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【HD-SDI摄像机】HD-SDI技术给力安防高清视频监控建设

2012-02-11 15:03:03 htcview 16

 

HD-SDI摄像机】视频监控系统中图像清晰度是最被关注的,衡量图像清晰度的标准是分辨率,分辨率值越大,图像就越清晰。现在视频图像分辨率最高已可达1080P,也就是人们通常说的高清。其实要做到画面高清,不仅仅是分辨率达到720P或1080P就行了,还必须在超宽动态、自动白平衡、图像锐利度调整、超级数字降噪(信噪比)、智能数字自动测光补偿、亮度信号、彩色信号边缘补正、损坏像素自动调整与恢复、色彩调整等指标上都要有上好的表现,只有达到这些综合性的要求才能真正地实现高清。由于图像清晰度对视频监控产业有着非同一般的重要性,因此,高清监控技术一经面世就被市场广泛接受并开始实际应用。

  摄像机是将光学图像转换为电学图像,通过显示设备还原光学图像的设备。摄像机的社会需求源自人类对自然的视觉需求,是人类感知物质世界的重要工具。尽管视频监控是作为一个系统来衡量整体性能的,但无疑,摄像机是最重要的组成部分,并汇聚众多的核心技术。

  近两年,高清可以说是监控行业最热门话题,业界各大主流厂商都纷纷推出自己的高清产品,尤其是高清网络摄像机更是款型丰富,外围配套设备比较齐全,涌现出各种IP高清系统解决方案,并成为目前高清视频监控应用方案的主流。不可否认,由于IP高清监控方案的实际应用,极大地提高了视频数据承载和应用能力,使视频图像分辨率大幅提升,并具有高度的易扩展性和集中管理等优势。近几年安防行业各类展会中,IP高清监控方案真可谓饱受赞誉。

  然而,尽管IP网络高清监控具有种种优势,但也由于各种原因,对IP网络监控,特别对网络高清监控系统整体而言,也明显地暴露出其软肋:由于网络传输延迟带来的非实时性,又由于有损编码压缩使显示和记录的图像失去原汁原味,从而影响了其应用效果。所以说,事物都有其正反二面,IP网络监控也不例外。

  在人类感知物质世界的过程中,对高清的追求一直没有停止脚步,与IP网络高清监控相呼应的HD-SDI数字高清监控就是最为重要的应用实例。

  HD-SDI高清及标准

  摄像机的CCD或CMOS传感器采集信号后未经压缩的高清视频信号及传输有模拟和数字两种。模拟传输一般采用YPbPr分量传输,一路高清视频信号需要三根同轴线缆同时传输。
 
数字传输一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI传输,其中DVI或HDMI的传输距离只有几米,不适合用于监控图像的远程传输,行业内通常被应用在演播控制室内设备间的连接和信号传输。而HD-SDI信号虽然可以传输百米左右,并可采用CVBS同轴电缆传输,所以通常被应用在现场采集设备与百米内的控制设备间的信号传输连接。

  高清定义源自于数字高清电视HDTV,是由美国电影电视工程师协会SMPTE确定的高清晰度电视标准,即支持1080i(1920×1080,隔行)、720P(1280×720,逐行)、1080P(1920×1080,逐行)三种高清电视标准;再次,还特别要求是16∶9显示模式和全帧速。

  目前,在安防行业传统监控系统标清数字编码一般可达到4CIF或D1的分辨率,约为40万像素,清晰度在300至500电视线之间;高清摄像机如果要达到800电视线清晰度,那么摄像机的分辨率至少要达到720P(1280×720)的标准,约90多万像素;若采用200万像素,就能达到1080P(1920×1080,逐行)高清图像的要求。

  现在,安防行业通常采用广播电视领域的高清划分标准,来区分“高清”和“标清”。由于采用广电标准:即能达到百万像素的摄像机,配套以1080P分辨率的显示设备及相应的传输通道,就可以形成一套可称之为高清的监控系统,但安防视频监控行业本身至今还没有通用的高清标准。例如,2006年发布的国标《视频安防监控数字录像设备国家标准GB20815-2006》,仅对DVR的等级划分为A级(分辨率不小于4CIF,704×576)和B级(分辨率CIF,352×288)两种。

  HD-SDI监控技术优势

  相较于IP网络高清监控系统,很明显,HD-SDI监控有如下优势。

  1、原模拟系统布线仍可采用,系统组成和设备管理方式不变,从老的模拟系统升级,只需更换相应的硬件设备,几乎无需操作培训,能平滑实现从标清模拟监控升级到高清监控。

  2、不失真原始图像,不像IP监控是经压缩和打包后经网络传输的,而HD-SDI监控以未压缩数字信号在同轴电缆上高速传输,不失真。

  3、高清实时,不受传输网络影响,不会有IP网络监控产生的图像延迟问题,在有实时监控要求的场合,该性能要求就显得特别重要。

  4、提供更多细节,保持图像的完整性和原始性,大大提高了智能分析算法的精度,为智能视频分析IVS提供了保障。

  5、单位面积摄像机布点密度大幅下降,提高了采集设备的利用效能。

  客观地讲,基于IP监控和基于HD-SDI监控各有优势,从目前安防需求看,HD-SDI监控是令人振奋的。但是,HD-SDI监控本身也还有技术问题需解决。比如,需要解决HD-SDI的长距离(长于100米的)传输问题;配套设备欠成熟、厂商较少,厂商和配套设备的选择面较小,成本也比较高;应用的普及度及用户的认知度还远远不及IP网络高清监控。

  高清摄像机组成及关键技术