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1、 1 HD-CCTV 数字高清监控系统数字高清监控系统 应用解决方案应用解决方案 一、一、什么是什么是 HD-CCTV HD-CCTV是 2009 年由数家芯片与系统供货商提出的针对高清监控系统（High Definition Surveillance Systems）应用共同开发指定的一项新标准。HD-CCTV 是利用了专业广播电视行业开发的 SDI 链路，在此基础上为数字高清视频传输定义了视频分辨率和帧率等信息的握手协议。数字信号传输一般采用 DVI、HDMI 或者 HD-SDI 传输，其中DVI 或 HDMI 的传输距离只有几米，不适合用于监控项目的现场使用。而 HD-SDI 信号不但可
2、以传输百米左右，而且可采用 CVBS 同轴电缆传输，所以通常被应用在现场采集设备与百米内的控制设备间的信号传输连接。HD 高清定义源自于数字高清电视 HDTV，是由美国电影电视工程师协会 SMPTE 确定的高清晰度电视标准，即支持 1080i(19201080，隔行)、720P(1280720，逐行)、1080P(19201080，逐行)三种高清电视标准;再次，还特别要求是 169 显示模式和全帧速。HD-CCTV 标准在现今的高清监控行业里，已经和开放网络视频接口（ONVIF），实体安全互操作性联盟（PSIA）形成三足鼎立的态势。2 二、二、HD-CCTV 系统典型构架系统典型构架 光端机（
3、HD-SDI）光端机（HD-SDI）光端机（HD-SDI）高清视频分配器（HD-SDI）HD-DVRDVI/HDMI交换机监控外场节点中心数据中心主控中心IP SAN录像、点播服务器流媒体服务器交换机交换机主控服务器控制键盘DVI/HDMI控制电缆同轴电缆DVI 线光纤网络客户端客户端控制键盘高清数字摄像机（HD-SDI）高清数字摄像机（HD-SDI）高清数字摄像机（HD-SDI）高清数字摄像机（HD-SDI）高清数字矩阵（HD-SDI）HD-CCTV数字高清监控系统解决方案构架图GIS、Web 服务器同轴电缆高清解码器 3 三、三、HD-CCTV 系统组成系统组成 要实现真正的高清监控，仅一
4、个高清摄像机是不够的，必须从视频源的采集、视频信号的处理、视频信号的传输、视频的显示浏览、录像文件的回放等环节全面支持高清。对用户而言，高清只有在包含了前端、传输、浏览、显示、平台、存储等各个环节时才有意义。因此，HD-CCTV 高清监控系统也必须如此，任何一类系统是就系统的整体性能而言，HD-SDI高清监控要具备实际的应用意义，就必须提供涵盖前端、传输、管理中心以及后端环节的完整的解决方案：1、高清信号采集：高清信号采集：HD-SDI 数字摄像机：数字摄像机：百万像素级别 CCD/CMOS 传感器，能获得更多的视频信息，实现 1280720、19201080、16001200 甚至更高的视频
5、图像分辨率；逐行扫描 CCD/CMOS 动态画面表现更流畅 具有曝光速度、AGC 控制、白平衡控制等功能 2、高清信号传输高清信号传输 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 HD-SDI 光端机：当前端摄像机到 HD-DVR 或者 HD-DVS 距离超过 120 米甚至很远距离时，可以考虑采用 HD-SDI 光端机进行高清信号的传输。3、高清信号控制：高清信号控制：HD-SDI 矩阵 标准机架式机箱，串行数字接口，传输码率 1.43Gb/s1.5Gb/s，纯数字全高清接入，支持 1080i/50Hz/60Hz，
6、3Gb/s 码率下支持 1080p/50Hz/60Hz 支持音频嵌入传输 4、高清信号编码和存储高清信号编码和存储 4.1 HD-SDI 编码器编码器 视频标准：H.264/Baseline/Main 视频编码帧率：25 帧/秒（1080P25、1080I50）30 帧/秒（1080P30、1080I60）支持 2-4 路 1080P/4-8 路 720P 高清编码 4 视频图像分辨率 19201080P、1280720P 端到端编解码延迟小于 100ms 支持网络协议 TCP/IP、HTTP、IGMP、Telnet、ICMP、ARP 支持中英文字符及时间 OSD 的叠加 完善的 SDK 和
7、DEMO 程序，便于用户集成和二次开发 4.2 HD-DVR HD-SDI 标准高清数字接口 支持 4 路 1080P 或者 8 路 720P/30 高清视频信号的编码、存储、回放和传输 支持两台 HD-DVR 之间实现高清 1080P 或者 720P 的音、视频对讲 小于 100ms 的系统延迟 内置温度传感器，支持机内温度实时显示和自动控制，实现故障检测和自动恢复。快速回放：可在主界面及时回放任意通道 2 分钟前到现在的高清录像图像（1080P/30）。实时回放：在 4 路高清实时编码的同时，可在主界面实时解码任意 1 路的 1080P/30 图像。电子放大功能：高清图像预览和回放时候，最
8、高可支持 1-4 倍的电子放大。电子地图：支持 1080P 全景电子地图的摄像机和报警信息的布防部署。报警预录：支持报警前 15 分钟预录和报警结束后 10 分钟延时录像。双向高清音视频通讯:支持两台 HD-DVR 之间可实现点对点高清音、视频（1080P/30）实时通讯。高清抓拍：在 4 路 1080P 实时编码录像的同时，可选择其中一路每秒抓拍 3 帧 JPEG 图片（1920*1080）进行独立分盘存储。5、高清信号解码高清信号解码 支持 HDMI、DVI、VGA 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，或 2 路 720p 或 4 路 D1
9、 图像解码输出；支持直连前端设备和通过流媒体转发的方式获取网络实时数据；支持远程录像文件的解码输出；支持透明通道传输，可远程控制 HD-DVR 或 HD-DVS 上连接的云台。5 6、高清图像显示高清图像显示 DLP 或者液晶拼接大屏幕用以显示 GIS 系统图形、监控系统视频画面、前端状态信息、报警信息和其他应用软件界面等。DLP 或者液晶拼接大屏幕应满足高清视频监控的需要，配置支持 DVI/HDMI 接口输入的大屏幕控制器。支持多路的 RGB/VGA/DVI/HDMI 及复合视频信号实时显示；图像视窗可任意缩放、任意漫游和任意叠加；可 24*7*365 持续工作。7、高清视频管理平台高清视频
10、管理平台 四、四、HD-CCTV 系统和网络高清的比较系统和网络高清的比较 高清 IPC 方案 数字高清方案 应用 目前主流高清方案 下一代高清方案 高清标准 各厂家不一致 广电高清标准 数据接口 百兆以太网 HD-SDI（BNC 型连接器）传输带宽 100Mbit/s 1.485Gbit/s 图像实时性 有明显延迟 实时、无延迟 视频图像失真度 压缩后信号以封包的方式通过网络进行传输 未压缩的信号以不封包的方式通过同轴电缆进行传输 网络延迟 500ms 以上 极低延迟 安装方式 相对复杂 易安装（与模拟 CCTV 系统一致）安全性 网络攻击 安全性高 稳定性 网络传输不可预期 同轴电缆稳定性
11、高 综合成本 高 标准 网络资源 占有更多的网络资源 相对占用更少的网络资源 后期维护 复杂 简单 出厂级别 民用级 工业级 6 五、五、HD-CCTV 系统特点系统特点 相较于 IP 网络高清监控系统，很明显，HD-SDI 监控有如下优势。1、原模拟系统布线仍可采用，系统组成和设备管理方式不变，从老的模拟系统升级，只需更换相应的硬件设备，几乎无需操作培训，能平滑实现从标清模拟监控升级到高清监控。2、不失真原始图像，不像 IP 监控是经压缩和打包后经网络传输的，而 HD-SDI 监控以未压缩数字信号在同轴电缆上高速传输，不失真。3、高清实时，不受传输网络影响，不会有 IP 网络监控产生的图像延
12、迟问题，在有实时监控要求的场合，该性能要求就显得特别重要。4、提供智能监控(VA)所需高清图像：提供更多细节，保持图像的完整性和原始性，大大提高了智能分析算法的精度，为智能视频分析 IVS 提供了保障。5、升级高清总成本较低：使用已有的同轴电缆线(RG58/59)从 D1 升级到 HD,就如同由中解380 条电视线升级到高解 520 条电视线一样容易;6、多任务传输：可在同轴电缆上同时传输视频、双向音频、双向控制、电源,节省布线成本;7、最终用户实际操作方式依然符合模拟 CCTV 的操作习惯，操作更加便捷简单。六、六、HD-CCTV 系统的行业应用系统的行业应用 对 HD-SDI 高清摄像机及
13、整体系统的应用既要参考系统的特性，又要考虑应用对象的需求，需二者统筹兼顾。从前述知道 HD-SDI 高清摄像机具有：原模拟系统布线仍可采用、保持不失真原始图像、高清实时等特点;而应用对象又有对高保真和高实时性的要求，所以 HD-SDI 高清摄像机及系统应该是上述二者的兼有，不是任何时候、任何地方都适用的，所以一般应用在：有视频智能分析 IVS 需要的场合;电子卡口系统;电子警察系统;城市交通高清监控系统;轨道交通高清监控系统;银行柜员制系统;范围不是很大的重要的展览馆、博物馆等。由于有较高的分辨率，能带来更高的视频分析准确率，能实现高准确率的识别(例如：人脸识别、7 行为识别、车牌识别、流量统
14、计);又由于高实时性，所以使安保人员能实时掌控现场的状况;上述的这些场合，大多控制和显示设备距摄像机距离不远，或许不需增加传输设备(HD-SDI 光端机)，甚至可利用原模拟系统的线缆即可完成系统向高清的升级改造。七、七、注意事项注意事项 HD-SDI 高清视频系统对图像的还原能力很强，这就对使用者、器材和支持的基础设施(线缆及接插件)提出了更高的要求。尽管 HD-SDI 设备的安装调试与常规模拟标清系统没有太大的区别，但在一些细节上还是要给予特别注意的。1、枪式防护罩要考虑护罩玻璃的选择，应选用高质量的光学玻璃，以避免普通平板玻璃带来的严重的光损，而影响高清摄像机的图像质量。2、安装环境的照度
15、，高清摄像机对安装环境的照度要求要比标清高得多，其包括照度和范围二方面，如达不到应该的要求，则图质可能会比标清还要差。3、不推荐选用半球罩，理由如下：因为球罩是曲率半径很小的球体，高清摄像机一般会采用孔径较大的镜头，球罩曲率半径与镜头孔径会严重不匹配(为与小曲率半径球罩匹配，球机一般都配小镜头);此外，球罩还通常会厚薄不均匀，甚至还采用较差的聚炳烯材料制作，上述这些因素都会严重影响到图像质量，使图像会有明显的变形和光损。4、连接线缆及接插件接驳虽不显眼，但很重要。对于 720P/1080P 高清电视格式，其线缆和跳线系统必须满足 SMPTE259M/424M-2006 的相关技术细节。对于 HD-SDI 高清系统，阻抗匹配是非常重要的。即使是选用最好的线材，如果配上糟糕的接头也会使系统性能变得糟糕透顶。为了减少反射和相位误差，HD-SDI 系统的线材和接头必须拥有更加坚韧的机械强度和优质焊接。不幸的是，这些至关重要的线材、接头和跳线等的制作技术和制造工艺往往会被系统设备炫目的功能所掩盖，并使用户对其毫无兴趣，而这些工程上易被忽视的“细节”，其重要性是不言而喻的，它们和功能强大的软件和硬件一样，不可或缺。