實(shí)時(shí)無(wú)損的高清圖像一直是行業(yè)孜孜不倦的追求，近兩年源于廣電技術(shù)的SDI技術(shù)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域獲得重視，各大安防生產(chǎn)廠商都相繼推出了HD-SDI系列產(chǎn)品及相關(guān)的配套設(shè)備，困擾安防企業(yè)及用戶的“HD-SDI傳輸距離短(僅有百米左右)”的缺陷隨著HD-SDI光端機(jī)的研發(fā)普及，傳輸距離已不受限制，使HD-SDI產(chǎn)品可運(yùn)用在一些需要遠(yuǎn)距離傳輸?shù)谋O(jiān)控場(chǎng)合。另外，“配套產(chǎn)品不完善”的劣勢(shì)也隨著圖像處理與數(shù)字傳輸兩大核心技術(shù)的突破，在短短2年時(shí)間內(nèi)，將HD-SDI技術(shù)系統(tǒng)地融入到高清視頻監(jiān)控行業(yè)，HD-SDI接口的DVR、光端機(jī)、編碼器、視頻矩陣、顯示設(shè)備等逐漸推出，HD-SDI產(chǎn)品市場(chǎng)日新月異。

　　然而，HD-SDI整體系統(tǒng)的價(jià)格偏高，部分配套產(chǎn)品仍不成熟，基于HD-SDI攝像機(jī)方案的高清監(jiān)控項(xiàng)目，成本往往超出預(yù)算，使得HD-SDI產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率和項(xiàng)目使用量遠(yuǎn)不及預(yù)期，市場(chǎng)前景不明朗，應(yīng)用推廣受阻，安防廠家更不愿意犧牲產(chǎn)品的利潤(rùn)，造成HD-SDI攝像機(jī)低性價(jià)比的現(xiàn)象。本文從圖像采集的源頭談起，就如何提高HD-SDI攝像機(jī)的性價(jià)比，以下圖像傳感器的選擇、傳輸、存儲(chǔ)、智能化應(yīng)用兩方面進(jìn)行分析闡述。

　　圖像傳感器的選擇

　　目前，市場(chǎng)上主流的HD-SDI攝像機(jī)廠家大多會(huì)提供CCD或CMOS的數(shù)字高清攝像機(jī)，那哪種傳感器的性價(jià)比會(huì)更高呢?更能降低HD-SDI整體系統(tǒng)的成本呢?

　　CMOS在誕生之初，由于噪點(diǎn)問(wèn)題，即使是在正常光照下，其畫(huà)面輸出效果也不盡人意。然而，經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展，CMOS的感光和成像性能有了翻天覆地的變化。丑小鴨終于變成了白天鵝，更有成為鳳凰的潛質(zhì)。超低功耗、超低照度、千萬(wàn)像素、背照式、堆棧式等新名詞出現(xiàn)在了CMOS發(fā)展的各個(gè)時(shí)期。

　　從工作原理來(lái)看，CCD在工作時(shí)，多達(dá)上百萬(wàn)個(gè)像素感光后，會(huì)生成上百萬(wàn)個(gè)電荷，這些電荷會(huì)全部經(jīng)過(guò)一個(gè)所謂的“放大器”進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)變，形成電子信號(hào)。因此，這個(gè)“放大器”就成為了一個(gè)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(shí)候就會(huì)發(fā)生信號(hào)“擁堵”，而 HDV格式卻恰恰需要在短時(shí)間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù)，因此，在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，使用CCD遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(gè)像素點(diǎn)都有一個(gè)單獨(dú)的放大器轉(zhuǎn)換輸出，因此CMOS沒(méi)有CCD的“瓶頸”問(wèn)題，能夠在短時(shí)間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù)，輸出高清影像，能滿足高清需求。因此，對(duì)于HD-SDI攝像機(jī)，CMOS圖像傳感器相對(duì)來(lái)說(shuō)更適合。

　　另外，CMOS相對(duì)CCD來(lái)說(shuō)成本低、耗電少、性能好，可以與視頻處理電路同處于一個(gè)芯片上，是HD-SDI高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的優(yōu)越之選。近年來(lái)，CMOS市場(chǎng)也得到了很好的反饋效果，根據(jù)市場(chǎng)研究公司In-Stat/MDR的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，圖像傳感器的次級(jí)市場(chǎng)年成長(zhǎng)率高達(dá)30%以上，其中80%的份額屬于CMOS傳感器。

　　以某公司為例，為了保證攝像機(jī)的高性價(jià)比和高性能，HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)使用了業(yè)內(nèi)公認(rèn)的頂級(jí)圖像傳感器，如Sony Exmor R CMOS背照技術(shù)感光元件，由于不受金屬線路和晶體管的阻礙，開(kāi)口率提高近100%，也就是說(shuō)它對(duì)光線的利用效率是原來(lái)的2倍，與表面照射產(chǎn)品相比，其在靈敏度(S/N)上具有很大優(yōu)勢(shì);同時(shí)，Exmor R CMOS傳感器自身的噪聲也很低，即使是在全黑環(huán)境下，該傳感器的噪聲抑制水平比過(guò)去的產(chǎn)品要低2dB。另外，迅通HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)還采用高感應(yīng)度模式，在低照度上更具優(yōu)勢(shì)，功耗更低，符合低碳環(huán)保的綠色發(fā)展主題。

　　模擬數(shù)字并行輸出，減輕傳輸和存儲(chǔ)壓力

　　HD-SDI信號(hào)在傳輸上如果使用普通的電纜線，雖然在成本以及工程搭建上都省去了很多的麻煩，但其傳輸距離短，在安全要求比較高的情況下，HD-SDI無(wú)疑是比較不錯(cuò)的選擇。然而在需要遠(yuǎn)距離傳輸?shù)墓こ讨斜泔@得比較吃力了。HD-SDI監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用大多使用同軸電纜與光端機(jī)+光纖的傳輸方式，但光纖、光端機(jī)的造價(jià)高昂，這種方式雖可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，但是無(wú)疑提高了成本。

　　其次，HD-SDI作為高清監(jiān)控的其中一種方式，其不經(jīng)壓縮的高清音視頻信號(hào)量非常龐大，硬盤(pán)占用量多，給存儲(chǔ)終端帶來(lái)非常大的壓力，那么存儲(chǔ)方面無(wú)疑會(huì)產(chǎn)生巨大的支出。這對(duì)于HD-SDI技術(shù)的普及和應(yīng)用都是非常不利的。

　　那如何才能實(shí)現(xiàn)既能實(shí)時(shí)無(wú)損監(jiān)控，又能減輕中間傳輸和后端存儲(chǔ)壓力呢?

　　目前較好的方式是HD-SDI攝像機(jī)采用HD-SDI數(shù)字輸出+網(wǎng)絡(luò)輸出并行輸出接口，目前大部分HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)均采用雙輸出接口，一路是符合SMPTE 292M標(biāo)準(zhǔn)接口的HD-SDI高清數(shù)字輸出，滿足高清視音頻信號(hào)實(shí)時(shí)、無(wú)損地直接上電視墻的需求;另一路是網(wǎng)絡(luò)輸出，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸和后端高清存儲(chǔ)，減輕傳輸和存儲(chǔ)的壓力。此種方式，對(duì)重要圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)查看、無(wú)壓縮傳輸、存儲(chǔ)，對(duì)非重要圖像進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲(chǔ)，既可緩解傳輸、存儲(chǔ)的壓力，又可降低系統(tǒng)的整體運(yùn)營(yíng)成本，提高HD-SDI監(jiān)控的性價(jià)比。

　　另外，在后端存儲(chǔ)上，可以通過(guò)智能分析技術(shù)緩解高清DVR監(jiān)控存儲(chǔ)壓力。HD-SDI攝像機(jī)的系統(tǒng)應(yīng)用中基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸系統(tǒng)，通常直接連接DVR或混合型NVR，將DVR或混合型NVR作為系統(tǒng)中的一個(gè)接入節(jié)點(diǎn)，既能保證錄像存儲(chǔ)的可靠性、也能保證視頻遠(yuǎn)程應(yīng)用。目前，高清監(jiān)控系統(tǒng)存在的最關(guān)鍵的一個(gè)存儲(chǔ)問(wèn)題是很多無(wú)用視頻信息也被傳輸、存儲(chǔ)，不僅增加了帶寬壓力又浪費(fèi)了存儲(chǔ)空間。而在存儲(chǔ)設(shè)備中加裝智能分析模塊，通過(guò)智能分析技術(shù)，對(duì)于這些無(wú)用視頻則可采用低碼流方式進(jìn)行壓縮或存儲(chǔ)，而對(duì)重要的音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行高清無(wú)壓縮存儲(chǔ)，視頻存儲(chǔ)所需要的空間將大大減少又緩解了帶寬壓力。目前，存儲(chǔ)系統(tǒng)主要用于查詢使用，增加數(shù)據(jù)智能分析功能將極大地提升存儲(chǔ)系統(tǒng)的價(jià)值。

　　提升產(chǎn)品的智能化應(yīng)用

　　相較IP高清攝像機(jī)，HD-SDI攝像機(jī)仍存在很多缺陷，例如由于HD-SDI攝像機(jī)傳承于廣電系統(tǒng)，在圖像分辨率上受限于720p與1080p，相比高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以輸出任意分辨率的圖像，其擴(kuò)展能力稍顯不足;其次HD-SDI攝像機(jī)除了高清化外，其在功能上較單一，不及高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的豐富多樣性;且由于HD-SDI技術(shù)受限于遠(yuǎn)距離傳輸、聯(lián)網(wǎng)困難，在智能化管理、多業(yè)務(wù)集成等方面顯得薄弱。

　　HD-SDI技術(shù)的改進(jìn)優(yōu)化，需要行業(yè)內(nèi)各個(gè)廠商齊心合力，共同提升。先不論傳輸、聯(lián)網(wǎng)環(huán)節(jié)，就HD-SDI攝像機(jī)這一前端采集環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，HD-SDI技術(shù)作為實(shí)時(shí)、無(wú)壓縮模式的傳輸技術(shù)，視頻基本無(wú)延時(shí)、保真能力強(qiáng)、圖像更穩(wěn)定、傳輸順暢，基于HD-SDI攝像機(jī)如此明顯的優(yōu)勢(shì)，在除了為HD-SDI攝像機(jī)融入比較成熟的低照度、寬動(dòng)態(tài)、紅外等基本技術(shù)外，還可加入更多的智能化應(yīng)用，與后端平臺(tái)配合運(yùn)用，加強(qiáng)例如報(bào)警功能、語(yǔ)音對(duì)講功能、跟蹤技術(shù)、智能分析功能等，讓HD-SDI系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用和管理，提升HD-SDI攝像機(jī)的性價(jià)比，讓它為我們做到更多。

　　結(jié)語(yǔ)

　　昂貴的造價(jià)、短距離傳輸、原汁原味的視頻圖像、高要求設(shè)備配置等等，都決定了HD-SDI易于集中應(yīng)用在某些特定領(lǐng)域，而難于應(yīng)用在大眾市場(chǎng)。例如交通領(lǐng)域的城市道路、高速公路的特定重要路段以及機(jī)場(chǎng)的實(shí)時(shí)狀況監(jiān)控，金融領(lǐng)域如金庫(kù)、銀行柜員制系統(tǒng)等，以及賭場(chǎng)監(jiān)控、標(biāo)志性大型場(chǎng)館(如展覽館、博物館)，以及醫(yī)療領(lǐng)域的手術(shù)臺(tái)的手術(shù)計(jì)時(shí)、遠(yuǎn)程手術(shù)指揮、手術(shù)觀摩學(xué)習(xí)等。因此，HD-SDI在當(dāng)今安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用不會(huì)是大范圍的，更不可能是顛覆性的，而應(yīng)是對(duì)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)在某一特定需求方面的補(bǔ)充。