SDI(serialdigitalinterface)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。HD-SDI是实时无压缩的高清广电级摄像机，是安防监控领域的又一科技进步，为监控中心提供高清晰的图像来源的设备。

发展史

1982年，原国际无线电咨询委员会(CCIR)以欧洲广播联盟(EBU)与美国电影电视工程师协会(SMPTE)的机关提案为基础，发布了CCIR 601号建议书，以13.5 MHz的取样频率，8位量化与4：2：2色度亚取样统一了525/60和625/50两种电视扫描系统的数字化参数。1986年，CCIR以EBU Tech.3246与SMPTE 125标准为基础，发布了CCIR 656建议书，提出了一种可以传输CCIR 601规格信号的并行接口，使用11对双绞线与25针D型连接器，部分早期数字设备曾使用这种接口，但因传输距离较短，连接较复杂等原因，不适合大规模使用。其实，CCIR 656还包含了EBU于1983年提出的EBU Tech.3247串行数字接口标准，采用8/9分组编码，比特率为243 Mb/s，但只支持8比特量化，而且不容易设计出稳定，廉价的接口芯片。

1983年，CCIR成为国际电信联盟无线电通信部(ITU-R)。1994年，ITU-R发布了BT.656-2建议书，吸纳了EBU Tech.3267与SMPTE 259M中定义的新型串行数字接口，该接口采用10比特传输与非归零反向(NRZI)编码。在传送ITU-R BT.601(A部分)4：2：2级别信号时，其时钟还率为270 Mb/s，这就是如今大名鼎鼎的SDI。75欧姆同轴电缆与75欧姆BNC连接器(IEC 60169-8)的使用使电视台内部原有的大量已敷设电缆在数字化系统中得以再利用，后来，SDI逐渐成为数字设备的标准配置，在此基础上终于实现了演播室、主控、播控系统的数字化。我国也参照上述标准制订了相应的国家标准BG/T 17953。为了满足高质量节目制作对ITU-R BT.601(A部分)4：4：4级别图像与色键等的需求，EBU Tech.3268，SMPTE RP145与ITU-R BT .799分别提出了双链接的概念，即同时通过两个SDI通道传输R’G’B’/4：4：4图像与另外一路宽带信号。我国广电总局参考ITU-R BT.799-3制订的相应行业标准为GY/T 159-2000。此外，SMPTE 344M还定义了一种时钟频率为540 Mb/s的串行数字接口。

1990年，ITU-R BT.709建议书发布，高清晰度电视技术加速发展，采用串行数字接口传输高清信号已在行业内达成共识，为此，SMPTE在292M标准中定义了时钟频率达1. 5 Gb/s级别的串行数字接口，相应国际标准为ITU-R BT .1120，GY/T 157-2000为我国根据ITU建议书制订的行业标准，这便是大家所熟知的HD-SDI。除时钟频率提升到270 Mb/s的5.5倍即1.485 Gb/s外，HD-SDI与SDI也存在着一些差别，例如HD-SDI将亮度与色差信号分别放置在两个流中，并将它们复用并加扰后进行传输，而且编码后的行号与校验码附在有效视频结束(EAV)后。因沿用了75欧姆电缆与连接器，加之有了SDI的成功经验，因此HD-SDI很快就取代了之前应用的并行接口。与SDI类似，为了满足演播室与1080p50/59.94格式内容的传输,SMPTE在372M标准中对双链接HD-SDI进行了标准化。 高速接口芯片技术的进步使3 Gb/s级别的串行接口成为可能。

2005年，ITU-R在BT.1120-6建议书中给出了2.97 Gb/s串行接口的规范，物理介质仍然沿用了75欧姆同轴电缆和IEC 60169-8标准连接器。此外，SMPTE 424M也给出了类似的3 Gb/s级别接口的定义。3 Gb/s串行接口的出现解决了之前需要双链接HD-SDI的场合，如4：4：4/12bit或1080p50/59.94格式的节目制作等。已有厂家宣布推出3 Gb/s的串行接口芯片产品。 在一些需要远距离传输的场合，如连接两个距离较远的演播室，铜缆就显得有些力不从心了，此时，光缆自然就成为铜缆的替代者。ITU-R BT.1367、SMPTE 297M与我国的GY/T 164-2000等都是利用光缆传送串行数字信号的标准，以ITU-R BT.1367为例，在传输高清信号时，只允许使用单模光纤与相应的光连接器，光-电、电-光转换则由相应的光接收器与光发射器完成。 新兴的数字电影具有较高清晰度图像更高的分辨率、更丰富的色彩(例如SMPTE 428-1K PGYQR 4096×2160 4：4：4/X’Y’Z’/12-bit@24P)，在数字电影设备(如数字投影机与服务器)之间需要传输的数据量更大，因此，SMPTE N26技术委员会正在制订435M系列标准—一种时钟频率为10.692 Gb/s的串行数据接口，其物理介质为符合IEC 60793-2标准的光缆与符合IEC 61754-20标准的光连接器。这种10 Gb/s级别的接口可将多至8个HD-SDI数据流复用在一起，也可以将现有的1.5 Gb/s与3 Gb/s数据结构映射至10 Gb/s接口上。

接口原理

串行接口是把数据字的各个比特以及相应的数据通过单一通道顺序传送的接口。由于串行数字信号的数据率很高，在传送前必须经过处理。用扰码的不归零倒置(NRZI)来代替早期的分组编码，其标准为SMPTE-259M和EBU-Tech-3267，标准包括了含数字音频在内的数字复合和数字分量信号。在传送前，对原始数据流进行扰频，并变换为NRZI码确保在接收端可靠地恢复原始数据。这样在概念上可以将数字串行接口理解为一种基带信号调制。SDI接口能通过270Mb/s的串行数字分量信号，对于16：9格式图像，应能传送360Mb/s的信号。NRZI码是极性敏感码。用“1”和“0”表示电平的高和低，如果出现长时间的连续“1”或连续“0”，会影响接收端从数字信号中提取时钟。因为串行数字信号接口不单独传送时钟信号，接收端需从数字信号流中提取时钟信号，所以要采用以“1”和“0”来表示有无电平变换的NRZI码。接收NRZI码流时，只要检出电平变换，就可恢复数据，即使全是“1”信号，导致的信号频率也只是原来时钟频率的一半，再经过加扰，连续“1”的机会减少，也就使高频分量进一步减少了。在数据流的接收端，由SDI解码器从NRZI码流恢复原数据流。

(a)串行数字数据接口SDDI(SerialDigital Data Interface)，用于Betacam-SX非线性编辑或数字新闻传输系统，通过这种接口，可以4倍速从磁带上载到磁盘。

(b)4倍速串行数字接口QSDI(QuarterSerial Digital Interface)，在DVCAM录像机编辑系统中，通过该接口以4倍速从磁带上载到磁盘、从磁盘下载到磁带或在盘与盘之间进行数据拷贝。

(c)压缩串行数字接口CSDI(CompressionSerial Digital Interface)，用于DVCPRO和Digital-S数字录像机、非线性编辑系统中，由带基到盘基或盘基之间可以4倍速传输数据。

以上三种接口互不兼容，但都与SDI接口兼容。在270Mb/s的SDI系统中，可进行高速传输。这三种接口是为建立数字音视频网络而设计的，这类网络不象计算机网络那样使用握手协议，而使用同步网络技术，不会因路径不同而出现延时。

人们常在SDI信号中嵌入数字音频信号，也就是将数字音频信号插入到视频信号的行、场同步脉冲(行、场消隐)期间与数字分量视频信号同时传输。

市场背景

随着社会经济的快速进步与发展 ，人民生活水平不断提高，视频监控系统也越来越广泛的应用在我们的生产生活中，但是传统监控摄像机的清晰度低、观察范围不够大、观察范围内目标不够清楚，在拍摄记录和压缩传输等方面都存在一些问题，给治安监控、调查取证等工作带来一定的困难。

另外，当前“ 平安城市”项目进展如火如荼，它对监控系统的要求已经不再仅仅是“看到”，而是要“看清”，实时的看。标清系统或者更早的模拟系统所能提供的画面清晰度，已经成为系统升级的瓶颈，特别是智能交通的电子警察，违章车辆跟踪和车牌识别，更是要求前端实时图像高清化，否则智能分析将无从下手。

HD-SDI高清摄像机，是基于 SMPTE(电影与电视工程师协会)串行链路标准，通过75欧姆同轴电缆来传输未压缩的数字视频的一种高清实时摄像机。

SDI接口简单可分为SD-SDI(270Mbps，SMPTE259M),HD-SDI(1.485Gbps,SMPTE292M)，3G-SDI(2.97Gbps,SMPTE424M)。

基于SDI接口的高清视频系统具有以下优点，如高清图像无延迟实时传输，高清图像无损失不失真。所提供的未压缩高清图像是智能监控所需的最佳图像来源。另外，SDI接口即使外延也不会带来网络外延问题，中心系统与前端系统是完全隔离的，不可能经过SDI接口产生网络入侵，安全性较网络系统要高。此外，由于视频是实时传送，不会出现网络系统中的视频中断或者延迟，避免带来错误的信息。

基于以上的市场需求，HD-SDI高清摄像机应运而生。

HD-SDI的不足

纵观我们当前监控市场，除了高清化之外，联网与集成、智能表现同样也是市场发展的主流，对于HDSDI监控设备来说，高清化的顺应程度自不必说，但如果涉及到联网与智能化，不得不承认这是难题。谈及联网，保证网络传输顺畅的主要方式是对数据进行压缩，而“压不得”的HDSDI技术无疑被庞大的传输数据将自身束缚在信息孤岛上，与此同时，远程监控与网络集成能力的低下也影响HDSDI智能化功能的扩展和应用。除此之外，HDSDI技术的先天不足还体现在：

1、前端防雷不好解决

SDI来自广电领域，一直以来，由于SDI产品在传输、存储方面的独特之处给系统防雷带来了重大困惑。原因其一是SDI产品的传输特性使得其传输频率要求高，SDI以无高清图像采集、无延时传输及无失真等卓越性能著称，这就对传输线缆及防雷器提出了更高要求。SDI传输速率最高能达到1.485G，甚至高达3G，而传统模拟视频信号最大10M，普通模拟视频防雷器则很难满足SDI这一硬性要求，就更无须提及防雷性能，这一难题也深深困扰了众多的防雷厂家。其次，SDI产品对传输通道要求更宽。SDI不仅仅传输未经压缩的视频信号，而且还可以通过载波技术传输音频、控制以及电源等信号，其设计原理完全区别原有模拟视频信号防雷器及IP网络防雷器。SDI产品防雷的关键在于内部防雷的合理化设计，而实际上，很多安防企业的SDI产品在内部防雷方面(比如PCB防雷、导电防雷的合理防雷电路设计方案和合理布局对外接口)并没有很好的解决方案。

2、线缆的等级

HD-SDI高清视频信号最好能在专门的SDI线缆上传输以保证视频信号的最好效果，但专门的SDI线缆包括接头都很贵，在实际项目中，如果全部采用专用的SDI线缆将增大建设成本，而经过实际测试，选用高级别的同轴电缆和BNC头也能基本保证视频效果。况且，只要SDI使用逐渐广泛，相关辅材的价格一定会大幅下降。

3、存储的解决

如上所述，高清非压缩视频信号数据量非常大，用这样的数据量直接去存储的代价是相当大的，所以从实际考虑，视频的存储还是需要进行压缩的，具体来说，可以采用SDI-DVR解决也可以用SDI编码器配合NVR解决。可根据项目实际灵活选择。即使如此，HD-SDI系统相比HD-IP系统的优势也是明显的：在保持存储容量质量一致的前提下，HD-SDI系统在实时操控方面全面胜出，同时，HD-SDI系统由于操控完全无延迟，所以可以做到所见即所存，不会丢失重要的视频。

系统解决方案

1、整套HD-SDI 解决方案，基于IP存储，多级联网采用HD-SDI信号;

2、使用HD-SDI信号采集、传输分配、显示，基于IP调用、存储、多级联网、分析的方案;

3、模拟、HD-SDI、IP多格式混合解决方案。

常见的系统解决方案主要是1和2，在新建的平安城市、应急指挥系统中HD-SDI系统多用于服务重点区域的监控。HD-SDI与H.264压缩存储经IP网络传输的系统结构是一种性价比很高的数字高清解决方案，既控制了系统成本，也兼顾了HD-SDI数字高清视频实时、无损的图像特性。

优势

在安防领域，高清产品的应用正如火如荼的进行。以 ONVIF、 PSIA为联盟的网络高清和以HD-cctv为联盟的数字高清正在逐渐占据未来的高清产品市场，而HD-SDI摄像机产品也走上了安防市场的起跑线。高清产品在通过安防市场多年的积淀，从最开始的模拟监控到后来的网络监控，在网络监控的基础上衍生出网络高清监控，而HD-SDI数字高清监控则是整个安防市场的未来发展。HD-SDI产品处理的数字信号经过同轴线缆传输，产品的视频接口为BNC口，使用的传输线材就是工程中经常见到的国标“75-5”视频线，由于大多数用户的习惯，很多工程商包括甲方习惯将HD-SDI数字高清叫成“模拟高清”，实际上这种叫法是错误的。基于HD-SDI摄像机产品的自身特点，将其产品优势汇总如下：

由于设备采用 BNC接口连接，也就是说我们在将已有的传统模拟框架系统转为高清监控系统的过程中，无需重新布线，只需更换前端和后端部分，这将为工程节省巨大的时间成本和人力成本。

易用性

由于HD-SDI摄像机产品工程施工采用的系统框架和模拟监控系统框架相同，采用75-5同轴线缆即可实现系统布线，施工人员和系统操作人员无需培训，更容易上手。

非压缩

HD-SDI摄像机不像IP监控是将视频信号经过压缩和打包后通过网络传输的，它是以未经压缩的数字信号在同轴电缆上高速传输，原始图像不会失真。

高清实时

HD-SDI摄像机监控不受传输网络影响，不会有IP网络监控产生的图像延迟问题，在有实时监控和高清要求的场合。

利用率高

HD-SDI摄像机设备视频输出图像的分辨率为1920×1080，单位面积摄像机布点密度大幅下降。在监控场所提供更多细节上的处理，如看清人脸，看清车牌。

选购建议

根据城市道路高清视频监控的实际需要，在选择摄像机时可参考以下智安天下工程师的建议：

1、采用CCD传感器。当前，在CMOS技术还未十分成熟的情况下，比较 CCD与 CMOS两种感光芯片，CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制、高质量图像输出、动态影像表现方面都要优于CMOS。尤其在城市道路晚上光照条件较差的情况下，CCD摄像机的成像效果要好于CMOS摄像机，所以建议采用CCD作为高清摄像机的感光芯片。

2、为满足全天候治安监控的需要，摄像机应具备低照度功能，以便在黄昏和夜间照度较低的环境下也能获得较为清晰的视频图像。

3、高清视频监控需要达到720P/1080P分辨率，逐行扫描，最高帧率应达到25帧/秒，以保证监控视频的流畅度。

4、高清图像传输接口采用符合广电标准的HD-SDI接口，支持无压缩视频图像高速传输，高清数字摄像机与高清编码阵列之间通过HD-SDI光端机，经光纤传输无压缩的视频图像，以保证图像的高清晰度、低延迟、传输无衰减和无干扰，也避免了室外监控视频图像受雷击的影响。

5、高清数字摄像机应具备高的 信噪比，较高的动态范围，从而保证不同环境下的图像信号质量。

6、具有自动快门、自动增益、自动白平衡等图像预处理功能。

7、支持自动光圈镜头，可配合多种变倍范围电动镜头来实现不同监控距离和范围的要求。

8、支持485通讯协议，可对摄像机进行远程在线升级，满足特殊应用环境下更改参数的要求。