詳解光纖HD-SDI攝像機(jī)原理及其應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和HD-SDI攝像機(jī)各自的優(yōu)缺點(diǎn)已經(jīng)有大量文章進(jìn)行論述，在較長的一段時(shí)間內(nèi)，在各自的領(lǐng)域都會(huì)有應(yīng)用，不能簡單地彼此取代。對于可以預(yù)見的將來，誰又能保證一些技術(shù)的壁壘不會(huì)被攻破呢?就像曾經(jīng)的光纖傳輸技術(shù)。同一視頻應(yīng)用，可能會(huì)存在多種類型的設(shè)備，也是因?yàn)椴煌h(huán)境下，因地制宜的需要。相比IP攝像機(jī)，HD-SDI的技術(shù)穩(wěn)定性更好，電路更簡單，因此產(chǎn)品的可靠性更高。

當(dāng)今遠(yuǎn)距離的視頻傳輸，一般采用光纖傳輸，光纖傳輸?shù)谋憬菪裕谎远?，攝像機(jī)的工程應(yīng)用，除了考慮產(chǎn)品的穩(wěn)定性，還需要考慮工程布線的簡單，方便。而工程中應(yīng)用到HD-SDI攝像機(jī)的遠(yuǎn)距離傳輸，往往會(huì)采用HD-SDI攝像機(jī)加HD-SDI光端機(jī)的方式，在產(chǎn)品簡潔化的今天，這種方式會(huì)略顯臃腫。而在惡劣的工程施工現(xiàn)場，減少設(shè)備間的連接將有助于大大簡化工程施工的復(fù)雜性，其故障點(diǎn)也將大大降低。因此，將這兩個(gè)設(shè)備合并在一起成為一個(gè)可靠穩(wěn)定的產(chǎn)品將會(huì)解決這一系列的問題。當(dāng)前市面上集成了光纖傳輸?shù)腍D-SDI攝像機(jī)不多，下面就來介紹一下其原理及應(yīng)用。

一般的HD-SDI攝像機(jī)有下面幾部分構(gòu)成。

光傳感器(Sensor)、圖像信號(hào)處理(Isp)、SDI編碼。

1、光傳感器

用于對監(jiān)視場景光線的感知，把光信號(hào)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)圖像。

2、圖像信號(hào)處理

對原始的電信號(hào)圖像進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的視頻格式輸出，如BT1120等。

3、SDI編碼

通過編碼芯片對標(biāo)準(zhǔn)視頻進(jìn)行SDI編碼，從BNC輸出高清SDI信號(hào)。SDI編碼可通過FPGA來實(shí)現(xiàn)，也可以通過一些專門的編碼芯片實(shí)現(xiàn)。前者較為靈活，但是算法不容易做好。后者相對會(huì)簡單而且很穩(wěn)定。

光纖HD-SDI攝像機(jī)的構(gòu)成前兩個(gè)部分和一般HD-SDI攝像機(jī)是一樣的，其不同的地方是后端的傳輸部分。光纖HD-SDI攝像機(jī)除了通過BNC頭輸出HD-SDI信號(hào)，還需要通過光傳輸模塊，把HD-SDI信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)通過光纖發(fā)送出去。

以筆者所在公司的某款1080P光纖HD-SDI攝像機(jī)為例，其光傳感器采用Sony最新的1/2.8英寸300萬像素CMOS傳感器，之后再配合Sony的CXD4191GG處理芯片，對視頻信號(hào)進(jìn)行處理后，轉(zhuǎn)換成BT1120格式的YUV信號(hào)。至此已經(jīng)完成了圖像信號(hào)的采集及處理。

SDI編碼采用Gennum公司的SDI專用編碼芯片GV7600。該GV7600芯片功能很強(qiáng)大，支持相當(dāng)多的格式，包括720P、1080I、1080P等高清視頻格式，另外其也支持音頻嵌入。咪頭或拾音器的聲音采樣通過放大、濾波和ADC等處理，與高清視頻信號(hào)一起被編碼成SDI信號(hào)。

GV7600有兩路相互反相的SDI輸出，其中一路把輸入的BT1120格式的YUV，編碼成SDI信號(hào)通過BNC頭輸出。另一路則輸入到光傳輸模塊中，等待信號(hào)還原后通過光纖輸出。

光傳輸模塊中的FPGA對GV7600的SDI信號(hào)進(jìn)行還原處理，處理后的信號(hào)通過光發(fā)射器發(fā)送出去。

配置不同的光發(fā)射器，根據(jù)其發(fā)射功率不同，光纖的傳輸距離可以為20公里甚至更遠(yuǎn)。

該高清視頻光信號(hào)通過光纖傳輸，在接收端用HD-SDI的光端機(jī)就可以把高清視頻信號(hào)還原出圖像，完成高清視頻信號(hào)的收發(fā)。

該款攝像機(jī)具有菜單功能，可以通過尾板的菜單按鍵很方便地打開菜單配置參數(shù)，另外，也可以利用其485接口，通過PELCO-D，PELCO-P協(xié)議，進(jìn)行菜單按鍵相同的操作。

光纖HD-SDI攝像機(jī)因?yàn)榧扔蠦NC接口的SDI信號(hào)輸出，又有光纖接口的SDI信號(hào)輸出，且光傳輸模塊的安裝是可選的，因此在用到HD-SDI攝像機(jī)的場合都可以用該光纖HD-SDI攝像機(jī)，對于需要遠(yuǎn)距離光纖傳輸?shù)男枨?，同樣也可以滿足，省去了需要加裝額外的HD-SDI光端發(fā)射器的麻煩，直接解決視頻信號(hào)防雷問題，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性。同時(shí)其體積小巧，適合應(yīng)用于不同的環(huán)境。