安防市場(chǎng)上HD-SDI攝像機(jī)制 造商、HD-DVR及周邊產(chǎn)品的制造商不斷增加，對(duì)于整個(gè)市場(chǎng)高清化有了更大力度的催化。但應(yīng)用市場(chǎng)卻仍然有太多的用戶與工程商并不是很了解SDI監(jiān)控產(chǎn) 品的內(nèi)容，更不用說(shuō)SDI監(jiān)控產(chǎn)品的種種應(yīng)用。希望借由本文闡述SDI的產(chǎn)品該如何正確及有效的應(yīng)用在監(jiān)控系統(tǒng)中，給同行做一參考。
SDI高清產(chǎn)品的應(yīng)用特性
從影像高清產(chǎn)品應(yīng)用的角度來(lái)看，在SDI的前中后端所有不同產(chǎn)品中，可歸納出一些SDI特定的應(yīng)用特性，如影像無(wú)壓縮損失及影像實(shí)時(shí)無(wú)延時(shí)是SDI 的zui大應(yīng)用特性。再由這些應(yīng)用特性引申到各種不同行業(yè)別的SDI高清應(yīng)用架構(gòu)中，藉此來(lái)了解除了IP百萬(wàn)高清之外，在高清監(jiān)控的要求下及原有模擬監(jiān)控升級(jí) 化下，SDI高清的應(yīng)用存在發(fā)展的機(jī)會(huì)有多少？以下筆者將就這些應(yīng)用特性逐一探討說(shuō)明。
系統(tǒng)可轉(zhuǎn)換性
系統(tǒng)轉(zhuǎn)換是SDI應(yīng)用探討上zui在意的部分，也是一般監(jiān)控系統(tǒng)想要采用SDI高清架構(gòu)zui先考慮的部分。因SDI攝像機(jī)上市后，很多用戶看到SDI的影 像無(wú)壓縮及無(wú)延時(shí)效果，對(duì)于是否采用IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控都開(kāi)始松動(dòng)，期望在無(wú)縫監(jiān)控及安全性要求較高的需求中加入SDI應(yīng)用。但在傳統(tǒng)模擬或IP架構(gòu)下，如何轉(zhuǎn) 換擬為SDI？SDI又如何存在IP架構(gòu)中？系統(tǒng)信號(hào)轉(zhuǎn)換問(wèn)題讓用戶及工程商裹足不前。
可喜的是，在廠商各種轉(zhuǎn)換器界面（Convertor）及SDI服務(wù)器（SDI Server）的不斷研發(fā)之下，各種不同的支持界面（如HDMI、CVBS、DVI、Ypbpr、SDI、UTP等）產(chǎn)出。SDI信號(hào)已可轉(zhuǎn)換暢行于模擬 架構(gòu)或IP結(jié)構(gòu)應(yīng)用之上。同時(shí)由于纜線的可適用性，讓不管是HD-SDI還是3G-SDI都可以*的替換原有同軸模擬攝像機(jī)甚至是原有SD標(biāo)清網(wǎng)絡(luò)攝 像機(jī)，系統(tǒng)更可以在網(wǎng)絡(luò)界面轉(zhuǎn)換下，進(jìn)入平臺(tái)整合。原模擬及IP系統(tǒng)布線仍可采用之下，系統(tǒng)組成和設(shè)備管理操作方式不變，只需更換必要的硬件設(shè)備，無(wú)需任 何使用訓(xùn)練就能平滑實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)路標(biāo)清及模擬監(jiān)控升級(jí)到實(shí)時(shí)高清監(jiān)控。
傳輸可長(zhǎng)距離化
第二個(gè)SDI高清監(jiān)控得以發(fā)展及應(yīng)用的特性在于信號(hào)傳輸?shù)拈L(zhǎng)距離實(shí)現(xiàn)。SDI初現(xiàn)時(shí)，不管是廠商、用戶還是工程商，無(wú)一不對(duì)SDI的應(yīng)用距離報(bào)以悲 觀與懷疑的態(tài)度。不管是SDI本身還是HDMI/DVI/YC等都不會(huì)達(dá)到監(jiān)控系統(tǒng)期望的應(yīng)用傳輸距離，讓SDI差點(diǎn)就銷(xiāo)聲匿跡。直到SDI芯片帶寬技術(shù) 改良及光纖傳輸界面（Fiber Link）出現(xiàn)，安防監(jiān)控應(yīng)用不再受限于傳輸距離，才讓SDI設(shè)備廠商燃起一線希望。客觀上基于IP高清監(jiān)控和SDI高清監(jiān)控各有優(yōu)勢(shì)，至少?gòu)哪壳?span lang="EN-US">SDI 發(fā)展上來(lái)看是令人激奮的，尤其在SDI監(jiān)控本身信號(hào)傳輸技術(shù)需要解決的長(zhǎng)距離傳輸問(wèn)題克服后。雖然配套的傳輸設(shè)備還不多，工程商與用戶面臨的產(chǎn)品選型上較 少，成本又較高，但SDI傳輸應(yīng)用方式的普及度及認(rèn)知度已大大提升，雖還不及IP網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控。
克服儲(chǔ)存同質(zhì)化
再來(lái)談SDI儲(chǔ)存非異質(zhì)性的應(yīng)用特性。如同傳輸距離條件一樣，SDI高清監(jiān)控在影像儲(chǔ)存上一開(kāi)始也面臨著質(zhì)疑與譏諷，被誤認(rèn)為一定存在檔案數(shù)據(jù)量過(guò) 大、儲(chǔ)存空間需求大、使用成本高等因素，讓一度想采用SDI監(jiān)控系統(tǒng)的用戶及工程商又緊剎車(chē)，接著大部分安防廠商也質(zhì)疑這個(gè)問(wèn)題，并抱著觀望態(tài)度去看待 SDI的儲(chǔ)存設(shè)備發(fā)展。所幸除了SDI的芯片廠商將SDI發(fā)射與接收芯片成功的在抽離出BT.1120@25/50fps（30/60fps）高清信號(hào) 后，順利的搭載在使用了TI、海思、GM等壓縮CODEC SoC芯片的DVR上；同時(shí)更有廠商發(fā)展了SDI芯片板卡使得SDI儲(chǔ)存從單體Stand-alone走入PC Base架構(gòu)，具體實(shí)現(xiàn)SDI高清DVR儲(chǔ)存，讓影像儲(chǔ)存相對(duì)于IP網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存上有了對(duì)等的同質(zhì)量同容量化的境界。這第三個(gè)應(yīng)用特性讓SDI高清監(jiān)控從前端 到后端的架構(gòu)終于有了一個(gè)完整的應(yīng)用形式。
影音控制可平臺(tái)化管理
此應(yīng)用特性也是SDI初現(xiàn)時(shí)令人擔(dān)心與質(zhì)疑的部分。很多用戶或是IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控業(yè)者都提出SDI監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)平臺(tái)管理機(jī)制，并不適合于大規(guī)模的監(jiān)控系統(tǒng) 應(yīng)用。因SDI既然不是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)不是IP架構(gòu)也就無(wú)所謂軟件整合集成，更不會(huì)有管理平臺(tái)機(jī)制。這確實(shí)是SDI監(jiān)控設(shè)備在控制管理上的一大缺點(diǎn)，但在 SDI系統(tǒng)可轉(zhuǎn)換特性下，通過(guò)SDI服務(wù)器（SDI Server）轉(zhuǎn)成TCP/IP信號(hào)后，再由NVR或平臺(tái)軟件來(lái)進(jìn)行整合管理已成為可能。此外通過(guò)SDI儲(chǔ)存的DVR網(wǎng)絡(luò)界面再進(jìn)入管理平臺(tái)更是一理所當(dāng) 然的路徑，同時(shí)也是一個(gè)影音+PTZ控制的完整兼容整合。至此若還對(duì)SDI提出無(wú)平臺(tái)管理的論調(diào)，恐怕是出于單一高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控業(yè)者的堅(jiān)持。這樣的堅(jiān)持也沒(méi) 有錯(cuò)，畢竟SDI這部新車(chē)才剛出廠，就如同IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控六年前誕生時(shí)一樣，需要磨合需要試車(chē)調(diào)校使之更趨完備。
矩陣應(yīng)用的再生
半年前，很多用戶及工程商都對(duì)廠商在矩陣（Matrix Switcher）能不能處理SDI信號(hào)感到信心不足。甚至純粹的認(rèn)為在多路SDI影像的矩陣交叉電路（Cross-Point）及多影像同步信號(hào) （Sync Signal）上，SDI并非CVBS復(fù)合影像信號(hào)，而不具有垂直同步控制可進(jìn)行影像切換及影像分配工作，對(duì)于部分廠商要推出SDI控制矩陣主機(jī)顯得意興 闌珊，只是持觀望態(tài)度。但在深圳安博會(huì)上，SDI等效電路（SDI Equalizer Circuit）及SDI信號(hào)分配器（SDI Distributor）的技術(shù)突破及芯片廠商的助力下，SDI控制矩陣已推出正式版本。本刊測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，雖然部分矩陣產(chǎn)品在控制鍵盤(pán)與顯示功能上尚未完 備，容量上也尚未見(jiàn)到大于96x16的矩陣規(guī)模，但SDI全面替代傳統(tǒng)矩陣應(yīng)的時(shí)代應(yīng)該也不遠(yuǎn)了。
圖像處理與智能實(shí)時(shí)結(jié)應(yīng)用
另一關(guān)鍵的SDI應(yīng)用特性是SDI監(jiān)控產(chǎn)品的數(shù)字非壓縮無(wú)延時(shí)的效果，雖專(zhuān)家說(shuō)還是有40-50ms的延時(shí)，但那并非肉眼視覺(jué)能看出的誤差。而可為 影像監(jiān)控提供更多細(xì)節(jié)，保持影像的完整性和無(wú)失真原始性，這一點(diǎn)是目前其它模擬或IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)所*的，同時(shí)圖像處理上SDI的寬動(dòng)態(tài)與訊號(hào)噪聲 比的優(yōu)異范圍在實(shí)時(shí)影像的搭配下，其畫(huà)質(zhì)相對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控要更為順暢細(xì)膩，此應(yīng)用特性是依賴DSP或ISP的芯片加上傳感器的效能達(dá)成的。還有一個(gè)非常重 要的是智能偵測(cè)及分析上的應(yīng)用，因?yàn)橛跋竦臒o(wú)失真無(wú)延時(shí)性，使其在智能判斷及分析上大大提高了智能分析算法的精度，也在智能視頻分析IVS下為證據(jù)提供了 的保障。這都是SDI在應(yīng)用特性上的優(yōu)勢(shì)。
寬廣視界及應(yīng)用成本精簡(jiǎn)特性
zui后一個(gè)SDI的應(yīng)用特性雖只存在SDI產(chǎn)品前端的攝影機(jī)上，卻也舉足輕重，那就是IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控辨識(shí)率雖已達(dá)到超高清的1600萬(wàn)或2000萬(wàn)畫(huà) 素，但實(shí)際網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控應(yīng)用上攝像機(jī)還是都以高清HD-720P@25/50fps及全高清Full HD-1080P@25/50fps為產(chǎn)品辨識(shí)率主軸。這主要因?yàn)?span lang="EN-US">IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在這種HDTV格式下可以呈現(xiàn)zui大視角及zui順暢的高清解晰度，同時(shí)也顧及 在HDTV高清的寬廣視界格式下，攝影機(jī)在同一需求安裝上更可以1組高清抵上2~3組標(biāo)清攝像機(jī)效果。同理由于SDI畫(huà)面比是嚴(yán)格定義在 720/1080P之下的16：9的規(guī)范，因此攝像機(jī)的視角都是以HDTV格式為標(biāo)準(zhǔn)，也就是說(shuō)1組SDI攝影機(jī)畫(huà)面角度本就可以抵上標(biāo)清畫(huà)面的2~3組 的視界大小需求。相對(duì)而言，在系統(tǒng)建置成本上也就可以比2~3組標(biāo)清的建置費(fèi)用更精簡(jiǎn)，這也是SDI的優(yōu)勢(shì)之一。
以上所列七項(xiàng)特性皆為SDI產(chǎn)品在現(xiàn)今影像監(jiān)控上的優(yōu)勢(shì)，在不同需求的行業(yè)應(yīng)用上，掌握這七點(diǎn)可在SDI數(shù)字高清系統(tǒng)規(guī)劃上較為順利。當(dāng)然在這些優(yōu) 勢(shì)背后一樣有SDI的弱點(diǎn)及問(wèn)題存在。如SDI后端產(chǎn)品在攝像機(jī)的數(shù)字帶寬格式上，不同品牌間及后端橫向的門(mén)禁報(bào)警等子系統(tǒng)整合應(yīng)用上會(huì)有影像兼容問(wèn)題； 另外線纜材質(zhì)也是影響SDI產(chǎn)品應(yīng)用順利與否的條件；再來(lái)是經(jīng)過(guò)壓縮后錄像信號(hào)與平臺(tái)整合HD-DVR后的影像呈現(xiàn)，是否仍能如原來(lái)前端的信號(hào)一樣清晰順 暢，都是應(yīng)用SDI產(chǎn)品時(shí)必須考慮的。但相信這一切的應(yīng)用阻礙會(huì)很快被技術(shù)發(fā)展所克服。
SDI高清產(chǎn)品的行業(yè)應(yīng)用
闡述SDI的應(yīng)用特性后，以下我們將聚焦大范圍道路交通及小區(qū)域金融銀行兩個(gè)重要行業(yè)，舉例說(shuō)明SDI高清產(chǎn)品在行業(yè)安全中如何建構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)用。
交通行業(yè)應(yīng)用
交通行業(yè)上是采用SDI數(shù)字高清產(chǎn)品的行業(yè)之一。以道路監(jiān)控為例，其特點(diǎn)是日夜全天候使用、目標(biāo)物速度變化差異明顯、監(jiān)控目標(biāo)物細(xì)節(jié)多、長(zhǎng)距離傳輸及大數(shù)量密布式建構(gòu)等。正好適合SDI數(shù)字高清的產(chǎn)品應(yīng)用。
路側(cè)攝像機(jī)前端
過(guò)去道路交通監(jiān)控在路口的攝像機(jī)布建可能至少需要4~8組才能夠滿足路口監(jiān)控影像的覆蓋率，而采用SDI攝像機(jī)后，實(shí)際工程驗(yàn)證僅需原來(lái)50%的數(shù) 量即可滿足原有涵蓋需求。此外在道路卡口部分，原本監(jiān)控至少需要3組來(lái)監(jiān)控車(chē)牌、車(chē)型及駕駛者影像，改采SDI高清攝像機(jī)后則如同采用IP百萬(wàn)像素?cái)z像機(jī) 一樣，僅1組SDI高清攝像機(jī)即可完整監(jiān)控車(chē)牌、車(chē)型及駕駛者，甚至可將卡口收費(fèi)過(guò)程清晰納入畫(huà)面。更可貴SDI所提供的是實(shí)時(shí)無(wú)壓縮影像，對(duì)于交通事件 能提供無(wú)遺漏的過(guò)程記錄，這可能是IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)所無(wú)法做到的。
中段道路傳輸
過(guò)去高速公路以光端機(jī)為主要傳輸架構(gòu)，而對(duì)現(xiàn)已有的IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控而言，網(wǎng)絡(luò)界面、網(wǎng)關(guān)交換機(jī)和光端機(jī)等是道路傳輸?shù)闹饕獦?gòu)成。但不管今天所面臨的是 IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)還是傳統(tǒng)模擬光纖傳輸架構(gòu)，在SDI的信號(hào)轉(zhuǎn)換及SDI的光端機(jī)及SDI的影像服務(wù)器下，我們可在前端原IP架構(gòu)下?lián)Q上SDI攝像機(jī)加SDI 轉(zhuǎn)TCP/IP的SDI Server來(lái)?yè)Q裝原IP標(biāo)清的SDI高清，轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，再進(jìn)到IP光端機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距傳輸。也可以直接汰換IP光端機(jī)為SDI轉(zhuǎn)Fiber發(fā)射與接收光端 機(jī)，將SDI攝像機(jī)信號(hào)直接送到后端，解回實(shí)時(shí)的SDI信號(hào)再進(jìn)入DVR或是矩陣系統(tǒng)及大屏幕上。這里所提的道路交通監(jiān)控都采用光纖電纜傳輸方式，才是一 個(gè)合理正確的SDI替換應(yīng)用。
后端管理監(jiān)控中心
過(guò)去網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控或傳統(tǒng)的矩陣系統(tǒng)上，監(jiān)控信號(hào)都是一個(gè)一個(gè)的回傳到監(jiān)控中心，都可以采用堆棧架構(gòu)來(lái)組成系統(tǒng)。即不管是模擬還是IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控信號(hào)，都先 在道路或高速公路的部分區(qū)段予以DVR或衛(wèi)星矩陣（Salite Matrix）集中收集后，再選擇部分回傳還是全部回傳架構(gòu)。因此信號(hào)終端就可能是以DVR/NVR再加上網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及網(wǎng)關(guān)來(lái)完成一個(gè)信號(hào)的回傳。若為模 擬則信號(hào)是由光端機(jī)出來(lái)后直接進(jìn)入矩陣做影像與控制分配處理。這些架構(gòu)采用已久，若應(yīng)用SDI產(chǎn)品于后端，面臨原系統(tǒng)為IP架構(gòu)時(shí)，只要將通過(guò)IP光端機(jī) 傳回的影像原原本本的接在既有的網(wǎng)絡(luò)路由上，*不需要做任何的線路及結(jié)構(gòu)改變，若要還原SDI信號(hào)則須加上有SDI信號(hào)還原的SDI服務(wù)器。如此將還原 的SDI信號(hào)接上大屏或監(jiān)視器就可完成一個(gè)較為完整的系統(tǒng)。但通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?span lang="EN-US">SDI信號(hào)是否會(huì)有網(wǎng)絡(luò)延時(shí)及解晰度是否會(huì)降低仍存在疑慮，同時(shí)對(duì)于傳回 HD-DVR再由監(jiān)控平臺(tái)以TCP/IP再收集的信號(hào)呈現(xiàn)是否能與原SDI無(wú)壓縮無(wú)損耗相比也有所疑慮。但直接以SDI光端機(jī)傳回的信號(hào)來(lái)做后端影像信號(hào) 呈現(xiàn)處理及儲(chǔ)存是較為有利的，也算是在道路監(jiān)控上SDI系統(tǒng)上合理又較經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用。
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