關(guān)于HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)的應(yīng)用分析

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)擁有網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)所具備的所有優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)然必可避免的帶有網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的缺點(diǎn)。視頻監(jiān)控從小規(guī)模的傳統(tǒng)CCTV閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)到本地的局域網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，再到目前流行起來的大范圍遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)無疑最具備視頻組網(wǎng)的條件。

作為網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，其本身即可以通過TCP/IP協(xié)議設(shè)置可以訪問的IP地址，通過局域網(wǎng)連接到互聯(lián)網(wǎng)來進(jìn)行視頻的網(wǎng)絡(luò)訪問，無論在世界任何地點(diǎn)，都可以訪問與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。但隨之帶來的問題是網(wǎng)絡(luò)暴露在最前端，可能會遭到非法用戶的網(wǎng)絡(luò)入侵，網(wǎng)絡(luò)管理人員必須要做相應(yīng)的安全策略來避免黑客攻擊。

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)由于要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸編碼過的視頻，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(biāo)準(zhǔn)，編碼后的視頻數(shù)據(jù)碼率相對原始視頻數(shù)據(jù)流小了百倍以上，因此經(jīng)過編碼的視頻可以直接通過本地SD/SDHC存儲卡來存儲或在網(wǎng)絡(luò)訪問視頻流的同時(shí)來進(jìn)行視頻錄像的存儲。但是編碼網(wǎng)傳會帶來明顯的延時(shí)，和視頻失真、色斑色塊、清晰度下降、銳度不足等問題，各廠商的方案和網(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保證，這又需要足夠的專用網(wǎng)絡(luò)帶寬。

視頻參數(shù)與功能設(shè)置對于視頻監(jiān)控中的視頻采集來源——攝像機(jī)是十分重要的，由于場景物體、建筑、光線等變化，需要重新調(diào)節(jié)視頻參數(shù)或設(shè)置部分功能，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)由于其自身接入了網(wǎng)絡(luò)，只要網(wǎng)絡(luò)暢通，系統(tǒng)管理員可以隨時(shí)訪問攝像機(jī)，根據(jù)當(dāng)前情況來重新配置攝像機(jī)。

伴隨著視頻監(jiān)控，音頻采集同樣對事件監(jiān)控有著一定的意義，監(jiān)控場景的某些聲音，場景內(nèi)人物的對話，都可能是重要信息，而高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以通過簡單的音頻采集，同步做音視頻編碼，封裝成音頻數(shù)據(jù)流，進(jìn)行錄像存儲和網(wǎng)絡(luò)音視頻的傳輸預(yù)覽。而音頻采集的拾音器材成本很低，音頻流碼率也很低，所以有很多用戶還是希望有聲音伴隨的真正音視頻監(jiān)控。

攝像機(jī)的鏡頭在不同焦距下觀看的視場角和所能觀看物體的遠(yuǎn)近也是不同的，監(jiān)控行業(yè)中可能會使用到電動鏡頭，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過自身的RS-485接口即可控制鏡頭，配合云臺，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動與焦距變換。

新型的HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)技術(shù)特點(diǎn)相對傳統(tǒng)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)有很大不同：

HD-SDI數(shù)字高清攝像機(jī)只能在同軸電纜上傳輸視頻信號，無法在以太網(wǎng)中傳輸，傳輸距離一般在100米左右，如果需要更遠(yuǎn)距離傳輸，需要通過HD-SDI專用光端機(jī)，通過光纜傳輸視頻信號。

HD-SDI傳輸?shù)囊曨l信號為未壓縮的原始視頻數(shù)字信號，不會因視頻壓縮而帶來清晰度不足、色斑色塊、銳度降低等問題。但是其數(shù)據(jù)量龐大，系統(tǒng)難以承受，必然還要做編碼壓縮處理來做更遠(yuǎn)距離的網(wǎng)絡(luò)傳輸，編碼后的視頻數(shù)據(jù)與高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)基本無差異，對于事后回放存儲的錄像，兩者基本相同。

HD-SDI接口設(shè)計(jì)之初只為了無壓縮視頻的單向傳輸，攝像機(jī)一般也是有人操作的，很少需要遠(yuǎn)程反向操作攝像機(jī);HD-SDI監(jiān)控?cái)z像機(jī)只能本地操作，在安裝之初就調(diào)試好，或單獨(dú)鋪設(shè)控制信號線。如果配合云臺和電動變倍鏡頭來使用，也需要單獨(dú)鋪設(shè)信號線。

HD-SDI攝像機(jī)的應(yīng)用和當(dāng)前的困難

HD-SDI的純視頻傳輸，也讓監(jiān)控?cái)z像機(jī)對音質(zhì)的需求難以滿足而頗感尷尬，只有單獨(dú)對音頻布線傳輸，而無法融入為復(fù)合的音視頻信號。目前行業(yè)中已經(jīng)在開發(fā)把音頻數(shù)據(jù)嵌入到HD-SDI視頻信號中的技術(shù)，不過目前主要廠家的HD-SDI攝像機(jī)產(chǎn)品中還幾乎沒有得到實(shí)際應(yīng)用。

HD-SDI攝像機(jī)的應(yīng)用和當(dāng)前的困難

對高清監(jiān)控產(chǎn)品的需求，從使用者來源劃分主要來自于兩類，一類是現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)需要升級到高清視頻監(jiān)控，另一類是新建高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

已有視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，模擬視頻監(jiān)控占絕大多數(shù)，由于其發(fā)展較早，使用時(shí)間較長，監(jiān)控性能已經(jīng)下降，無法起到監(jiān)控應(yīng)有的作用，有一定實(shí)力或?qū)Ω咔迤惹行枨蟮挠脩魰虼硕x擇更新?lián)Q代到高清視頻監(jiān)控。從方便的角度來講，只替換設(shè)備是最方便的，而HD-SDI攝像機(jī)和配套的HD-DVR正適合，只需要替換攝像機(jī)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(jī)和NVR并鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)要低，同時(shí)獲得低延時(shí)的無損視頻，當(dāng)然除非用戶的網(wǎng)絡(luò)覆蓋非常密集，否則布線和交換機(jī)的成本也會因點(diǎn)位數(shù)量更多而不得不考慮。

新建視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的需求隨著近幾年的發(fā)展，用戶的需求也越來越多，從設(shè)備使用配置到組網(wǎng)的角度來講，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)要更勝一籌，即使不用嵌入式NVR硬件，也可以用現(xiàn)有電腦或服務(wù)器來完成視頻的預(yù)覽監(jiān)控和錄像。但是從系統(tǒng)設(shè)計(jì)到項(xiàng)目實(shí)施都會遇到因高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的高碼率帶來網(wǎng)絡(luò)帶寬過大而不得不使用更高端的交換機(jī)，以及網(wǎng)絡(luò)繁忙，解碼電腦性能不足導(dǎo)致預(yù)覽不流暢和延時(shí)問題。根據(jù)市場反饋，這些問題給用戶帶來的煩惱不占少數(shù)，此時(shí)HD-SDI攝像機(jī)的優(yōu)勢便體現(xiàn)出來，獨(dú)立的視頻信號傳輸、0.1秒以下的超低延時(shí)，高清晰無損畫面都會讓客戶享受到廣電專業(yè)級設(shè)備的特有體驗(yàn)。

針對上述兩種客戶的描述并從整體市場情況來看，HD-SDI攝像的主要需求者以高端用戶和對畫質(zhì)延時(shí)要求高的極端用戶為主。監(jiān)控覆蓋和整體系統(tǒng)可能很小也可能極為復(fù)雜。

整體應(yīng)用上從前端到后端詳細(xì)來講，HD-SDI攝像機(jī)安裝時(shí)同模擬攝像機(jī)一樣，需要在前端安裝調(diào)好鏡頭的同時(shí)調(diào)節(jié)菜單配置好參數(shù)，插好鋪設(shè)的同軸電纜BNC接頭。

鋪設(shè)的同軸電纜距離一般以100米以內(nèi)為好，如果需要遠(yuǎn)距離傳輸，從廣電行業(yè)就開始使用光纜來傳輸，HD-SDI光端機(jī)早已成熟，所以通過一對光端機(jī)配合光纜可以解決;同時(shí)光端機(jī)還支持傳輸音頻信號RS-485控制信號，一舉解決了音頻和遠(yuǎn)程控制的需求。

音視頻信號通過物理線路傳輸?shù)胶蠖?，用戶既需要本地?shí)時(shí)預(yù)覽，又需要在本地進(jìn)行錄像存儲、錄像回放，配套的設(shè)備將會使用到高清DVR做編碼存儲，同時(shí)環(huán)通輸出給高清監(jiān)視器等顯示設(shè)備;針對大型監(jiān)控組網(wǎng)可能需要傳輸給更遠(yuǎn)的地方做分級監(jiān)控，可以通過網(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(tǒng)的模擬矩陣廠家現(xiàn)在也推出了數(shù)字高清矩陣。

盡管如此，繁多的設(shè)備讓整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)顯得尤為復(fù)雜，同時(shí)經(jīng)過編碼后，在回放和異地網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控環(huán)節(jié)都與網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)沒有差異，沒有HD-SDI的優(yōu)勢。針對這種大型應(yīng)用，監(jiān)控行業(yè)的領(lǐng)先者兩年前即開發(fā)出了視頻綜合平臺產(chǎn)品，在大型監(jiān)控項(xiàng)目中提供了HD-SDI監(jiān)控的幾乎全套配套設(shè)施功能。