詳解光纖HD-SDI攝像機原理及其應用

網(wǎng)絡(luò )攝像機和HD-SDI攝像機各自的優(yōu)缺點(diǎn)已經(jīng)有大量文章進(jìn)行論述，在較長(cháng)的一段時(shí)間內，在各自的領(lǐng)域都會(huì )有應用，不能簡(jiǎn)單地彼此取代。對于可以預見(jiàn)的將來(lái)，誰(shuí)又能保證一些技術(shù)的壁壘不會(huì )被攻破呢?就像曾經(jīng)的光纖傳輸技術(shù)。同一視頻應用，可能會(huì )存在多種類(lèi)型的設備，也是因為不同環(huán)境下，因地制宜的需要。相比IP攝像機，HD-SDI的技術(shù)穩定性更好，電路更簡(jiǎn)單，因此產(chǎn)品的可靠性更高。

當今遠距離的視頻傳輸，一般采用光纖傳輸，光纖傳輸的便捷性，不言而喻，攝像機的工程應用，除了考慮產(chǎn)品的穩定性，還需要考慮工程布線(xiàn)的簡(jiǎn)單，方便。而工程中應用到HD-SDI攝像機的遠距離傳輸，往往會(huì )采用HD-SDI攝像機加HD-SDI光端機的方式，在產(chǎn)品簡(jiǎn)潔化的今天，這種方式會(huì )略顯臃腫。而在惡劣的工程施工現場(chǎng)，減少設備間的連接將有助于大大簡(jiǎn)化工程施工的復雜性，其故障點(diǎn)也將大大降低。因此，將這兩個(gè)設備合并在一起成為一個(gè)可靠穩定的產(chǎn)品將會(huì )解決這一系列的問(wèn)題。當前市面上集成了光纖傳輸的HD-SDI攝像機不多，下面就來(lái)介紹一下其原理及應用。

一般的HD-SDI攝像機有下面幾部分構成。

光傳感器(Sensor)、圖像信號處理(Isp)、SDI編碼。

1、光傳感器

用于對監視場(chǎng)景光線(xiàn)的感知，把光信號圖像轉換成電信號圖像。

2、圖像信號處理

對原始的電信號圖像進(jìn)行處理，轉換成標準的視頻格式輸出，如BT1120等。

3、SDI編碼

通過(guò)編碼芯片對標準視頻進(jìn)行SDI編碼，從BNC輸出高清SDI信號。SDI編碼可通過(guò)FPGA來(lái)實(shí)現，也可以通過(guò)一些專(zhuān)門(mén)的編碼芯片實(shí)現。前者較為靈活，但是算法不容易做好。后者相對會(huì )簡(jiǎn)單而且很穩定。

光纖HD-SDI攝像機的構成前兩個(gè)部分和一般HD-SDI攝像機是一樣的，其不同的地方是后端的傳輸部分。光纖HD-SDI攝像機除了通過(guò)BNC頭輸出HD-SDI信號，還需要通過(guò)光傳輸模塊，把HD-SDI信號轉換成光信號通過(guò)光纖發(fā)送出去。

以筆者所在公司的某款1080P光纖HD-SDI攝像機為例，其光傳感器采用Sony最新的1/2.8英寸300萬(wàn)像素CMOS傳感器，之后再配合Sony的CXD4191GG處理芯片，對視頻信號進(jìn)行處理后，轉換成BT1120格式的YUV信號。至此已經(jīng)完成了圖像信號的采集及處理。

SDI編碼采用Gennum公司的SDI專(zhuān)用編碼芯片GV7600。該GV7600芯片功能很強大，支持相當多的格式，包括720P、1080I、1080P等高清視頻格式，另外其也支持音頻嵌入。咪頭或拾音器的聲音采樣通過(guò)放大、濾波和ADC等處理，與高清視頻信號一起被編碼成SDI信號。

GV7600有兩路相互反相的SDI輸出，其中一路把輸入的BT1120格式的YUV，編碼成SDI信號通過(guò)BNC頭輸出。另一路則輸入到光傳輸模塊中，等待信號還原后通過(guò)光纖輸出。

光傳輸模塊中的FPGA對GV7600的SDI信號進(jìn)行還原處理，處理后的信號通過(guò)光發(fā)射器發(fā)送出去。

配置不同的光發(fā)射器，根據其發(fā)射功率不同，光纖的傳輸距離可以為20公里甚至更遠。

該高清視頻光信號通過(guò)光纖傳輸，在接收端用HD-SDI的光端機就可以把高清視頻信號還原出圖像，完成高清視頻信號的收發(fā)。

該款攝像機具有菜單功能，可以通過(guò)尾板的菜單按鍵很方便地打開(kāi)菜單配置參數，另外，也可以利用其485接口，通過(guò)PELCO-D，PELCO-P協(xié)議，進(jìn)行菜單按鍵相同的操作。

光纖HD-SDI攝像機因為既有BNC接口的SDI信號輸出，又有光纖接口的SDI信號輸出，且光傳輸模塊的安裝是可選的，因此在用到HD-SDI攝像機的場(chǎng)合都可以用該光纖HD-SDI攝像機，對于需要遠距離光纖傳輸的需求，同樣也可以滿(mǎn)足，省去了需要加裝額外的HD-SDI光端發(fā)射器的麻煩，直接解決視頻信號防雷問(wèn)題，提高了設備的穩定性。同時(shí)其體積小巧，適合應用于不同的環(huán)境。