浅谈HD—SDI摄像机技术的发展思路

摘 要：我国社会经济高速发展，人们对生活品质的追求不断提升，各种高新技术产品应用于人们生活。高清数字电视作为符合时代的新型电视，在信号传输过程中结合HD-SDI技术，能夠使电视影像更加清晰，且具有数据传输功能，符合电视发展的方向。本次主要探讨HD-SDI技术及技术特点、发展困境、发展路径，为更好的在数字电视中应用奠定基础。

关键词：传输距离；无压缩；无延时

人们对于“高清化”需求的逐渐提升，这使得“多样化高清”得到了全面普及，并成为了视频系统的发展方向。其中IP网络高清与模拟高清在监控系统中有着较为广泛的使用。而随着存储压力、宽带等问题的解决，使得HD-SDI高清快速兴起，并受到人们的重视与关注。本文主要探讨HD-SDI在数字高清电视中的应用。

一、HD-SDI

HD-SDI在电路模型中，包括并联电路及串联电路、输出电路等，配置器件为NAX7128S。HD-SDI具备2个视频接口，三个传输通道，通过连接DVI及电缆等，保持信号的持续输出。数字视频清晰度维持在1920*1080间，色差信号处于960*1080间。根据顺序、数字亮度及数字等进行扫描，通过数据序列方式进行校对，在接收端计算数据。HD-SDI技术在高清数字电视中应用，能减少数据在传输过程中产生的损耗，提升数字电视的抗干扰能力，标准电视画质，高清数字电视技术数据传输效率较高，能够提升数据传输的广度，使电视机接收更多的数据，使用户观看更多的电视频道。

二、HD-SDI高清技术特点

1.无压缩特征

HD-SDI高清技术主要是将未压缩数字信号在同轴电缆上进行快速传输，可防止原始图像出现失真现象。这也是该技术受到人们关注与重视的主要原因，与IP高清压缩技术相比仍具有较强优越性，可有效确保视频拥有较强保真性与还原能力。同时在HD-SDI视频信号处理期间，由于没有压缩与解码环节可节省大部分时间，所以可为视频连贯播放提供有力支持。

2.无延时特征

传输网络对于HD-SDI高清监控没有任何影响，进而可有效防止图像延迟问题的出现。所谓无延迟与实际仍存在一定差异，无延迟当前仅仅为理想理论状态，即通过肉眼无法发现。而HD-SDI高清传输延迟可确保在40ms以内，以此可称其具有无延迟特征。

3.传输模式

HD-SDI高清技术传输模式与IP高强技术相比具有较为明显的优势与作用。结合实际情况进行分析可以发现，模拟系统在实际传输期间主要使用同轴电缆进行传输，而当IP系统兴起后各种数据传输都需要利用网线实现高速传输，这有效表明了如对传统的模拟系统进行创新与完善，就需要以架构、布线、设备等方面为出发点重新进行规划设计与施工处理，这会使得客户出现一定麻烦，进而导致抵触心理的出现[3]。但HD-SDI高清技术传输模式与模拟系统相同，主要是利用同轴电缆实现数据信息传输，想要将模拟系统转变为HD-SDI高清系统，仅需要技术人员针对前端设备与后端设备进行更换，而不需要对其余方面进行任何改动，可有效降低客户系统升级成本。

三、HD-SDI高清发展面对困境

1.传输距离较短

若IP监控系统可实现远距离传输属于优势，那HD-SDI实际传输距离则需要深入研究与探索，也就是说HD-SDI高清技术传输距离相对较短。在该技术无压缩模式作用下，使得传输数据量极高，想要确保数据传输的时效性与完整性，就需要科学控制其传输距离。通常情况下，HD-SDI实际传输距离需要控制在100m至150m之间，与其他监控系统相比，传输距离相对较短。

2.配套设备缺乏完善性

受到无压缩传输模式影响，HD-SDI与其它系统连接时需要运用SDI DVR、SDI编码器等设备，虽然已经研发出了相应的配套设施与产品，但仍缺少完善性。以后端存储为例进行分析，若使用常用存储模式就会导致存储支出相对较大，这对于HD-SDI的广泛使用会造成严重影响与威胁。

四、HD-SDI发展路径与前景

1.选择图像传感器

通常情况下，各种HD-SDI设备生产企业会提供CCD与CMOS两种高清数字摄像机，结合其运行原理进行分析，CCD实际运行期间，所有像素在感光后会形成大量电荷，同时电荷会通过“放大设备”进行电压转变处理，这就是电子信号形成的主要流程[4]。其中“放大设备”对于图像处理速度有着直接影响，电荷通过单一途径进行传输时，若数据规模较大就会出现信号拥堵现象，但HDV格式却需在较短时间内对大量数据进行分析与处理，这就使得在实际使用期间，CCD不符合高清数据快速读取标准。而CMOS所有像素短都具有独立的“放大设备”进行转换输出，这也使得CMOS不受“放大设备”造成的影响与威胁，可在较短时间快速处理各种数据，确保高清影像输出具有较强及时性，真正符合高清需求。同时CMOS具有成本小、耗电量低、性能较强等特征，也可与视频处理电路在相同芯片上，因此CMOS设备的选择有着较强科学性与合理性，并可有效促进配套设备完善性快速提升。

2.数字模拟并行传输

当前，HD-SDI高清技术主要的模式就是HD-SDI数字电视设备使用HD-SDI数字传输方法并与网络并行输出端口进行科学对接，也就是实现双输出接口模式。其中一路接口为符合SMPTE标准需求的HD-SDI高清数字输出端口，符合高清视频传输信号与电视墙实时、无损连接需求；另一路接口则是网络输出端口。根据实际需求运用IP网络进行视频信号传输，在解决HD-SDI高清技术传输距离较短问题的同时，也可为实现后端高强存储提供良好条件，从基础上降低视频数据传输与存储的强度。

针对HD-SDI高清技术的后端存储工作，也可运用智能分析技术降低高清DVR监控存储强度。HD-SDI数字电视设备运行期间主要以点对点传输系统为基础，并与DVR直接连接或通过NVR实现混合型连接，这在确保视频数据存储具有较强稳定性的同时，还可为视频远程运用奠定坚实基础。现阶段，HD-SDI高清技术还存在的存储问题就是各种垃圾视频数据也被存储与传输，使得传输压力不断提升，也在一定程度上导致存储空间的浪费。这时就需要根据实际需求在存储设备中加设智能分析系统，以智能分析技术为出发点，将所有垃圾视频数据进行低码流方式的压缩与存储，针对较为重要的高清视频与音频数据则实施无压缩存储，这可有效防止压缩资源出现浪费现象，并真正缓解宽带传输压力。

结束语：

综上所述，HD-SDI高清技术在发展过程中受到客观因素影响，使得其广泛运用受到直接威胁，需要根据实际需求科学运用数字模拟并行传输、数字模拟并行传输等方法，为HD-SDI高清技术的发展奠定坚实基础。

参考文献：

[1]倪奇志，孙运.HD-SDI数字视频信号处理及传输的FPGA设计与实现[J].电子技术与软件工程，2018（24）：72.

[2]韩凤娟.HD-SDI/IP数字视频监控系统在城市轨道交通中的应用分析[J].交通科技，2016（05）：153-157.

[3]孙旭，陈戈珩.HDMI信号转换HD-SDI信号系统[J].长春工业大学学报，2016，37（04）：356-362.

[4]徐大鹏，孙海江.HD-SDI视频嵌入式图像采集系统设计[J].计算机测量与控制，2015，23（09）：3213-3215.

作者简介：

王琦（1979.11-），汉族，吉林省长春市，男，学士学位，山东广播电视台 地球站正科级，研究方向：卫星信号无线传输与接收，无线电信号运维。