HD-SDI攝像機對壘傳統高清網(wǎng)絡(luò )攝像機

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。

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。

HD-SDI數字高清攝像機應用案例

前端視音頻信號直接接到視頻綜合平臺中，內部視頻無(wú)損交換后，通過(guò)高清DVI、HDMI輸出到大屏監視器上，內部配有的編
碼板還可進(jìn)行視音頻編碼后存儲到網(wǎng)絡(luò )中的大型磁盤(pán)陣列中，大規模的錄像存儲在容量上和安全上得以有了雙重保障；綜合平臺
配有的碼分板還可以接入每一路視頻的RS-485控制信號，解碼板可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )取流來(lái)解碼其他DVR、DVS和網(wǎng)絡(luò )攝像機的視頻流并
輸出給顯示設備。普通應用中的異地級聯(lián)雖然可以通過(guò)布設更多的光纜來(lái)傳輸，但是綜合平臺內置的光線(xiàn)級聯(lián)功能，可以節省更
多的專(zhuān)用光纜線(xiàn)路，通過(guò)一級綜合平臺做無(wú)損視頻交換后再傳輸給二級三級綜合平臺?？偟膩?lái)看HD-SDI攝像機的應用配套已經(jīng)非
常齊全，可以滿(mǎn)足用戶(hù)的各種需求。

HD-SDI攝像機應用的問(wèn)題在全面配套設備面前雖然都可解決，但是也給客戶(hù)帶來(lái)很多煩惱。根據項目實(shí)施中的反饋，應用問(wèn)
題包括：

很多商家宣稱(chēng)HD-SDI攝像機可以直接升級模擬監控系統，回避傳輸距離的問(wèn)題，而實(shí)際用戶(hù)如果前期布線(xiàn)質(zhì)量較差，使用75-3
低質(zhì)量線(xiàn)纜傳輸距離甚至無(wú)法達到80米，即使使用75-5高質(zhì)量線(xiàn)纜一般也只能傳輸150米，如果用戶(hù)已有模擬攝像機傳輸距離較遠，
可使用中繼器或光端機來(lái)傳輸，付出的成本將會(huì )大幅度提高。

HD-SDI攝像機多數輸出接口只有HD-SDI信號輸出，安裝調試時(shí)，鏡頭的調節是視頻畫(huà)面質(zhì)量很重要的一部分，與傳統模擬
和網(wǎng)絡(luò )攝像機方便觀(guān)看本地畫(huà)面不同，調試人員必須要配備帶有HD-SDI數字輸入接口的顯示器來(lái)調鏡頭，只有部分廠(chǎng)家的產(chǎn)品
會(huì )提供模擬視頻輸出接口以便于安裝調試。

大規模組網(wǎng)當中，網(wǎng)管系統對整個(gè)系統的維護也有很重要的作用，而HD-SDI監控系統的專(zhuān)用設備不具備網(wǎng)絡(luò )功能，也使得網(wǎng)
管不能監控到每個(gè)設備的運行狀況。用戶(hù)也無(wú)法根據當前需求調節設備參數。

考慮到成本的因素，除少數投資較大的平安城市項目建設大型HD-SDI監控系統外，HD-SDI系統在整個(gè)大型系統中主要還是獨
立的系統構成，作為整個(gè)監控網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)較大節點(diǎn)，通過(guò)一條同軸電纜來(lái)傳輸視音頻信號、控制信號甚至電源將可能會(huì )使其應用
更廣泛。

核心技術(shù)上HD-SDI攝像機的傳感器與傳統高清網(wǎng)絡(luò )攝像機無(wú)差異，主要技術(shù)在傳感器輸出的視頻信號做轉換后如何轉換處理。
已有的方案較多，可使用FPGA和ASIC等，主要體現在對圖像的處理上，另外對輸入輸出的視頻信號做SDI編碼轉換的芯片成本目前
相對較高，也使得攝像機、高清DVR接收端、監視器、光端機的成本難以下降，未來(lái)HD-SDI技術(shù)的完善和應用的增加會(huì )使得芯片成
本下降，配套產(chǎn)品成本降低，用戶(hù)才會(huì )更愿接受。

HD-SDI數字高清攝像機應用案例

HD-SDI數字高清攝像機大規模監控應用較早的是在某市平安城市高清監控項目中，系統比較龐大，應用配套也比較全面，
系統架構如下：

從現狀分析，已建成的城市監控系統按“派出所—分控中心—分局中心”三級架構進(jìn)行設計完工。

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。

那么，從系統總體架構垂直層次上分，本期項目依然按照“派出所—分控中心—分局中心”三級架構進(jìn)行設計。

壓縮模式與特點(diǎn)

從項目建設業(yè)務(wù)需求看，本次項目建設中將包含3種監控模式，分別是可控高清視頻監控模式、固定高清視頻監控模式和模擬
標清視頻監控模式。三級架構與三種監控模式構成一套“矩陣式”立體化視頻監控系統。除了分控中心作為監控系統的數據交換、
存儲中心以外，派出所作為業(yè)務(wù)實(shí)戰單位、分局中心作為應急指揮單位，都需要將三種監控模式進(jìn)行有機地整合，以滿(mǎn)足多元化監
控應用需求，確保多種實(shí)時(shí)圖像、多種錄像資料的資源共享，確保多個(gè)監控模式之上的統一管理與統一切換控制。

1、數字高清無(wú)壓縮監控模式

可控高清數字視頻監控主要是基于高清數字圖像采集技術(shù)、高清數字圖像傳輸技術(shù)、高清圖像編碼技術(shù)和IP網(wǎng)絡(luò )傳輸技術(shù)，并
與高清圖像解碼技術(shù)、高清圖像存儲技術(shù)、高清顯示技術(shù)緊密結合的監控模式。借助外場(chǎng)敷設的光纖資源和“派出所—分控中心—
總控中心”搭建的萬(wàn)兆圖像網(wǎng)，高清數字圖像不經(jīng)壓縮，直接在此之上完成采集、傳輸、交換；通過(guò)分級編碼、經(jīng)過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )傳輸做
存儲、回放解碼、顯示與共享。

與高清網(wǎng)絡(luò )視頻監控模式不同，可控高清視頻監控模式中實(shí)時(shí)圖像借助非壓縮高清圖像傳輸技術(shù)，可確保系統能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)PTZ
控制的要求。

2、模式特點(diǎn)

·非壓縮圖像實(shí)時(shí)切換。為了保證對可控高清前端的PTZ控制實(shí)時(shí)性，延時(shí)小，實(shí)時(shí)圖像主要采用非壓縮高清數字圖像光傳輸
與交換，在派出所和分局中心均借助高清視頻交換設備來(lái)切換顯示實(shí)時(shí)高清圖像。

通過(guò)萬(wàn)兆圖像網(wǎng)從流媒體服務(wù)器獲取壓縮后的實(shí)時(shí)碼流來(lái)預覽圖像作為前一種預覽手段的備份。

·派出所集中編碼。高清可控前端的高清視頻非壓縮傳回派出所，在派出所進(jìn)行集中編碼，為了便于設備管理，減少設備占據的
物理空間，選擇機架式集中編碼器對可控高清視頻圖像進(jìn)行編碼。

結語(yǔ)

目前HD-SDI市場(chǎng)還是處于早起推廣的階段，采用HD-SDI產(chǎn)品的多半是技術(shù)性比較強的客戶(hù)，不論是公、私領(lǐng)域，對于客戶(hù)來(lái)說(shuō)，
他們看重的是能否提供完整的系統整合方案，以及如何跟CCTV/IP整合使用。

總體來(lái)看，目前HD-SDI產(chǎn)品只在少數較大型、特殊的平安城市項目中得到大規模應用，其他項目中有個(gè)別點(diǎn)位的較少應用，未
來(lái)幾年會(huì )逐步推廣到對實(shí)時(shí)性要求較高的多個(gè)應用行業(yè)。