u-HDI，针对HD-SDI应用的新兴传输接口标准

　　在安防行业逐渐普及高清的今天，IP方案占据了主导地位，但是其不可忽视的缺点让HD-SDI有了并存的机会。HD-cctv标准下的HD-SDI链路有着IP系统不可替代的优势，也有着难以克服的缺点。而新兴的传输标准u-HDI，很好的解决了HD-SDI链路存在的不可避免的缺点，同时又保留了HD-SDI链路的优点。
 

高清化监控HD-SDI的机会来临

现在的监控市场，大部分的企业都把目光集中在IP高清。IP系统极大提高了视频数据承载能力，使视频图像分辨率也大幅提升，并且具有高度可扩展性、可延伸性和良好的管理性等优势。然而从实际的市场应用情况来看，IP高清系统还是存在较多的问题：

1)由于网络带宽的限制，IP系统采用压缩封包处理后通过网络传输，接收端再也无法得到原始的图像和数据，无法满足那些需要保存原始码流或者对码流要求较高的应用场合。

2)IP高清在传输过程中需要进行压缩编码及解压等工作，数据在传输过程中会出现丢包、网络拥堵等情况，从而导致视频传输延时、画面不连续以及图像质量无法得到保证等问题。这对PTZ控制或一些对于实时性、图像质量以及可靠性要求较高的应用场合是致命性的弱点。

3)IP系统虽然具有集中管理和很好的可扩展性等优势，但是，对于这样一个庞大而又复杂的管理系统，一旦出现异常，问题的诊断和修复将会比较困难。

HD-cctv标准在SDI链路的基础上为高清视频传输定义了视频分辨率、帧率以及附属数据等信息的协议。这样一种高清视频传输模式（HD-SDI）是HD-cctv中最为重要的核心技术。HD-cctv的支持者期望该标准能催生一个更容易施工、成本更低的IP高清系统替代方案。HD-cctv标准以及HD-SDI本身都具有非常突出的优势，解决了IP系统存在的一些问题，主要表现在以下几个方面：

高可靠性，不失真

HD-SDI采用同轴电缆或光线传输非压缩的原始视频数据，不对视频进行任何压缩处理，在传输过程中不会丢失任何有效数据信息，可靠性很高，图像质量也不会失真。

高清质量的实时图像

由于采用同轴电缆或光线作为传输线缆，没有经过任何压缩与封包化处理，讲究实时传输，没有延时，在视频传输实时性要求比较高的场合特别合适。

提供智能监控所需的实时高清图像

智能监控的快速发展少不了对实时图像质量的高要求，HD-SDI的出现，不论在实时性还是图像清晰度上都达到了较高的水平，可提供智能监控系统所需的较好的高清图像来源。

多任务传输

当通过同轴电缆传输视频信号时，可在同轴电缆上同时传输视频、双向音频、双向控制、电源等附属数据，节省布线成本，减少工程实施的工作量。

目前市场上，采用HD-SDI接口的高清监控产品主要应用于对实时性、稳定性和图像质量有较高要求的监控场所。如：高速公路、城市交通监控、公安、银行、机场、医院、大型场馆等监控领域。 

HD-SDI行业标准的难题

HD-SDI作为一种高清视频的传输标准，它具有IP系统无法做到的先天优势，在高可靠性、高质量图像实时传输的应用场合可以得到充分的展示；然而，发展到今天，它同样也具有一些不可忽视的缺点等待解决，主要表现在以下几个方面：

协议格式固定

HD-SDI标准定义了视频、音频、附属数据的格式和传输协议，在该协议中，视频、音频、附属数据都占据着固定的位置和带宽。这使得该传输协议不仅视频制式单一，包括能传输的音频、附属数据的带宽也是有限的。

支持的分辨率太少

我们可以将HD-SDI分为两个部分，即HD-SDI（SMPTE292M）和3G-SDI（SMPTE424M、SMPTE425M）。熟悉该标准的人都知道，它支持的分辨率是很少的，HD-SDI包含的分辨率包括：1920×1035、1920×1080、1280×720三种，其中1920×1035、1920×1080的分辨率较高，但是帧率最大也只有30P/60i；1280×720的帧率可以达到60P，但是分辨率相对较低；而3G-SDI的分辨率只有1920×1080一种，帧率可以达到60P。

HD-SDI作为非压缩高清视频的传输标准，就拿最简单的HD-SDI光端机来说，如果需要用HD-SDI标准传输电脑输出的图像信号，无疑需要先将VGA/DVI/HDMI接口输入的信号转换成HD-SDI标准协议的数据然后再传输，而电脑信号的分辨率从800×600到1920×1200有多种制式，帧率更是达到50/60/75P，这对于HD-SDI标准来说将是一个难题。

首先，由于电脑输出的分辨率跟HD-SDI支持的分辨率不一定一致，以及HD-SDI标准分辨率格式的单一，这就需要对视频进行缩放和帧率转换等处理。在接收端如果要将视频格式还原，还需要再经过一次缩放处理，必然会对图像质量造成一定损失，同时会产生一定的延时。

其次，电脑显卡输出的分辨率格式从800×600到1920×1200，制式很多，如果一套HD-SDI传输设备需要支持大部分分辨率格式是一件非常不容易的事情，通过FPGA是很难实现的，只有通过专门做缩放处理的商业芯片来实现，这样就会带来成本上的增加。

在大分辨率视频传输中的应用

目前市场上的智能监控、检测摄像机，为了识别和智能应用，高像素的摄像机如500万像素及以上的摄像机都已经开始占领市场了；HD-SDI作为一种非压缩高清视频传输标准，在这些大分辨率摄像机应用中有着先天的缺陷。

这些大分辨率的摄像机，其分辨率很大，但帧率较低；主要用于智能检测和智能监控的场合；对于中心端的分析处理设备来说，将这些原始视频数据不经过处理，实时、不失真的传回中心端是最重要的。而HD-SDI传输标准显然不能做到这点，如果先经过缩放，再通过HD-SDI标准传输，必然造成有效视频数据的丢失和图像的失真，这在智能检测、智能监控系统中是不允许的。

总之，HD-SDI标准具有他先天的优势所在，也同样存在不可忽视的缺点，随着监控市场的不断前进和发展，它将何去和从，能否跟上市场前进的脚步，还有待进一步验证。 

u-HDI，一种更适合高清监控应用的标准

u-HDI（ultra-High Definition Interface超高清晰度接口）是博康智能网络科技股份有限公司进行革新而自创的一种超高清视频传输接口标准。该标准主要针对HD-SDI标准的缺点而革新，不仅具有HD-SDI标准的高可靠性、不失真、实时、多任务传输等突出优点，同时解决了HD-SDI标准支持的分辨率制式少、在大分辨率视频传输中的应用等问题。博康智能针对u-HDI标准开发了自己的产品，包括u-HDI摄像机、u-HDI矩阵、u-HDI接口转换卡和u-HDI光端机等。

u-HDI标准分为单通道传输和双通道传输两种，根据实际传输的视频所需要的带宽可灵活选择；单通道带宽为2.97Gbps，双通道带宽则为5.94Gbps；采用3G-SDI标准的均衡器和驱动器，以同轴电缆或光纤作为传输介质；实现高可靠性、不失真、实时传输高清视频图像。相对于HD-SDI而言，它具有不可替代的优势所在，具体分析如下：

没有固定的传输格式

u-HDI标准采用非压缩封包化传输，没有固定格式，只要总带宽在要求的范围之内，无论传输的是视频还是数据，都没有限制。当传输的视频带宽较小时，就可以用剩下的带宽来传输很多的数据。

不限制视频制式

u-HDI传输标准在前端采用非压缩封包化处理，将视频时钟和传输时钟隔离；对 输 入 的 视 频 制 式 、像 素 时 钟 均 没有 要 求；不 同 分 辨 率 制 式 的 视 频 数 据 通过u-HDI接口传输时，均无需做上（下）变 换 、帧 率 转 换 等 处 理 ，保 证 视 频 数 据无损的实时传输；避免了通过HD-SDI传输时由于制式转换带来的数据丢失和图像质量损伤等问题；同时也可以很好的解决各种非标准视频制式的传输问题；单通道u-HDI接口速率为2.97Gbps，足以满足目前安防市场上绝大部分高清视频数据的无损传输；双u-HDI通道速率更是达到了5.94Gbps，为以后的更高层次的应用预留了一定的空间。

支持大分辨率视频数据的传输

看看市场上的监控、检测摄像机，为了减少摄像机的数量，减小工程施工难度，使一个摄像机的覆盖面积达到以前的两个、甚至更多的摄像机所覆盖的面积，500万及以上像素的摄像机已经在市场中有所应用，而这些大分辨率的摄像机，其视频分辨率虽高，但帧率相对较低；主要应用于智能检测和智能监控的场合；对于中心端的分析处理设备来说，将这些原始视频数据不经过任何处理，实时、不失真的传回中心端是最重要的。u-HDI的诞生，很好的解决了其传输问题，无论其分辨率有多大，只要其有效视频数据带宽在范围之内（2.97Gbps per channel），u-HDI都可实现高可靠性、不失真的实时传输；满足智能监控系统中对实时性、可靠性和图像质量的高要求。

与HD-SDI芯片器件的兼容性

u-HDI标准与HD-SDI标准是两个完全不同的协议标准，但其数据率与3G-SDI一样，均为2.97Gbps；用于3G-SDI标准的芯片，如：均衡器、驱动器、交叉芯片、Reclock芯片等，均可用于u-HDI标准。多任务传输当通过同轴电缆传输视频数据时，为了节省布线成本，减少工程实施的工作量，HD-cctv标准定义了在同轴电缆上同时传输视频、双向音频、双向控制、电源等附属数据的协议；这在u-HDI标准中同样适用。

电缆传输要求低

u-HDI标准定义了单通道视频传输的数据率为2.97Gbps，但是对传输电缆的要求较低，该标准要求普通的线缆也可实现u-HDI的传输。

　结束语

u-HDI作为一个专门为高清、超高清智能监控和智能交通应用的传输标准，其很好的解决了HD-SDI链路存在的不可避免的缺点，又保留了HD-SDI链路的优点；其有着很好的应用前景，相信u-HDI标准凭借其不可替代的优势，在未来的高清市场上能有很好的发展。（作者单位：博康智能网络科技股份有限公司）

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