摄像机芯片方案及HD-SDI、HD-MDI介绍全解
浅析光纤HD-SDI监控摄像机的技术概况

浅析光纤HD-SDI监控摄像机的技术概况当今安防市场,各种各样新产品层出不穷,各个厂家持续地投入人力物力,力争在如火如荼的视频监控建设中分得一杯羹,大有三国时期,群雄争霸之势。
视频设备按接口类型来分,可分为IP和BNC两大接口阵营。
按视频分辨率,又可分为模拟和高清。
BNC接口的模拟设备在前期的城市建设中占了很大的比例,而随着国民安全意识的日益增长,已经由最初的“看得见”向“看得清”转变,因此,除了新的城市视频监控点的建设,把原有旧的模拟视频系统升级为新的高清视频系统,使人们看得更清楚是重中之重。
虽然市场上还存在大量的模拟视频设备,但是模拟转高清已是大势所趋,相信随着高清视频芯片的高度集成化和高清视频产品成本不断下降,全面接管模拟视频市场已指日可待。
我们常说的高清视频产品,是指分辨率为720P,1080i,1080P三种视频格式的视频设备,而用于这几种高清格式视频传输的接口一般有IP和BNC。
我们常提及的IPC网络摄像机和HD-SDI摄像机,就是分别具有这两种接口之一的输出高清视频信号的设备。
HD-SDI(HighDefinitionSerialDigitalInterface)全称为高清串行数字接口,HD-SDI摄像机相比IP摄像机,其具有如下优点。
与传统模拟视频组网兼容。
因为传统模拟视频系统大多用BNC接口连接,HD-SDI可以无缝兼容,因此,在传统模拟系统升级至HD-SDI 系统的改造工程中,无需重新布线,能节省大量的时间和成本,具有一定的优势;非压缩。
由于IP网络带宽的限制,IP摄像机输出的视频信号都会进行编码压缩,而HD-SDI对图像不进行压缩,可以保证原始图像而不失真传输;实时。
由于网络环境原因,IP摄像机的传输延迟有时会比较大,而HD-SDI的图像传输是实时的,几乎不产生延迟,很适合对实时性要求高的场合;兼容性好。
IP网络摄像机因为厂家不同,其传输协议也会多种多样,这样就导致了不同厂家的设备兼容性差。
HD-MDI标准阐述

HD-MDI(Media Dependent Interface)高清视频传输介绍
MDI是高速以太网定义的与介质有关接口(Media Dependent Interface),HD-MDI第一代高清传输技术是使用标准的高速以太网物理层硬件,把发送端设备(高清摄像机)和接收端设备(DVR、DVR 卡、中继器、光端机等)都做成MDI类设备,然后不通过HUB、网络交换机等MDIX类设备,发送端和接收端用CAT5或CAT6网线点对点直接连接,通过网络数据链路层把未压缩的实时高清信号经过科学高效的组织排序由摄像机端发送到接收端,从而实现等同HD-SDI的传输效果,但是由于使用了IT行业极度成熟的高速以太网的物理层硬件,HD-MDI的传输相比用同轴电缆传输会更廉价,更稳定,抗干扰性能力更强,而且在传输视频信号的同时可以实现双向音频,双向控制信号等的传输,也可以使用POE网线供电的模式,大大节约布线成本。
HD-MDI的第二代产品会采用更先进工艺的传输物理层器件,以实现更长距离的无中继传输和更高速的传输速率,预计会在明年6月份推出用CAT5网线实现无中继传输达到500米左右的终端设备,并实现1080P每秒60帧的传输,以完全满足安防中高端客户对高清图像的需求。
IPC、HD-SDI、HD-MDI三大高清系统对比

只需要传统的安防知识
高清IP模式
摄像机组成 摄像机成本 谁相机技术复杂度 传输介质 传输距离 传输内容 传感器+ISP+SOC芯片+网络 模块 高 有操作系统,结构复杂,功耗 较高,故障率不好控制 CAT5 100米
HD-SБайду номын сангаасI模式
传感器+ISP+SDI传输IC+线 路均衡IC 较高 无操作系统,结构简单,功耗 小 高品质同轴电缆 80米(据说下一代200米)
系统技术复杂度
不同于传统的安防工程,这 点对点的物理链接,等同传 类工程需要专业的网络知 统安防工程,只是这个同轴 识,工程越大网络越复杂,会 布线要求较高 需要高端的网络工程师 需要既有安防工程经验又有 很专业的网络知识工程师, 只需要传统的安防知识 目前奇缺
系统维护复杂度
HD-MDI模式
传感器+ISP+网线传输模块 (略高于网络模块) 低 无操作系统,结构简单,功耗 小 CAT5 100-150米(据说下一代500 米) 视频不压缩码流,双向语音, 控制信号等 1-2元/米 MDI中继器 100元左右 MDI光端机 1000元左右/4路 直线显示未压缩视频,图像 无延时,无损耗,清晰流畅 MDI接收模式的DVR 低 摄像机+MDI接手的DVR 点对点的物理链接,等同传 统安防工程,只需要普通布 线工程人员
视频不压缩码流,控制信号 视频压缩码流,双向语言,控 等,目前不支持音频传输,据 制信号 说下一代 传输介质成本 1-2元/米 3-5元/米 传输中继器 HUB SDI中继器 中继器市场价 200左右 1000-2000元 光传输设备 网络光端机 SDI光端机 光传输设备市场价 1000元左右/路 2000-3000元/路 有网络延时和抖动(系统越 直线显示未压缩视频,图像 大越显著,一般大于1秒)由 后端监看效果 无延时延迟,无损耗,清晰流 于经过编码再解码回看,画 畅 质受损严重,细节还原差 SDI编码器或可接收SDI接收 后端视频预览存储设备 NVR+IPSAN 的DVR 后端成本 高 较高 系统组成 摄像机+网络设备+NVR 摄像机-网络设备-NVR(或解 码器+IPSAN)
HD-SDI摄像机介绍

高清SDI监控摄像机自出道以来,一直受各方的厚爱。其广泛的用在金 融、电信、政府、平安城市、学校、机场、交通监控现在的项目,目前北 京市政交通监控系统全部实现了高清监控。那么红得发紫的高清HD-SDI监 控摄像机为什么这样"火"呢? 高清SDI监控摄像机不仅拥有高清的画质,在可以满足高质量的监控的 同时,还具有更宽阔的视野。一个普通的摄像机可达到3.7米的监控范围而 高清摄像机可达7.4米。目前像政府、工程这类大型项目对监控范围广,对 视野和画质要求都很高。普通标清达不到这个标准,起不到监控的作用, 都选择使用高清HD-SDI监控摄像机。
HD-SDI摄像机介绍
SDI接口标准
• 串行数字接口SDI(Serial Digital Interface) • 根据数据速率不同,有三种SDI标准: 标准清晰度SD-SDI(297Mbps)和高清晰度 HD-SDI(1.485Gbps)、3GSDI(2.97Gbps)
HD-SDI概念
• • • • HD-SDI高清视频监控标准,是由HD-CCTV联盟提出的,基于普通同轴线缆进行传输, 以高速数字视频信号切换设备为核心的无损数字高清监控解决方案。 信号标准:SMPTE292M 传输速率:1.485Gbps 视频格式:720p@25/30/50/60fps 1080p@25/30fps 1080i@50/60fps
HD-SDI摄像机介绍
HD-SDI摄像机与IP高清摄像机对比HD-SDI摄像机介绍
HD-SDI技术优势
(1)不失真的可靠度, 传送的是无压缩的数字视频信号
(2)高清等级的实时传输, 几乎没有网络产生的图像延时问题
(3)平滑过渡到高清, 如同模拟系统一样的安装方式, 不用改造线路
7-3高清技术之HD-SDI

SDI接口标准
SMPTE 259M,SD-SDI,数据率270 Mbps SMPTE 292M,HD-SDI,数据率1.485Gbps SMPTE 424M,3G-SDI,数据率达到2.97 Gbps
相对于IP网络高清技术, HD-SDI具有优势: 标准化 易用性 高画质和实时性
模拟标清监控系统平滑升级到HD-SDI高清系统
远程HD-SDI高清系统 对于远程HD-SDI高清监控系统,还要用到HD-SDI编码器、交换机、路由器等其 他网络设备,从而使不同监控点的视频信号能够汇聚到监控中心或远程中心。
HD-SDI
信号标准为SMPTE292M,传输速率为1.485Gbps, 视频格式为720P@25/30/50/60fps, 以及1080P@25/30fps和1080i@/50/60fps。
HD-SDI摄像机 HD-SDI录像机
பைடு நூலகம்
HD-SDI后端设备
HD-SDI传输系统:发送端和接收端都采用SDI专业编解码芯片作为核心,例如编码芯片GV7600, 解码芯片GV7601构成的HD-SDI系统,发送端将视频信号通过同轴电缆发送至接收端。
HD-MDI向IP、SDI两大主流高清监控“宣战”

HD-MDI向IP、SDI两大主流高清监控“宣战”
我们所熟知的数字化高清监控主要指的是IP 和HD-SDI,HD-MDI 属
于后起之秀。
直到2012 年MDI 技术得以完善,但配套多路DVR、光端机、矩
阵还在研发中。
在行业内,MDI 的知名度远低于IP 和SDI,这不仅激发了该数
字监控技术的斗志,更是完善了数字化高清监控市场的应用。
HD-MDI 逆袭IP 与HD-SDI 高清监控将应战
那么,MDI 能否逆袭成功呢?在监控系统中MDI 的优势又有哪些,下面
我们将三大数字高清监控进行对比,看IP/SDI/MDI 之间的差别有多大。
监控成本对比:MDI 摄像机造价低
选择不同的监控摄像机,监控系统造价也有很大的区别。
与模拟系统相比,数字化监控摄像机成本起步较高。
按照上述三者对比来看,其实SDI 摄像机成本最高,摄像机内置传感器+ISP 数字监控传输距离受限制?
如何使用或操作摄像机也有学问,模拟监控搭配Linux 操作系统是老安
防人熟悉的模式。
网络摄像机搭配Windows 操作系统,结构复杂且功耗较高,因此也加大了故障率的可能,为后期工作带来不少的麻烦。
HD 高清系列无操作系统,结构简单功耗小,降低了故障率也节省了一定的能源。
数字监控传输距离受限制?
网络无所不能,基于IP 架构的监控系统传输却受了限制呢?从目前有线
传输距离和效果来看,网络监控采用CAT5 传输介质,传输距离100 米;SDI 与模拟监控类似,但是他采用高品质同轴电缆,传输距离有望突破200 米;MDI 与IP 监控传输介质相同,但传输距离可突破500 米,是三者有线传输距离最长、效果最好的设备。
1080P HD-SDI摄像机芯片简介

1080P HD-SDI全高清摄像机1. 什么是1080P HD-SDI?SDI是serial digital interface首字母的缩写,意思是数字分量串行接口,那么HD-SDI就是高清数字分量串行接口了,它是目前高清设备传输距离最远的接口方式。
1080P是美国电影电视工程师协会(SMPTE)制定的最高等级高清数字电视的格式标准,1125条垂直扫描线,1080条可见垂直扫描线,有效显示格式为:1920×1080,16:9,逐行扫描,像素数为207.36万。
目前市场中高清采用的高清传输标准方式对比:2. 1080P HD-SDI全高清摄像机有哪些优点?画面清晰因为HD-SDI属于非压缩的高清视频,同是1080P的图像,HD-SDI明显高于IP图像实时性好因为图像没有经过压缩和解压的过程,闭路线缆高速传输,几乎无延迟简单易用因为和传统CCTV结构类似,系统架构简单,便于工程施工单位实施和安装兼容性高因为和传统的CCTV结构类似,采用统一标准的视频接口,前后端设备兼容性好,便于系统匹配和施工安全性高因为和传统的CCTV结构类似,采用闭路线缆传输,不会出现视频文件被恶意窃取和病毒攻击,保证安保监控系统的安全3. 1080P HD-SDI全高清摄像机有哪些地方不成熟?传输距离短相对于IP摄像机而言1080P HD-SDI摄像机的传输距离太短,目前只适合小范围近距离的传输海量存储HD-SDI数字高清方案具有约1.5Gb/s的庞大数据量,HD-SDI高清方案的本地单路存储基本每小时4G-5G,这对于后端的存储压力是巨大的成本尚高相对网络摄像机,目前数字高清摄像机成本偏高4. SDI与IPHD-SDI摄像机因为画面的高保真性和实时性在对画质要求较高,近距离传输和实时监控等一些领域还是占有明显优势,同时以往模拟监控的改造工程中SDI更具优势。
相对远距离传输,对画质要求相对不高的领域IP摄像机更有优势。
HD-SDI 适时高清监控解决方案

HD-SDI实时高清视频监控解决方案一、HD-SDI 视频监控系统典型系统结构系统描述:同轴电缆:当前端摄像机到HD-DVR或者HD-DVS距离在120米内时,可以考虑用同轴电缆实现视频信号的传输SDI中继器:当前端摄像机到HD-DVR或者HD-DVS距离大于120米时,在500米以内,中间无光纤,或布光纤施工及成本控制方面存在困难时,可以考虑用使用几个SDI中继器进行传输信号,一个SDI中继器可延长信号传输距离100米。
HD-SDI光端机:适用于长距离传输,最远可达50公里。
同轴视控盒:可将视频与485控制信号混合在一起,通过同一条同轴电缆传输。
HD-SDI DVR:HD-SDI标准高清数字接口;支持4路、8路、16路输入;对前端高清视频进行编码,存储。
系统以HD-SDI DVR 为数据中心,前端视频均传回给DVR,进行录像存储,并可通过HDMI/DVI输出实时视频及录像回放;前端云台摄像机的控制,可通过连接的DVR控制键盘完成;同时,还可将HD-SDI DVR接入网络,使客户能通过网络访问HD-SDI DVR获取高清实时及录像视频流。
此方案适用于从旧的模拟系统进行改造,可利用旧系统原有的布线,选用适当的方式进行传输,从而降低改造成本;同时也适用于小型的HD-SDI高清监控系统建造。
系统描述:HD-SDI编码器视频标准:H.264视频编码帧率:25 帧/秒(1080P@25、1080I@50)30 帧/秒(1080P@30、1080I@60)视频图像分辨率1920×1080P、1280×720P点到点编解码延迟小于100ms支持网络协议TCP/IP、HTTP、IGMP、Telnet、ICMP、ARP高清信号解码器支持HDMI、DVI等多种接口解码输出输出分辨率最高支持1920*1080支持1路1080p图像解码输出,与HD-SDI编码器点对点高性能传输;支持透明通道传输。
系统使用HD-SDI视频分配器,将前端视频信号分为2个视频流,其一用于HD-SDI 进行录像存储;另一路传输至HD-SDI编码器进行编码后通过网络传输至远端监控中心;其中编解码器采用点对点单路传输方式,编码及传输数据流可达50Mbps,数字高清视频通过解码器解码后,输出HDMI/DVI信号给高清监视器进行实时浏览;另外,可使用操控键盘通过编解码器的透明通道对前端的云台摄像机进行PTZ控制;通过网络,还可以远程访问网络上的HD-SDI进行实时及回放浏览。
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CCD CMOS
网络 编码芯片
图像传感器
网络编码平台
CCD厂家: 索尼 柯达
CMOS厂家: 美国 Aptina、 Omnivision、 日本索尼、 松下等;
美国TI 美国安霸 华为海思 台湾智源
网络摄像机芯片方案
SONY 高清图像传感器介绍
镜
CCD
头
CMOS
镜头
图像传感器
2
Super HAD CCD
ICX409AK 760H(高解)
1/3
3
Super HAD CCD
ICX229AK 760H(高解)
1/4
4
Ex view HAD CCD
ICX255AK 510H(低解)
1/3
5
Ex view HAD CCD
ICX259AK 760H(高解)
1/3
6
Super HAD CCD II
背照技术,双重降 噪 低照度效果好
高灵敏度, 色彩还原性好
网络摄像机芯片方案
Aptina 高清图像传感器介绍
镜
CCD
头
CMOS
网络 编码芯片
镜头
图像传感器
网络编码平台
序 号
图像传感器类型
型号
1
MT9M034
2
MT9P031
CMOS
3
AR0331
4
MT9P006
尺寸
1/3 1/2.5 1/3 1/2.5
1、一路视频,一路环通 2、单级传送距离可达20Km 3、可支持一路反向数据(云台和球机控制)
HD-SDI监控结构图 第二讲:HD-SDI绍
硬盘录像机
4路1080P HD-SDI硬盘录像机介绍
采用嵌入式Linux操作系统、标准H.264压缩算法、8路高清视频输入和录 像。支持HDMI、VGA视频输出(HDMI视频输出最高分辨率达1920*1080)。 支持TCP、RTP、组播传输;HD-SDI硬盘录像机内置WEB Server,方便 网络远程控制管理。它内置4个硬盘接口,还可外带1个e-SATA硬盘,支持 TB级硬盘,支持DDNS,鼠标局部区域拖动数字放大,以及鼠标高速云台 控制功能。另含3个USB接口,支持鼠标和移动存储备份。8T硬盘可以存 一个多月,跟网络摄像机相差不大
特点
ARM9 270MHz,MPEG4/MJPEG, 集成ISP,可以无缝对接各种图像传感器
ARM9 300MHz,H.264/MPEG4/MJPEG, 集成ISP,可以无缝对接各种图像传感器
ARM9 432MHz, H.264BP/MP/HP/MPEG4/MJPEG, 集成ISP,可以无缝对接各种图像传感器
HD-SDI摄像机介绍
HD-SDI摄像机与IP高清摄像机对比
HD-SDI摄像机介绍
HD-SDI技术优势
(1)不失真的可靠度, 传送的是无压缩的数字视频信号
(2)高清等级的实时传输, 几乎没有网络产生的图像延时问题
(3)平滑过渡到高清, 如同模拟系统一样的安装方式, 不用改造线路
(4)如同模拟系统类似的架构, 不必掌握复杂的网络知识
模拟摄像机芯片方案
SONY “EFFIO” 700线芯片方案
CCD
图像传感器
DSP
数字信号处理器
700线高清晰:SONY ICX673/ICX811 700线低照度:SONY ICX673 700线宽动态:SONY ICX663
CXD4140GG CXD4130GG CXD4129GG
模拟摄像机芯片方案
HD-SDI概念
• HD-SDI高清视频监控标准,是由HD-CCTV联盟提出的,基于普通同轴线缆进行传输, 以高速数字视频信号切换设备为核心的无损数字高清监控解决方案。
• 信号标准:SMPTE292M • 传输速率:1.485Gbps • 视频格式:720p@25/30/50/60fps
1080p@25/30fps 1080i@50/60fps
HD-SDI监控结构图
HD-SDI中继器
第二讲:HD-SDI绍
HD-SDI转HDMI转换 HD-SDI中继器 介绍
1、支持HD-SDI 和3G-SDI 2、支持全高清1080P@60Hz 3、分辨率自动识别 4、一路SDI环回输出,SDI传输距 离,可再延长160米;1路HDMI信 号输出
HD-SDI光端机介绍
DSP名称 SS-IM SS-11 SS-HQ1 SS-11X
EFFIO增强版
DSP型号 CXD2163 CXD3142 CXD3172 CXD4103 CXD4140
6
EFFIO-S
CXD4130
7
EFFIO-P
CXD4129
备注:SONY 主流DSP 规格表(附上)
特点
接高低解CCD,现已基本停产,被SS-11X替代
片上包含了主频高达500 MHz的ARM9核以及H.264编/解码引擎、
MPEG4编/解码引擎。除此之外,GM8180还集成了DDR控制器、
Flash/s静态存储控制器,以及支持2路8位ITU-R BT.656视频采集控
制器、USBOTG、MMC/SDC、IDE、I2C、SPI、I2S、AC97等。
只能接低解CCD,水平分辨率达420线,适合做红外摄像机
接高低解CCD,通常接ICX639BK,水平分辨率达540线
接高低解CCD,通常接ICX639BK,水平分辨率达540线 可接高低解CCD,接960H CCD,水平分辨率达700线,2D降噪, 数字宽动态 只接高解,接960H CCD,水平分辨率达700线,2D+3D降噪, 数字宽动态,慢快门,低照度好 只接高解,接960HCCD,水平分辨率达700线,2D+3D降噪, 超级宽动态和数字宽动态,慢快门,数字稳定器等
如何确定一款模拟摄像机芯片的组成方案?
一、确定图像传感器的型号
(1)尺寸 (2)名称 (3)有效像素和水平分辨率 (4)宽动态
二、确定DSP的型号
(1)超级宽动态/数字宽动态 (2)低照度(慢快门) (3)2D/3D降噪
网络摄像机芯片方案
芯片方案提供商:
镜 头
镜头
日本品牌: 富士能 腾龙 希比希 宾得 图丽
ICX811AKA 960H(高解)
1/3
11
Super HAD CCD II ICX669AKA(WD) 960H(高解)
1/4
12
Ex view HAD CCD II ICX673AKA 960H(高解)
1/3
13
Ex view HAD CCD II ICX679AKA 960H(高解)
1/4
备注:SONY 主流CCD规格表(附上)
有效像素
500(H)*582(V) 752(H)*582(V) 752(H)*582(V) 500(H)*582(V) 752(H)*582(V) 500(H)*582(V) 752(H)*582(V) 752(H)*582(V) 976(H)*582(V) 976(H)*582(V) 976(H)*582(V) 976(H)*582(V) 976(H)*582(V)
Cortex A8 1.2GHz, H.264BP/MP/HP/MPEG4/MPEG2/MJPEG, 集成ISP,可以无缝对接各种图像传感器
Cortex A8 1GHz, H.264BP/MP/HP/MPEG4/MPEG2/MJPEG, 集成ISP,可以无缝对接各种图像传感器
备注 60—80元 300—350元
ICX633BKA 510H(低解)
1/3
7
Super HAD CCD II
ICX639BKA 760H(高解)
1/3
8
Super HAD CCD II
ICX649BKA 760H(高解)
1/4
9
Super HAD CCD II ICX663AKA(WD) 960H(高解)
1/3
10
Super HAD CCD II
有效像素
130万 500万 310万 500万
备注
低照度 ---
WDR 经济型
网络摄像机芯片方案
TI 网络编码芯片介绍
编码器厂家 型号
达芬奇DM355 达芬奇DM365
美国TI
达芬奇DM368 DM8168
DM8127
镜
CCD
头
CMOS
镜头
图像传感器
网络 编码芯片
网络编码平台
图像分辨率
720p 720p 1080p 1080P 1080P
图像分辨率
720p 720p 1080p 1080p 1080p z,H.264/MPEG4/MJPEG, 集成ISP,可以无缝对接各种图像传感器
ARM9 264MHz,H.264/MJPEG, 不集成ISP,只能使用带OVT功能的图像传感器
ARM9 400MHz,H.264/MJPEG, 不集成ISP,只能使用带OVT功能的图像传感器
二:HD-SDI介绍
SDI标准由电影电视工程师协会(SMPTE)进行定义,广泛应用在广播和视频产品 中。SDI标准描述了怎样通过视频同轴电缆在剪辑设备之间传送未压缩的串行数 字视频数据。
HD-SDI摄像机介绍
SDI接口标准
• 串行数字接口SDI(Serial Digital Interface) • 根据数据速率不同,有三种SDI标准: 标准清晰度SD-SDI(297Mbps)和高清晰度 HD-SDI(1.485Gbps)、3GSDI(2.97Gbps)
HD-SDI摄像机介绍
HD-SDI发展瓶颈
大型系统 联网的瓶颈
每秒传输速率过 高,存储成难题
发展 瓶颈
传输介质 要求高