解析光纖HD-SDI監(jiān)控攝像機(jī)的工作原理

HD-SDI攝像機(jī)的構(gòu)成

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和HD-SDI攝像機(jī)各自的優(yōu)缺點已經(jīng)有大量文章進(jìn)行論述，在較長的一段時間內(nèi)，在各自的領(lǐng)域都會有應(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，可能會存在多種類型的設(shè)備，也是因為不同環(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?，不言而喻，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，其故障點也將大大降低。因此，將這兩個設(shè)備合并在一起成為一個可靠穩(wěn)定的產(chǎn)品將會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，把光信號圖像轉(zhuǎn)換成電信號圖像。

　　2、圖像信號處理

　　對原始的電信號圖像進(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。SDI編碼可通過FPGA來實現(xiàn)，也可以通過一些專門的編碼芯片實現(xiàn)。前者較為靈活，但是算法不容易做好。后者相對會簡單而且很穩(wěn)定。

　　光纖HD-SDI攝像機(jī)的構(gòu)成前兩個部分和一般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，還需要通過光傳輸模塊，把HD-SDI信號轉(zhuǎn)換成光信號通過光纖發(fā)送出去。

HD-SDI攝像機(jī)的優(yōu)勢

以筆者了解的某款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，對視頻信號進(jìn)行處理后，轉(zhuǎn)換成BT1120格式的YUV信號。至此已經(jīng)完成了圖像信號的采集及處理。

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，與高清視頻信號一起被編碼成SDI信號。

　　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信號通過BNC頭輸出。另一路則輸入到光傳輸模塊中，等待信號還原后通過光纖輸出。

　　光傳輸模塊中的FPGA對GV7600的SDI信號進(jìn)行還原處理，處理后的信號通過光發(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還原出圖像，完成高清視頻信號的收發(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)因為既有BNC接口的SDI信號輸出，又有光纖接口的SDI信號輸出，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，直接解決視頻信號防雷問題，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性。同時其體積小巧，適合應(yīng)用于不同的環(huán)境。