[分享]HD--SDI产品走上起跑线...

 

    从2009年开始,视频监控摄像机开始向网络化过渡后，高清HD(High-Definition)就成了安防视频监控所追求目标，但在网络监控过去三年的高清发展过程中，不仅是使用者甚至厂商都对高清及产品的发展认识模糊，同时中国本身网络环境以及周边配套无法同步发展的具体情况下，厂商在实时与画质两端徘徊，但高清监控俨然成为趋势不得不为，有些厂商提出了“960H”模拟高清及另一类的串行高清格式的HDcctv来代替网络摄像机实现高清，这些新产品技术加入，使得监控高清的需求更加多样化。而HD-SDI串行界面高清摄像机则成为目前受到关注的产品。

　　何以称为HD-SDI高清串行界面?

　　HD顾名思义是指高清，而SDI(Serial Digital Interface)全名是串行数字接口，由 SMPTE (The Society of Motion Picture and Television Engineers ) 电影动画和电视工程师协会，一个主导的动态影像产业技术的组织协会所定义的。SDI的标准目前有五种主要在监控运用上以采用HD-SDI与3G-SDI为主。

　　这种SDI标准串行界面都用于传输未压缩且无延时的数码视频信号，这个同时还可以嵌入Audio音讯和Data句柄，来运用于声音及控制的信号加载传输。虽然有很多认为这种信号也可以用于HDMI或是DVI的界面接口，但SDI接口界面无论从信号格式传输、方便施工还是更好的链接极为简单BN接头等原因上，都是监控产品的首选，因此成为HDcctv联盟所极力推动的一种标准格式被大量采用，被称为HD-SDI(3G-SDI)串行界面。而将这种串行界面信号格式与原本监控摄像机的影像信号处理模块进行组合就是 HDcctv中的HD-SDI (3G-SDI)串行界面高清摄像机。

　　HD-SDI摄像机的架构与结构组成

　　从外观结构上看HD-SDI与一般的网络摄像机没有很大的差异，但在近距离观察下，HD-SDI的部份结构上是与网络摄像机有很大不同，甚至在部份厂商在产品的结构布建上很强调自己的独特优势。

　　目前视频监控市场上已有厂商开始量产HDcctv最高规格并且符合3G-SDI规范的摄影机，这些产品具备三组影像输出接口：支持SDI与 HDMI高清讯号同步输出两组1080P@60影像及一组(BNC接口)可同时输出仿真影像(720x480)，其I/O控制接口可以满足外部控制所需。

　　从内部组件架构来看在HD-SDI与网络百万像素摄像机没有太大的差异，从图1中可以看出，HD-SDI摄像机同网络摄像机一样，采用不同的影像感应及处理组件一定会有不同的架构及产品结构产生。

　　目前，HD TX Chip芯片在韩美等厂家加入SDI的供应链后，使得厂商在HD-SDI摄像机的电路架构与外观及结构上有了更多的设计选择。从CCD到CMOS，从 1/3"到1/2.5"甚至1/1.8"都有厂商采用，但相对的在耗电与机构大小及镜头的选配上就必须配合，且输出是@30fps或@60fps更是 HD-SDI (3G-SDI)影像效果的关键，还有在HD发射接收芯片上是采用ASIC或是FPGA架构也都在影响整个HD-SDI摄像机的架构内容。

　HD-SDI摄像机和周边设备发展现况

　　在HD-SDI摄像机推出市场后，市场的反应是二极化的，一些人欢欣鼓舞，很多用户及工程商反应都是监控怎会走回头路? 大部份都忽略这种摄像机的发展。同时，很多工程商用户把这种通过数字信号编码传输的摄像机，仍然当作“模拟高清”，这种观点是不对的。

　　2009年HDcctv联盟开始大力推广并招募会员，目前仍然大约只有60多个会员左右加入，但值得注意的是这其中有将近50家是制造商，且都有SDI相关产品已经实际应用或正在上市推广。这些产品不仅仅是HD-SDI摄像机，还包扩HD感光芯片、HD-SDI信号发射与接收集成芯片、HD- DVR(SDI-DVR)、SDI信号转换界面等，传输与后端显示及存储产品也开始发展起来。

　　从2010年起HD-SDI产品就在不被看好的情况下，从日、韩再到TW、中国大陆的厂商都开始进行相关的研发，并且很快从几家厂商单纯的样机测试，到对试探性推广，再到目前仅中国大陆就超过二十家厂商在进行产品研制。根据a&s初步调查，目前已正式推出SDI产品的日韩企业约有18 家，TW有13家，中国大陆约有27家在进行产品研发，其中约有12家厂商推出产品进入市场其厂商数还在陆续增加。

　　虽然相对于网络摄像机制造商量而言不值一提，同时行业内对HD-SDI摄像机在应用存在一些分岐等原因，使得工程商和用户对是否采用HD- SDI摄像机十分犹豫。不过以目前的HD-SDI技术发展和HDcctv联盟的标准化推动进程计划来看，HD-SDI摄影机的发展前景仍然不容忽视。

　　HD-SDI摄像机适合应用哪些环境?

　　安防用户选择高清网络摄像机很重要的需求就是“看得到细节”在这个前提下，高清及百万像素开始被应用于各种监控场所中。但碍于实际网络带宽及储存容量等问题，使得很多用户采用高清监控设备一段时间后，不约而同的思考“我有需要在监控系统中每一处都采用高清吗?”

　　可以说，高清是必要，但不是每处或每时都要呈现高清影像，只有在符合网络监控的带宽条件及储存需求限制下，开展高清监控。但这个观念在业界刚形成共识不久， HD-SDI摄像机的出现又打破了这个共识，厂商开始宣扬SDI的无压缩无延时特性，更以实际的储存应用破除了HD-SDI在网络储存的容量疑惑，可以看出HD-SDI RX接收芯片在直接输出高清信号下不会再经过ADC/DAC的Coder/EnCoder作用，而是直接进入CODEC，使得压缩储存损失小且储存空间商与网络监控是等值的。

　　HD-SDI摄像机除了可以具有720P/1080P有高清画面效果外，最大的优势就是无延时及无压缩，因此可以在交通行业如高速公路、轨道交通及机场等环境，另外，平安城市、监狱、银行以及学校这些需要实时及看清细节的行业也适用于HD-SDI摄像机，虽然与网络摄像机一样，会存在一定的环境限制，但是目前在韩国高速公路及日本机场的出入口监控，还有TW科技厂防的成功使用，HD-SDI摄像机会有自己的一片天空。

　HD-SDI摄像机如何迈过这些坎

　　在HD-SDI摄像机被一些业内人士广泛看重的同时，其在应用上的种种障碍问题也成为其 市场发展的绊脚石。

　　高清镜头不匹配

　　目前各个厂商在生产产品时对感光组件缺乏统一的共识，有的用CCD、有的用CMOS，在这种条件下使得可以搭配的高清镜头缺少明显，除了板机镜头(Board Lens)外，枪机可选型搭配的非球面高清百万像素镜头可以说少得可怜，而高速球的模块镜片则更少，当然很多镜头厂商也表示正在努力推出此类产品，相信最短时间内一定会补上这个缺口。

　　传输距离不足

　　HD-SDI摄像机开始被推出市场就经常出现“传输距离太短”的质疑。，如果用HDMI只有几十米，就算用同轴电缆也只能100米。这些说法影响了工程商在采用HD-SDI摄像机的想法，但实际上，以网络监控摄像机又何尝不是受到距离的限制呢?以网络线而言，在没有PoE供电下，Cat.5 或Cat.6也只有 120米的有效距离，前端监控的“最后一里”网络监控也需要考虑传输线材及距离的。

　　目前厂商已开始重视传输问题，除了开发3G-SDI的产品用传输速率来增加传输距离外，同时也在HD-TX芯片上以FPGA设计架构采用Dirac影像压缩技术产生无压损失(lossless compression)的方式，将距离增加到 300米，同时也可藉由在同轴或UTP缆在线材质上128/168/192编织上对高频损失的优劣条件选用，来降低线路上的损失及延长HD-SDI的信号传输距离，目前在厂商部份可以参考HDcctv联盟所题出订定距离与三种缆线应用距离。

　　目前最普遍的是，HD-SDI通过转Fiber的光端机转换为光纤电缆传送，同时为了能满足多路的HD-SDI信号的单向或双向传送，光端机也有以 WDM/DWDM/CWDM等多频道光波长分频方式的传输，达成一路以上的HD-SDI光纤信号载送传输要求，这可以让HD-SDI摄像机信号传输达到 30-70公里。

　　无法远程控制?

　　很多厂商担心HD-SDI无法控制及传送声音信号，但从图3 HDcctv产业发展进程图中也看到，关于这个部份原本预计在2011下半年解决，而实际上早就在2011上半年时就被一些技术先进的厂商所克服，同时还达成PTZ与声音双向传输的能力，这对从传统监控向网络监控转型力不从心的厂商吃了颗定心丸，在透过同轴传输信号的载波(Carries Wave)技术下，已可以在信号无用的部份嵌入这种类似过去16/32 bit单一同轴传输的方式来传输控制及声音信号。这步为HD-SDI矩阵出现打开技术之路，传统矩阵系统在高清的夹缝下有了起死回生的契机。

　缺乏影像显示产品

　　目前监控系统影像在呈现上多以CVBS的仿真信号输入和VGA的终端显示器为主，目前高清多以720P/1080i为主要显示格式，同时在数字电视HDTV SMPTE-296M/274M规定下，输入格式大多为HDMI或DVI及YC信号接口格式，而大部份显示器厂商在听到HD-SDI高清需求都直观的以 HDMI界面接口来认定，但相对于SDI的信号接口格式，BNC还是最好的选择。截至目前，多数示器都可以支持HDMI-1080P但相对有嵌入SDI接收芯片及存在SDI的接口格式就只能在小尺寸的银幕及大屏部份去找寻着手，这是目前HD-SDI发展遇到的最大问题。

　　能看不能存已经解决

　　在HD-TX/RX发射与接收芯片没有改良前，HD-SDI的储存问题就跟“960H”的影像储存一样，不能像网络摄像机那样进行网络架构存储，会出现“能看不能存”的问题。

　　在芯片问题解决后及Hybrid DVR概念影响与SDI-DVR出现时，这个问题就不再困扰想要使用HD-SDI摄像机的工程商，因为相对于网络高清监控，HD-SDI的储存要求是对等的，而且更有优势的是HD-SDI可以保证路像的清晰及实时性，但网络高清则必需为带宽及影像码流量而担心是否会有失帧的情况。而从容量上来看，HD- SDI与网络摄像机相同影像所占用的存储空间几乎相同。

　　没有平台如何集中管控

　　HD-SDI摄像机目前缺乏系统性的管理平台工具，在整合、集中管控上遇到很大的问题。而韩国在高速公路的项目中实现这一需求。该项目，前端部分采取同轴缆线搭配光端机的传送方式，将所有路侧信号送回交通控制中心，再经过HD-RX转换后以板卡或四路八路为一组的方式，将信号转为BT.1120 格式直接进入具有连网和网管功能DVR或由板卡组成的HD-SDI Video Server，用管理平台软件使将所有的DVR进行联网管理收编，这样不仅达成平台管理的要求更在分群分组上更便捷、快速的进行高速公路画面调拨工作，而平台软件也能够依控制协议标准化的条件达成对HD-SDI摄像机的PTZ控制。

　　前端没“大脑”

　　从各种分析和实际产品测试中可以看到在HD-SDI的IVS或是VCA影像智能功能，由于是透过的HD-TX芯片是分压缩也非CPU运算处理方式，因此HD-SDI摄像机前端除了大区域的隐私遮没(Mask)位移动态侦测(Motion Detection)跟OSD等功能外，不能做一些如画线统计等中高端智能的运用，目前截稿为止已有元件厂商发布世界第一个高清1080P@30fps的带有智能分析能力的高清晶片，那就让我们拭目以待。

　　电力供应：不是问题的问题

　　由于HD-SDI摄像机本考虑到替代原有模拟摄像机为目的产生的，因此很多厂商并不会特别关注电力供应的问题。但是在网络摄像机着力宣传PoE 供电方式的环境下，一些厂商也希望藉由电力供应开发出HD-SDI摄像机新的卖点。目前藉由同轴电缆传输摄像机所需电力的PoC(Power over Coaxial Cable)的方式，拥有这项技术的厂商并不多，拥有这项技术，在市场竞争中多了一招杀手锏。

　　虽然文章中提出了八个HD-SDI目前面临的问题，其中有目前可以解决的，也有需要各家厂商在研发上努力的，但是产品的发展是永续且多变的，对于刚起步的HD-SDI摄像机并不是解决了这八个问题就一劳永逸。而是需要厂商持续投入相关的研发力量。

 原文出

　HD-SDI与网络：过去与现在

　　在HD-SDI市场推广中，很难避免与网络百万高清摄像机对比，那么HD-SDI摄像机与网络百万高清摄像机存在怎样的差异?笔者整理一份较为完整的表格，使两者之间的差异更加直观的突显出来，为行业内人士做权衡参考。

　　可以看出，网络摄像机的市场占有率远远高于HD-SDI摄像机，同时其远程监控与网络集成的能力都比HD-SDI摄像机占有。同时由于网络摄像机已经发展几年，其周边配套产品更加完善，产品选型更加丰富，同时随着行业内人士对网络摄像机认知度逐渐提高，看起来。似乎HD-SDI摄像机的空间被挤压得很小。

　　但是回想2002年，当时网络摄像机刚刚开始“投石问路”，所面临的处境同今天的HD-SDI摄像机并没有什么不同。同样被认为价格过高、同样周边产品不丰富、同样市场认知较少，但是HD-SDI摄像机仍然有自己先天的优势是网络摄像机无法比拟的。在追求高清细节的前提下，HD-SDI摄像机的无延时是网络摄像机无法取代的，

　　还有对图像要求实时无延时的应用场所IP摄像机是无法取代HD-SDI摄像机的，其无压缩传输图像也是网络摄像机的无法比拟的。今天HD-SDI正像是一只雏鹰，随着不断的成长，终将展翅翱翔。

　　通过这次同多家国内外HD-SDI摄像机制造商和HD-SDI芯片供应商的交流，可以看出HD-SDI在未来的发展速度不会比网络摄像机慢，目前，产业端对HD-SDI未来市场保守预估在2014年HD-SDI摄像机将可能占有视频监控10%的市场份额，可以看出，HD-SDI摄像机正逐渐站稳监控市场的地盘，未来HD-SDI(3G-SDI)摄像机与网络摄像机共同高速发展的局面安防业界出现。