SDI(串行数字接口)是“数字分量串行接口”。其次,HD-SDI是一种高清数字分量串行接口。 HD-SDI是一种实时、未压缩、高清广播级摄像机,是安全监控领域的另一项技术进步,是一种为监控中心提供高分辨率图像源的设备。
发展历程
1982 年,原国际无线电咨询委员会(CCIR) 发布了CCIR 建议第601 号,其中包括基于欧洲广播联盟(EBU) 和电影电视工程师协会(SMPTE) 机构提案的采样频率。已发布。 13.5 MHz、8 位量化和4:2:2 色度子采样统一了525/60 和625/50 电视扫描系统的数字化参数。 1986年,CCIR发布了CCIR 656建议,基于EBU Tech.3246和SMPTE 125标准,提出了一种并行接口,可以使用11对双绞线和25针D型连接器传输CCIR 601规范信号。早期的数字设备采用这种接口,但传输距离短、连接复杂,不适合大规模使用。事实上,CCIR 656还包括EBU Tech.3247串行数字接口标准,该标准由EBU于1983年提出。它使用8/9 块编码和243 Mb/s 的比特率,但仅支持8 位量化,这并不简单。稳定且廉价的接口芯片。
1983年,CCIR成为国际电信联盟(ITU-R)的无线电通信部门。 1994年,ITU-R发布了BT.656-2建议,其中纳入了EBU Tech.3267和SMPTE 259M中定义的新串行数字接口。该接口采用10 位传输和不归零逆(NRZI) 编码。传输ITU-R BT.601(A部分)4:2:2电平信号时,其时钟返回速率为270 Mb/s,这就是SDI今天闻名的原因。 SDI逐渐成为数字已成为标准配置。本质上最终实现了演播室、主控、播控系统的数字化。日本也参照上述标准制定了相应的国家标准BG/T 17953。 ITU-R BT.601(A部分)EBU Tech.3268、SMPTE RP145和ITU-R BT.799是为了满足4:4:4级别视频和色度键的高质量节目制作的需要而提出的。已完成。双链路R'G'B'/4:4:4 通过两个SDI 通道同时传输图像和另一个宽带信号的概念。我国国家广播电影电视总局参照ITU-R BT.799-3制定的相应行业标准为GY/T 159-2000。此外,SMPTE 344M还定义了时钟频率为540 Mb/s的串行数字接口。
1990年ITU-R BT.709建议书的发布加速了高清电视技术的发展,并就使用串行数字接口传输高清信号建立了业界共识。 292M标准定义了时钟频率高达1. 5 Gb/s级别的串行数字接口,对应的国际标准是ITU-R BT .1120,GY/T 157-2000是我国制定的行业标准ITU推荐,所以这个就是大家熟知的HD-SDI。除了时钟频率从270 Mb/s 或1.485 Gb/s 提高了5.5 倍之外,HD-SDI 和SDI 之间还存在一些差异。例如,在HD-SDI中,亮度信号和色度信号被分成两个流,进行复用和加扰,并将编码后的行号和校验码添加到活动视频(EAV)的末尾并进行传输。由于75欧姆电缆和连接器的继续使用,以及SDI的成功经验,HD-SDI很快取代了以前使用的并行接口。与SDI类似,SMPTE在372M标准中标准化了双链路HD-SDI,以适应演播室和1080p50/59.94格式的内容传输。高速接口芯片技术的进步使得串行接口能够达到3 Gb/s 的水平。
2005年,ITU-R在BT.1120-6建议中提供了2.97 Gb/s串行接口的规范,但物理介质仍然使用75 同轴电缆和IEC 60169-8标准连接器。此外,SMPTE 424M 还提供了类似的3 Gb/s 级别接口定义。 3 Gb/s 串行接口的出现解决了双链路HD-SDI 情况的传统需求,例如以4:4:4/12 位或1080p50/59.94 格式进行编程。多家厂商已宣布推出3 Gb/s串行接口芯片产品。当需要长距离传输时,例如连接两个相距较远的工作室时,铜缆可能有些不够用,在这种情况下,光缆是铜缆的自然替代品。 ITU-R BT.1367、SMPTE 297M以及我国的GY/T 164-2000都是利用光缆传输串行数字信号的标准。以ITU-R BT.1367为例,在传输高分辨率信号时,仅传输单个数字信号。模光纤和相应的光连接器,以及相应的光接收机和光发射机完成光电转换和电光转换。现代数字电影包括分辨率更高、色彩更丰富的高分辨率图像(例如SMPTE 428-1K PGYQR 40962160 4:4:4/X'Y'Z'/12-bit@24P)以及所需的数据量为了在数字影院设备(如数字投影仪和服务器)之间传输,SMPTE N26技术委员会制定了时钟频率为10.692Gb/s的串行数据接口,我们正在制定435M系列的标准。符合IEC 60793-2标准的光缆和符合IEC 61754-20标准的光连接器。该10 Gb/s 级接口可以复用多达8 个HD-SDI 数据流,还可以将现有的1.5 Gb/s 和3 Gb/s 数据结构映射到10 Gb/s 接口。
接口原理
串行接口是通过单个通道顺序传输数据字的各个位及其相应数据的接口。串行数字信号具有高数据速率,必须在传输前进行处理。加扰不归零反转(NRZI)用于取代早期的块编码。标准为SMPTE-259M 和EBU-Tech-3267。标准包括数字分量信号,包括数字复合信号和数字音频。在传输之前,对原始数据流进行加扰并转换为NRZI码,以确保在接收端恢复原始数据。因此,数字串行接口在概念上可以理解为基带信号调制。 SDI 接口可传输270Mb/s 串行数字分量信号,或传输360Mb/s 的16:9 格式图像。 NRZI 代码是极性敏感代码。用“1”和“0”代表高电平和低电平。 “1”或“0”的延长周期将影响接收器从数字信号中提取时钟的能力。由于串行数字信号接口不单独传输时钟信号,接收端必须从数字信号流中提取时钟信号,因此采用NRZI码,用“1”和“0”来表示有无电平转换”。马苏。如果接收NRZI 码流,如果可以检测到电平变化,则可以恢复数据,但即使使用全1 信号,生成的信号频率也仅为原始时钟频率的一半。连续的“1”减少,进一步减少了高频成分。在数据流的接收端,SDI解码器从NRZI码流中恢复出原始数据流。
(a) 串行数字数据接口Betacam-SX SDDI(串行数字数据接口),用于非线性编辑和数字新闻传输系统,允许4 倍磁带到磁盘上传。
(b) QuarterSerial Digital Interface QSDI(QuarterSerial Digital Interface) 在DVCAM录像机编辑系统中,该接口将数据从磁带上传到磁盘,将数据从磁盘下载到磁带,或者以4倍速在磁盘之间传输数据,用于复制。
(c) CompressionSerial Digital Interface CSDI(压缩串行数字接口)用于DVCPRO和Digital-S数字录像机和非线性编辑系统中,以四倍的速度从基于磁带到基于磁盘以及基于磁盘之间传输数据。光盘底座。
以上三种接口互不兼容,但所有SDI接口都兼容。使用270Mb/s SDI 方法可以实现高速传输。这三个接口是为了建立数字音频和视频网络而设计的,这种网络不像计算机网络那样使用握手协议,而是采用同步组网技术,不会因路径不同而造成延迟而被使用。
常见的做法是在SDI信号中嵌入数字音频信号,即在视频信号的水平和垂直同步脉冲(水平消隐和垂直消隐)期间插入数字音频信号,并与数字分量同时传输视频信号。马苏。
市场背景
随着社会经济的快速进步和发展,人们的生活水平不断提高,视频监控系统在我们生产生活中的使用量不断增加,但传统监控摄像头分辨率低,监控难度大,覆盖范围差,范围有限监测覆盖范围。不够清晰,拍摄、录音、压缩传输等方面存在一些问题,给安防监控、调查取证带来一定困难。
另外,目前“平安城市”工程正在如火如荼地进行,对监控系统的要求不仅仅是看得见,而是要看得清楚、实时。标清系统和旧模拟系统提供的图像清晰度已成为系统升级的瓶颈。尤其是智能交通电子警务、违法车辆追踪、车牌识别等都需要高分辨率的前端实时图像。没有办法开始做智能分析。
HD-SDI高清摄像机是基于SMPTE(电影电视工程师协会)串行链路标准的高清实时摄像机,通过75欧姆同轴电缆传输未压缩的数字视频。
SDI接口简单分为SD-SDI(270Mbps,SMPTE259M)、HD-SDI(1.485Gbps,SMPTE292M)和3G-SDI(2.97Gbps,SMPTE424M)。
基于SDI接口的高清视频系统的优点是能够无延迟地实时传输高清视频,并且高清视频不会出现任何丢失或失真。提供的未压缩高清图像是智能监控所需的最佳图像来源。而且,扩展SDI接口不会造成网络扩展问题,中央系统和前端系统完全分离,不存在通过SDI接口进行网络入侵的可能性,安全性也会比以前更高。一个网络系统。另外,由于视频是实时传输的,网络系统上的视频不会出现中断或延迟,可以避免传输错误的信息。
基于以上市场需求,HD-SDI高分辨率摄像机应运而生。
HD-SDI 的缺点
纵观我们现在的监控市场,除了高清之外,网络化、集成化、智能化是市场发展的主流,而HDSDI监控设备兼容高清是不言而喻的,但是网络化和智能化我不得不承认由于涉及情报,这是一个难题。在组网方面,保证网络传输流畅的主要方式就是对数据进行压缩,而“未压缩”的HDSDI技术势必会因传输数据量巨大而被束缚在信息孤岛中。性能下降还影响HDSDI智能功能的扩展和应用。另外,HDSDI技术的固有缺陷还体现在:
1.前端防雷并不是一个简单的解决方案。
尽管SDI源自广电领域,但SDI产品在传输和存储方面的独特功能始终对系统防雷造成重大破坏。原因之一是SDI产品的传输特性要求较高的传输频率,而SDI以其优异的性能而著称,如无需高清视频采集、无传输延迟、无失真等,因而提出了更高的要求。对传输电缆和闪电的要求。这是一个保护者。而常规模拟视频信号的最大值为10M,而SDI传输速度高达1.485G甚至高达3G,所以一般的模拟视频避雷器不仅不能满足SDI的严格要求,更不用说防雷性能了。也很难见面。这个问题也深受很多避雷器厂家的关注。其次,SDI产品需要更宽的传输通道。 SDI不仅传输未压缩的视频信号,还利用载波技术传输音频、控制和电源信号,其设计原理与原来的模拟视频信号避雷器和IP网络避雷器完全不同。 SDI产品防雷的关键在于内部防雷的合理设计。事实上,很多安防企业的SDI产品在内部防雷(如PCB)和外部接口的合理布局等方面都有合理的防雷电路设计方案。防雷、传导防雷)。 ) 没有合适的解决方案。
2、电缆等级
HD-SDI高清视频信号最好使用专用SDI线进行传输,才能最大限度地发挥视频信号的效果,但专用SDI线包括连接器的价格非常昂贵,而实际中所有使用专用SDI线的工程增加了线缆数量,虽然建设成本增加,但实际测试表明,采用高档同轴线缆和BNC接头基本保证了视频效果。而且,只要SDI的应用越来越广泛,相关辅助材料的价格肯定会大幅下降。
3、存储方案
前面提到,高清未压缩视频信号的数据量非常大,直接存储成本会非常高,所以从实用的角度来看,还是有必要对视频进行压缩存储的。 DVR解决方案也可以通过在NVR中使用SDI编码器来解决。您可以根据实际项目灵活选择。尽管如此,与HD-IP 系统相比,HD-SDI 系统的优势还是很明显的,而且只要保持一致的存储容量和质量,HD-SDI 系统在实时控制方面更胜一筹。永远不会丢失您的重要视频。
系统解决方案
1、基于IP存储和使用HD-SDI信号的多级联网的一整套HD-SDI解决方案。
2. 使用HD-SDI 信号采集、传输分配和基于显示的IP 电话、存储、多级网络和分析解决方案。
3.模拟、HD-SDI和IP多格式混合解决方案。
常见的系统方案主要有1和2。在新建安全城市和应急指挥系统中,HD-SDI系统主要用于重点服务区域的监控。通过IP网络传输HD-SDI和H.264压缩存储的系统架构是一种高性价比的数字高清解决方案,既控制了系统成本,又兼顾了实时、无损的图像特性。 HD-SDI 数字高清视频。
优势
在安防领域,高清产品的使用正在蓄势待发。 ONVIF与PSIA联盟的Network Hi-Vision和HD-CCTV联盟的Digital Hi-Vision正在逐步占领未来高清产品市场,HD-SDI摄像机产品也处于安防市场的起跑线。在安防市场,高清产品经过多年的积累,从早期的模拟监控到后来的网络监控,网络高清监控源于网络监控,诞生了HD-SDI数字高清监控。整体安全市场的未来发展。 HD-SDI产品处理后的数字信号通过同轴电缆传输。该产品的视频接口为BNC接口。传输电缆采用工程中常见的国标“75-5”视频电缆。很多用户习惯包括A公司在内的很多工程公司将HD-SDI数字高清称为“模拟高清”,但这个术语其实是不正确的。根据HD-SDI摄像机产品的特点,产品的优势可概括如下:
该设备采用BNC接口连接,因此在将现有的传统仿真框架系统改造为高清监控系统时,无需重新布线,只需更换前端和后端即可。这可以为您的项目节省大量时间、金钱和劳动力成本。
易用性:HD-SDI摄像机产品工程施工所用的系统架构与模拟监控系统相同,因此系统布线可用75-5同轴电缆实现,方便施工人员和系统无需操作人员必需的。通过培训即可轻松入门。
与IP监控不同,未压缩的HD-SDI摄像机将视频信号压缩、打包并通过网络传输,由于未压缩的数字信号通过同轴电缆高速传输,因此原始视频不会失真。
高分辨率实时HD-SDI摄像机监控不受传输网络的影响,即使在需要实时监控和高分辨率要求的情况下,也不会遇到IP网络监控相关的图像延迟问题。
高利用率HD-SDI摄像机设备视频输出图像分辨率为19201080,单位面积摄像机点数密度显着降低。它提供更详细的处理,例如清楚地看到监控位置的人脸和车牌。
购物建议
根据城市道路高清视频监控的实际需求,在选择摄像机时请参考智安天下工程师的以下建议:
1.使用CCD传感器。目前,CMOS技术还不是很成熟,但在比较CCD和CMOS感光芯片时,CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制、高质量图像输出、动态图像性能等方面均优于CMOS。特别是夜间城市道路照明条件较差时,CCD摄像机的成像效果比CMOS摄像机要好,因此在高分辨率摄像机中建议使用CCD作为感光芯片。
2、为了满足全天候安防监控的需求,摄像机必须具备弱光能力,即使在黄昏、夜间弱光环境下也能捕捉到更清晰的视频图像。
3、高清视频监控必须达到720P/1080P分辨率,逐行扫描,最大帧率必须达到25帧/秒,以保证监控视频的流畅。
4、高清视频传输接口采用符合广电标准的HD-SDI接口,支持无压缩视频高速传输。使用高清数码相机传输无压缩视频的HD-SDI光端机和高清编码器阵列,并且通过光纤,高分辨率、低延迟、无衰减、无干扰的图像传输也避免了室外监控视频图像受到雷击的影响。
5、高分辨率数码相机必须具有高信噪比和高动态范围,才能保证各种环境下的图像信号质量。
6、配备自动快门、自动增益、自动白平衡等图像预处理功能。
7.支持自动光圈镜头,可搭配不同变焦范围的电动镜头,实现不同的监控距离和范围要求。
8、支持485通讯协议,可对摄像机进行远程在线升级,满足特殊应用环境下参数变更的要求。
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