出來(lái)，獨立的視頻信號傳輸、0.1秒以下的超低延時(shí)，高清晰無(wú)損畫(huà)面都會(huì )讓客戶(hù)享受到廣電專(zhuān)業(yè)級設備的特有體驗。

針對上述兩種客戶(hù)的描述并從整體市場(chǎng)情況來(lái)看，HD-SDI攝像的主要需求者以高端用戶(hù)和對畫(huà)質(zhì)延時(shí)要求高的極端用戶(hù)為主。監控覆蓋和整體系統可能很小也可能極為復雜。

整體應用上從前端到后端詳細來(lái)講，HD-SDI攝像機安裝時(shí)同模擬攝像機一樣，需要在前端安裝調好鏡頭的同時(shí)調節菜單配置好參數，插好鋪設的同軸電纜BNC接頭。

鋪設的同軸電纜距離一般以100米以?xún)葹楹?，如果需要遠距離傳輸，從廣電行業(yè)就開(kāi)始使用光纜來(lái)傳輸，HD-SDI光端機早已成熟，所以通過(guò)一對光端機配合光纜可以解決;同時(shí)光端機還支持傳輸音頻信號RS-485控制信號，一舉解決了音頻和遠程控制的需求。

音視頻信號通過(guò)物理線(xiàn)路傳輸到后端，用戶(hù)既需要本地實(shí)時(shí)預覽，又需要在本地進(jìn)行錄像存儲、錄像回放，配套的設備將會(huì )使用到高清DVR做編碼存儲，同時(shí)環(huán)通輸出給高清監視器等顯示設備;針對大型監控組網(wǎng)可能需要傳輸給更遠的地方做分級監控，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸高清DVR編碼的碼流，再用解碼器在異地解碼輸出顯示;電視墻顯示為了切換便利，傳統的模擬矩陣廠(chǎng)家現在也推出了數字高清矩陣。

盡管如此，繁多的設備讓整個(gè)視頻監控系統顯得尤為復雜，同時(shí)經(jīng)過(guò)編碼后，在回放和異地網(wǎng)絡(luò )監控環(huán)節都與網(wǎng)絡(luò )高清攝像機沒(méi)有差異，沒(méi)有HD-SDI的優(yōu)勢。針對這種大型應用，監控行業(yè)的領(lǐng)先者兩年前即開(kāi)發(fā)出了視頻綜合平臺產(chǎn)品，在大型監控項目中提供了HD-SDI監控的幾乎全套配套設施功能。