于監(jiān)控而言,安防界從未停止過對高清的追求?!翱吹酶宄币欢瘸蔀閿z像機研發(fā)的口號。故IP網(wǎng)絡(luò)高清在初出茅廬時,便贏得了一片喝彩和追捧。然而,火熱過后平靜下來,用戶漸漸在使用中發(fā)現(xiàn)了其不可避免之弊端——延遲和安全性。隨后,孜孜追求的安防業(yè)者又繼續(xù)無壓縮無延遲高清畫質(zhì)的探索之路。隨后,HD-SDI攝像機被推了出來。據(jù)北京聯(lián)合視訊技術(shù)有限公司市場總監(jiān)兼中國市場分析師樸章介紹, HD-SDI高清串行數(shù)字接口標準是1990年被確立的,專為廣播電視所采用的世界標準協(xié)議,其通過同軸電纜傳輸無延遲(或僅很低無感覺的延遲)、無壓縮、高清的HD-SDI圖像信號。
HD-SDI應(yīng)用領(lǐng)域
基于此,HD-SDI攝像機自進入安防監(jiān)控界,即受到無限掌聲。當(dāng)然,主要是因為其不像網(wǎng)絡(luò)高清攝像機需要敷設(shè)專用IP網(wǎng)絡(luò)外,還有高延遲和圖質(zhì)無保障;相對于模擬標清系統(tǒng)其畫質(zhì)有了質(zhì)的飛躍。故杭州??低晹?shù)字技術(shù)股份有限公司產(chǎn)品經(jīng)理徐萱呈也表示:“以標清轉(zhuǎn)高清的角度來看,原本采用模擬標清CCTV的小區(qū)可以直接更換HD-SDI接口的前端和后端產(chǎn)品,即可完成升級到高清監(jiān)控,而不需要全部更換成高成本的傳輸網(wǎng)絡(luò);而從售后服務(wù)或教育訓(xùn)練的角度來看,大多數(shù)用戶和工程商都沒有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的應(yīng)用背景,所以基于模擬標清系統(tǒng)升級即插即用的HD-SDI產(chǎn)品,對于工程商及最終用戶來說有極大的吸引力, 即可省下更換為IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控所增加的間接成本?!?/p>
由此看來,基于HD-SDI技術(shù)的成熟,HD-SDI產(chǎn)品已進入市場的應(yīng)用推廣階段,采用HD-SDI產(chǎn)品多半是對監(jiān)控圖像要求比較高的應(yīng)用領(lǐng)域。深圳東視電子有限公司總經(jīng)理張錫海認為:“HD-SDI的應(yīng)用行業(yè),主要包括專網(wǎng)、如公安及平安城市,如現(xiàn)在很多平安城市官網(wǎng)規(guī)定只能用HD-SDI攝像機;另外還有銀行、交通如公路、鐵路等對圖像實時性和畫質(zhì)要求高的場所;最后是保密單位如軍方,因采用同軸電纜傳輸?shù)母甙踩蕴刭|(zhì),使得其也倍受青睞。
HD-SDI優(yōu)勢明朗
HD-SDI攝像機的優(yōu)勢不而言喻,無壓縮無延遲已是眾人皆知。為了更細化讓讀者了解其特性,對比IP網(wǎng)絡(luò)高清攝像機,筆者將其進行了歸納整理。
· 基于同軸電纜傳輸。??低曅燧娉时硎?,對于很多已經(jīng)建設(shè)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)來說,能利用已有線路完成高清改造,無需重新布線,只需更換前端和后端部分設(shè)備,從而為工程節(jié)省巨大的時間、人力和線材成本;
· 操作管理與傳統(tǒng)模擬標清CCTV系統(tǒng)相似。??低曅燧娉蕪娬{(diào),不同于IP系統(tǒng)需要管理維護人員具備一定的IT應(yīng)用技能,而HD-SDI系統(tǒng)使工程商無需增加額外的培訓(xùn)成本及售后服務(wù)費用等,正如天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司 SDI產(chǎn)品經(jīng)理王金澤補充道:“由于SDI產(chǎn)品工程施工采用的系統(tǒng)框架和模擬監(jiān)控系統(tǒng)框架相同,采用75-5同軸線纜即可實現(xiàn)系統(tǒng)布線,施工人員和系統(tǒng)操作人員無需培訓(xùn),更容易上手?!?/p>
· 非壓縮不失真原始圖像。天地偉業(yè)王金澤道,HD-SDI不像IP監(jiān)控是將視頻信號經(jīng)過壓縮和打包后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?,其以未?jīng)壓縮的數(shù)字信號在同軸電纜上高速傳輸,原始圖像不失真。在有實時監(jiān)控和高清要求的場合,該性能要求就顯得特別重要。
筆者相信,正是基于上述基礎(chǔ)性原因和對圖質(zhì)的高要求,使很多用戶選擇了HD-SDI。
HD-SDI關(guān)鍵部件
HD-SDI攝像機的硬件構(gòu)造主要包含圖像傳感器、信號處理器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、主控芯片等部分。光線通過鏡頭進入傳感器,然后經(jīng)過ISP模組處理,然后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,再由內(nèi)置的信號處理器進行預(yù)處理,處理后的數(shù)字信號不經(jīng)過壓縮,直接轉(zhuǎn)換成SDI信號通過同軸線輸出。由此可見,傳感器和ISP模組作為光線感應(yīng)和處理的第一道門檻,尤為重要。
據(jù)悉,無論數(shù)碼相機、攝像機或者手機,其影像數(shù)據(jù)從前端的傳感器感應(yīng)后,皆須經(jīng)過ASP(Analog Signal Processing)、ADC(Analog-Digital Converter)、前期影像處理(Pre-ISP)與后端影像處理(Post-ISP)四個階段(合稱ISP圖像處理),影像數(shù)據(jù)才能最終呈現(xiàn)于終端設(shè)備上。而對于HD-SDI攝像機而言,天地偉業(yè)王金澤表示:“目前多種傳感器和ISP任意搭配都會轉(zhuǎn)成LVDS,以SDI視頻信號輸出,但如何通過模組的前期調(diào)試來獲取最優(yōu)化的效果是各個廠商的研發(fā)人員需要考慮的?!焙喲灾?,傳感器的選擇是HD-SDI攝像機最為關(guān)鍵的部分。[nextpage]
CCD或CMOS
攝像機的CCD/CMOS圖像傳感器,相當(dāng)于人的眼睛,主要完成光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號,并輸出電子圖像信號。在傳統(tǒng)觀念中,CCD代表著高解析度、低噪點等優(yōu)點,而CMOS由于噪點問題,較多應(yīng)用于對畫質(zhì)要求不高的電子產(chǎn)品。從工作原理來看,CCD在工作時,多達上百萬個像素感光后,會生成上百萬個電荷,這些電荷會全部經(jīng)過一個所謂的“放大器”進行電壓轉(zhuǎn)變,形成電子信號。因此,這個“放大器”就成為了一個制約圖像處理速度的“瓶頸”,所有電荷由單一通道輸出,當(dāng)數(shù)據(jù)量大的時候就會發(fā)生信號“擁堵”,而 HDV格式卻恰恰需要在短時間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù),因此,在實際應(yīng)用場合,使用CCD遠遠不能滿足高速讀取高清數(shù)據(jù)的需要。而CMOS則不同,它每個像素點都有一個單獨的放大器轉(zhuǎn)換輸出,因此CMOS沒有CCD的“瓶頸”問題,能夠在短時間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù),輸出高清影像,也能都滿足高清HDV的需求。故對于HD-SDI攝像機,CMOS圖像傳感器相對來說更適合。
當(dāng)然,由于CMOS和CCD各有優(yōu)勢,筆者也了解到目前市場上主流SDI攝像機廠家都提供CCD、CMOS攝像機,但相對而言,CMOS傳感器使用較多。
傳感器品牌
天地偉業(yè)王金澤道,初期的SDI攝像機的傳感器集中在松下,隨著市場的發(fā)展,如索尼等廠家也開始介入,成為主流的HD-SDI攝像機傳感器使用品牌。多品牌競爭可能導(dǎo)致價格和性能都有良好的發(fā)展,會使HD-SDI攝像機更具優(yōu)勢。
HD-SDI推廣阻礙
深圳東視電子張錫海表示,HD-SDI攝像機在圖質(zhì)技術(shù)上已無障礙,對于其推廣使用,更多的是除去圖質(zhì)之外的“附件”原因。
· 傳輸距離。北京聯(lián)合視訊樸章表示:“HD-SDI的最大缺點是傳輸距離遠小于模擬監(jiān)控系統(tǒng),模擬CCTV通過75-5同軸電纜傳輸距離可超過300米,并肉眼看不出圖質(zhì)有明顯影響,但HD-SDI用相同電纜傳輸距離僅只有100多米;
· HD-SDI攝像機聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。海康威視徐萱呈強調(diào):“HD-SDI傳輸?shù)氖欠荌P數(shù)字信號,進行聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控需要對其數(shù)字信號IP化處理,目前的做法是添加高清編碼器,這樣較IP攝像機,HD-SDI即增加了整體成本,尋求一種低成本易實現(xiàn)的IP化處理方案是HD-SDI發(fā)展之關(guān)鍵。”
· 配套設(shè)備。深圳東視電子張錫海表示,HD-SDI攝像機技術(shù)雖已成熟,為了更好普及推廣,其配套產(chǎn)品的完善也是需要解決的問題。雖然目前已經(jīng)出現(xiàn)了較全的配套產(chǎn)品,但廠商和種類并不多,待到實現(xiàn)真正量化的時候,相信隨著價格的降低會更有利于其推廣;
· 傳輸線纜。深圳東視電子張錫海表示,HD-SDI攝像機對線質(zhì)比較挑剔,同樣稱同軸電纜,如果沒有達到國標的,傳輸?shù)膱D質(zhì)就會出問題,但是國內(nèi)廠商多生產(chǎn)低成本非標準線纜。如果是新項目則布線問題不大,如果是舊模擬系統(tǒng)改造,那么可能很多都需要重新布線,如果是這樣,敷線的成本仍會制約HD-SDI的應(yīng)用和發(fā)展。
HD-SDI施工須知
盡管眾多廠商表示,HD-SDI攝像機在安裝維護跟模擬攝像機一致,但由于其特殊的性能,還是有一些需要注意的地方,筆者通過采訪總結(jié)如下。
· 線材的選型和布線。天地偉業(yè)王金澤強調(diào),線材一般用國標75-5線材即可,只是線材會影響視頻傳輸距離,當(dāng)線材確定后,敷設(shè)時務(wù)必不能接續(xù),這對模擬標清很重要,不要說HD-SDI高清了,視頻電纜要求整根線材,接頭會導(dǎo)致視頻誤碼率增大,最后導(dǎo)致圖質(zhì)變差;
· 高清圖像傳輸接口采用符合廣電標準的HD-SDI接口,支持無壓縮視頻圖像高速傳輸,高清HD-SDI攝像機一般都通過HD-SDI光端機實現(xiàn)遠距離傳輸,經(jīng)光纖傳輸無壓縮的視頻圖像,能保證圖像的高清晰度、低延遲、無衰減和無干擾,也避免了室外監(jiān)控視頻圖像受雷擊的影響。
結(jié)語
談到HD-SDI攝像機未來的市場占用格局,東視電子張錫海表示:“雖然HD-SDI攝像機圖質(zhì)優(yōu)勢較明顯,但網(wǎng)絡(luò)高清、SDI高清、模擬因各有所長,必定會三分天下,并會長期共存。如中小型系統(tǒng),或者對成本把控比較高的會選擇模擬;對畫質(zhì)和監(jiān)控及保密性要求較高的領(lǐng)域會采用HD-SDI;需要跨區(qū)管理,需要本地異地安裝且設(shè)計到超大系統(tǒng)的會選擇網(wǎng)絡(luò)高清?!?/p>
同時,他也強調(diào),模擬必定在很長一段時間占據(jù)主導(dǎo)地位, HD-SDI攝像機就算過多久也不能取代模擬攝像機,因模擬攝像機不僅技術(shù)成熟,且配套設(shè)備都已出現(xiàn)幾十年,廠商多,成本低。SDI和網(wǎng)絡(luò)高清也許要經(jīng)過十年二十年,才能達到模擬今天的成績和優(yōu)勢。筆者認為,這個現(xiàn)象也可以說明一個問題:任何經(jīng)過時間沉淀的產(chǎn)品,都不是能輕易被取代的。換言之,HD-SDI攝像機能走多遠,未來能有怎樣的成績,關(guān)鍵不在于一時的新鮮和火熱,主要在于經(jīng)過時間的考驗,能打磨出多少個獨一無二不可取代的特質(zhì)。