详解光纤HD-SDI摄像机原理及其应用 摄像机

网络摄像机和HD-SDI摄像机各自的优缺点已经有大量文章进行论述，在较长的一段时间内，在各自的领域都会有应用，不能简单地彼此取代。对于可以预见的将来，谁又能保证一些技术的壁垒不会被攻破呢?就像曾经的光纤传输技术。同一视频应用，可能会存在多种类型的设备，也是因为不同环境下，因地制宜的需要。相比IP摄像机，HD-SDI的技术稳定性更好，电路更简单，因此产品的可靠性更高。当今远距离的视频传输，一般采用光纤传输，光纤传输的便捷性，不言而喻，摄像机的工程应用，除了考虑产品的稳定性，还需要考虑工程布线的简单，方便。而工程中应用到HD-SDI摄像机的远距离传输，往往会采用HD-SDI摄像机加HD-SDI光端机的方式，在产品简洁化的今天，这种方式会略显臃肿。而在恶劣的工程施工现场，减少设备间的连接将有助于大大简化工程施工的复杂性，其故障点也将大大降低。因此，将这两个设备合并在一起成为一个可靠稳定的产品将会解决这一系列的问题。当前市面上集成了光纤传输的HD-SDI摄像机不多，下面就来介绍一下其原理及应用。
一般的HD-SDI摄像机有下面几部分构成。
光传感器(Sensor)、图像信号处理(Isp)、SDI编码。
1、光传感器
用于对监视场景光线的感知，把光信号图像转换成电信号图像。
2、图像信号处理
对原始的电信号图像进行处理，转换成标准的视频格式输出，如BT1120等。
3、SDI编码
通过编码芯片对标准视频进行SDI编码，从BNC输出高清SDI信号。SDI编码可通过FPGA来实现，也可以通过一些专门的编码芯片实现。前者较为灵活，但是算法不容易做好。后者相对会简单而且很稳定。
光纤HD-SDI摄像机的构成前两个部分和一般HD-SDI摄像机是一样的，其不同的地方是后端的传输部分。光纤HD-SDI摄像机除了通过BNC头输出HD-SDI信号，还需要通过光传输模块，把HD-SDI信号转换成光信号通过光纤发送出去。
以笔者所在公司的某款1080P光纤HD-SDI摄像机为例，其光传感器采用Sony最新的1/2.8英寸300万像素CMOS传感器，之后再配合Sony的CXD4191GG处理芯片，对视频信号进行处理后，转换成BT1120格式的YUV信号。至此已经完成了图像信号的采集及处理。
SDI编码采用Gennum公司的SDI专用编码芯片GV7600。该GV7600芯片功能很强大，支持相当多的格式，包括720P、1080I、1080P等高清视频格式，另外其也支持音频嵌入。咪头或拾音器的声音采样通过放大、滤波和ADC等处理，与高清视频信号一起被编码成SDI信号。
GV7600有两路相互反相的SDI输出，其中一路把输入的BT1120格式的YUV，编码成SDI信号通过BNC头输出。另一路则输入到光传输模块中，等待信号还原后通过光纤输出。

光传输模块中的FPGA对GV7600的SDI信号进行还原处理，处理后的信号通过光发射器发送出去。
配置不同的光发射器，根据其发射功率不同，光纤的传输距离可以为20公里甚至更远。
该高清视频光信号通过光纤传输，在接收端用HD-SDI的光端机就可以把高清视频信号还原出图像，完成高清视频信号的收发。
该款摄像机具有菜单功能，可以通过尾板的菜单按键很方便地打开菜单配置参数，另外，也可以利用其485接口，通过PELCO-D，PELCO-P协议，进行菜单按键相同的操作。
光纤HD-SDI摄像机因为既有BNC接口的SDI信号输出，又有光纤接口的SDI信号输出，且光传输模块的安装是可选的，因此在用到HD-SDI摄像机的场合都可以用该光纤HD-SDI摄像机，对于需要远距离光纤传输的需求，同样也可以满足，省去了需要加装额外的HD-SDI光端发射器的麻烦，直接解决视频信号防雷问题，提高了设备的稳定性。同时其体积小巧，适合应用于不同的环境。