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SDI攝像機在平安城市中的應用

        “平安城市”建設，從最早2004年開始的21個城市試點及2005年3111工程至今已近八年時間，透過大規(guī)模的省、市、縣三級開展報警與監(jiān)控系統(tǒng)工程建設，目前中國“平安城市”已進入密集及二期建置時期，預計在十二五計劃下，未來幾年仍會有近百億人民幣的市場規(guī)模，衍生的商機可謂龐大。

　　“平安城市”項目在安防領域有著典型的特點，如涉及的區(qū)域廣、站點數量較多;人流量大，涉及到防災、治安等多個方面;其包括重點企事業(yè)單位監(jiān)控、社區(qū)監(jiān)控、網吧/賓館行業(yè)監(jiān)控、危險/污染行業(yè)監(jiān)控、闖紅燈電子警察、城市出入卡口監(jiān)控、公共道路/治安場所監(jiān)控。其將整個城市的監(jiān)控作為一個整體，各個站點的圖像會涉及到多個系統(tǒng)、多個部門;在控制中心，涉及到交通治安、社會治安、防災等均需要實時視頻作為第一手參考資料。

　　因此，“平安城市”項目對監(jiān)控系統(tǒng)的要求，已經不再僅僅是要求“看到”，而是要“看清”，標清系統(tǒng)所能提供的畫面清晰度，已經成為系統(tǒng)升級的瓶頸，特別是智能交通的電子警察，違章車輛跟蹤和車牌識別，更是要求前端實時圖像高清化，否則智能分析將無從下手。

　　前端視頻采集

　　電子警察系統(tǒng)對前端設備要求比較高，多會選用分辨率達到100萬像素(720P)或者200萬像素(1080P)的攝像機。目前在高清視頻應用中常見的有基于色差分量等方式的模擬高清、基于HDMI/DVI等接口傳輸的數字高清、基于以太網進行傳輸的網絡數字高清、以及在廣播視頻領域已經成熟應用的基于SDI接口的數字高清。綜合來看，前面兩種方式由于受到傳輸介質以及對信道的要求，其傳輸距離僅能滿足臨近設備之間的連接和傳輸，不適合應用于安防視頻系統(tǒng)。

　　基于以太網的高清視頻具備了較好的靈活性，已經在標清視頻應用中綻放出光彩，但在超過百萬像素的應用中，由于視頻壓縮技術的限制，目前還無法將視頻碼流壓縮到更低的應用范圍。以一個200萬像素的實時視頻圖像為例，其視頻碼率要求的經驗值為6～8Mbps，甚至更高。而隨著分辨率增大帶來的問題并不只是簡單的碼流數量疊加，編碼過程中由于關鍵幀帶來的突發(fā)數據對傳輸網絡的沖擊更大。當有大量前端攝像點同時運行的系統(tǒng)中，要完全控制突發(fā)數據帶來的影響幾乎無法實現。由于數據量的增大，單幀數據的分組數增加，出現丟包的可能性就會增大。另外，基于以太網的各廠家高清視頻設備的兼容問題也還沒有比較完善的實際互換解決方案。

　　SDI(Serial Digital Input,串行數字接口) 是 ITU-R BT.656 以及SMPTE(電影與電視工程師協(xié)會)提出的串行鏈路標準，通過75 歐姆同軸電纜來傳輸未壓縮的數字視頻，為高清視頻傳輸和應用提供了另外一條道路。

　　SDI接口現今已經有SMPTE 259M(SD-SDI,數據率270 Mbps)、SMPTE 292M(HD-SDI, 數據率1.485Gbps)、SMPTE 424M(3G-SDI,數據率達到2.97 Gbps)等多個標準。采用 SDI接口的系統(tǒng)中，沒有引入壓縮以及解壓縮的過程，傳輸過程中也不需要考慮圖像時間冗余度，因此，無需進行視頻幀的緩沖，視頻可以實時傳送。攝像機傳感器的信號能夠經過SDI接口，無任何損失地直接到達顯示單元。

　　與網絡數字高清比較起來，基于SDI接口的高清視頻系統(tǒng)主要具備以下幾個優(yōu)點：

　　· 高清圖像無延遲實時傳輸——在傳輸過程中沒有產生壓縮與封包化的動作，無需編碼和解碼，使得系統(tǒng)圖像不會產生延遲問題，可與模擬系統(tǒng)的實時性媲美，在要求實時監(jiān)控的場合具有網絡高清系統(tǒng)無法企及的優(yōu)勢;

　　· 高清圖像無損不失真——以未經壓縮的數字圖像在同軸電纜上或者光纖上傳輸，不失真。所提供的未壓縮高清圖像是智能監(jiān)控所需的最佳圖像來源。另外，SDI接口即使外延也不會帶來網絡外延問題，中心系統(tǒng)與前端系統(tǒng)是完全隔離的，不可能經過SDI接口產生網絡入侵，安全性較網絡系統(tǒng)要高。此外，由于視頻是實時傳送，不會出現網絡系統(tǒng)中的視頻中斷或者延遲，避免帶來錯誤的信息;

　　· 系統(tǒng)升級方便——類似于傳統(tǒng)模擬CCTV系統(tǒng)，在允許的距離內，更換攝像機和后端設備可以使用已有的同軸電纜、光纖線路，直接從模擬升級到FullHD的分辨率。比起轉換到IP網絡監(jiān)控，經銷商/工程商不需再做額外的升級和學習復雜的網絡知識?；赟DI傳輸系統(tǒng)，還能嵌入音頻信息，并可支持數據傳輸，現場使用方便。

　　電警系統(tǒng)組成

　　電子警察作為交通管理、違章抓拍、獲取證據的一種手段，近幾年已在全國各城市廣泛使用，就其整體結構可以劃分為二個部分，一是前端抓拍取證、二是后端智能分析處理。

　　前端抓拍取證

　　電子警察外部硬件設備以其功能上可劃分成三個系統(tǒng)，它們是前端感應系統(tǒng)、抓拍攝像系統(tǒng)、后端傳輸系統(tǒng)