安防市場上HD-SDI攝像機制 造商、HD-DVR及周邊產品的制造商不斷增加，對于整個市場高清化有了更大力度的催化。但應用市場卻仍然有太多的用戶與工程商并不是很了解SDI監控產 品的內容，更不用說SDI監控產品的種種應用。希望借由本文闡述SDI的產品該如何正確及有效的應用在監控系統中，給同行做一參考。
SDI高清產品的應用特性
從影像高清產品應用的角度來看，在SDI的前中后端所有不同產品中，可歸納出一些SDI特定的應用特性，如影像無壓縮損失及影像實時無延時是SDI 的zui大應用特性。再由這些應用特性引申到各種不同行業別的SDI高清應用架構中，藉此來了解除了IP百萬高清之外，在高清監控的要求下及原有模擬監控升級 化下，SDI高清的應用存在發展的機會有多少？以下筆者將就這些應用特性逐一探討說明。
系統可轉換性
系統轉換是SDI應用探討上zui在意的部分，也是一般監控系統想要采用SDI高清架構zui先考慮的部分。因SDI攝像機上市后，很多用戶看到SDI的影 像無壓縮及無延時效果，對于是否采用IP網絡監控都開始松動，期望在無縫監控及安全性要求較高的需求中加入SDI應用。但在傳統模擬或IP架構下，如何轉 換擬為SDI？SDI又如何存在IP架構中？系統信號轉換問題讓用戶及工程商裹足不前。
可喜的是，在廠商各種轉換器界面（Convertor）及SDI服務器（SDI Server）的不斷研發之下，各種不同的支持界面（如HDMI、CVBS、DVI、Ypbpr、SDI、UTP等）產出。SDI信號已可轉換暢行于模擬 架構或IP結構應用之上。同時由于纜線的可適用性，讓不管是HD-SDI還是3G-SDI都可以*的替換原有同軸模擬攝像機甚至是原有SD標清網絡攝 像機，系統更可以在網絡界面轉換下，進入平臺整合。原模擬及IP系統布線仍可采用之下，系統組成和設備管理操作方式不變，只需更換必要的硬件設備，無需任 何使用訓練就能平滑實現從網路標清及模擬監控升級到實時高清監控。
傳輸可長距離化
第二個SDI高清監控得以發展及應用的特性在于信號傳輸的長距離實現。SDI初現時，不管是廠商、用戶還是工程商，無一不對SDI的應用距離報以悲 觀與懷疑的態度。不管是SDI本身還是HDMI/DVI/YC等都不會達到監控系統期望的應用傳輸距離，讓SDI差點就銷聲匿跡。直到SDI芯片帶寬技術 改良及光纖傳輸界面（Fiber Link）出現，安防監控應用不再受限于傳輸距離，才讓SDI設備廠商燃起一線希望。客觀上基于IP高清監控和SDI高清監控各有優勢，至少從目前SDI 發展上來看是令人激奮的，尤其在SDI監控本身信號傳輸技術需要解決的長距離傳輸問題克服后。雖然配套的傳輸設備還不多，工程商與用戶面臨的產品選型上較 少，成本又較高，但SDI傳輸應用方式的普及度及認知度已大大提升，雖還不及IP網絡高清監控。
克服儲存同質化
再來談SDI儲存非異質性的應用特性。如同傳輸距離條件一樣，SDI高清監控在影像儲存上一開始也面臨著質疑與譏諷，被誤認為一定存在檔案數據量過 大、儲存空間需求大、使用成本高等因素，讓一度想采用SDI監控系統的用戶及工程商又緊剎車，接著大部分安防廠商也質疑這個問題，并抱著觀望態度去看待 SDI的儲存設備發展。所幸除了SDI的芯片廠商將SDI發射與接收芯片成功的在抽離出BT.1120@25/50fps（30/60fps）高清信號 后，順利的搭載在使用了TI、海思、GM等壓縮CODEC SoC芯片的DVR上；同時更有廠商發展了SDI芯片板卡使得SDI儲存從單體Stand-alone走入PC Base架構，具體實現SDI高清DVR儲存，讓影像儲存相對于IP網絡儲存上有了對等的同質量同容量化的境界。這第三個應用特性讓SDI高清監控從前端 到后端的架構終于有了一個完整的應用形式。
影音控制可平臺化管理
此應用特性也是SDI初現時令人擔心與質疑的部分。很多用戶或是IP網絡監控業者都提出SDI監控系統無平臺管理機制，并不適合于大規模的監控系統 應用。因SDI既然不是網絡攝像機不是IP架構也就無所謂軟件整合集成，更不會有管理平臺機制。這確實是SDI監控設備在控制管理上的一大缺點，但在 SDI系統可轉換特性下，通過SDI服務器（SDI Server）轉成TCP/IP信號后，再由NVR或平臺軟件來進行整合管理已成為可能。此外通過SDI儲存的DVR網絡界面再進入管理平臺更是一理所當 然的路徑，同時也是一個影音+PTZ控制的完整兼容整合。至此若還對SDI提出無平臺管理的論調，恐怕是出于單一高清網絡監控業者的堅持。這樣的堅持也沒 有錯，畢竟SDI這部新車才剛出廠，就如同IP網絡監控六年前誕生時一樣，需要磨合需要試車調校使之更趨完備。
矩陣應用的再生
半年前，很多用戶及工程商都對廠商在矩陣（Matrix Switcher）能不能處理SDI信號感到信心不足。甚至純粹的認為在多路SDI影像的矩陣交叉電路（Cross-Point）及多影像同步信號 （Sync Signal）上，SDI并非CVBS復合影像信號，而不具有垂直同步控制可進行影像切換及影像分配工作，對于部分廠商要推出SDI控制矩陣主機顯得意興 闌珊，只是持觀望態度。但在深圳安博會上，SDI等效電路（SDI Equalizer Circuit）及SDI信號分配器（SDI Distributor）的技術突破及芯片廠商的助力下，SDI控制矩陣已推出正式版本。本刊測試后發現，雖然部分矩陣產品在控制鍵盤與顯示功能上尚未完 備，容量上也尚未見到大于96x16的矩陣規模，但SDI全面替代傳統矩陣應的時代應該也不遠了。
圖像處理與智能實時結應用
另一關鍵的SDI應用特性是SDI監控產品的數字非壓縮無延時的效果，雖專家說還是有40-50ms的延時，但那并非肉眼視覺能看出的誤差。而可為 影像監控提供更多細節，保持影像的完整性和無失真原始性，這一點是目前其它模擬或IP網絡監控系統所*的，同時圖像處理上SDI的寬動態與訊號噪聲 比的優異范圍在實時影像的搭配下，其畫質相對IP網絡監控要更為順暢細膩，此應用特性是依賴DSP或ISP的芯片加上傳感器的效能達成的。還有一個非常重 要的是智能偵測及分析上的應用，因為影像的無失真無延時性，使其在智能判斷及分析上大大提高了智能分析算法的精度，也在智能視頻分析IVS下為證據提供了 的保障。這都是SDI在應用特性上的優勢。
寬廣視界及應用成本精簡特性
zui后一個SDI的應用特性雖只存在SDI產品前端的攝影機上，卻也舉足輕重，那就是IP網絡監控辨識率雖已達到超高清的1600萬或2000萬畫 素，但實際網絡監控應用上攝像機還是都以高清HD-720P@25/50fps及全高清Full HD-1080P@25/50fps為產品辨識率主軸。這主要因為IP網絡攝像機在這種HDTV格式下可以呈現zui大視角及zui順暢的高清解晰度，同時也顧及 在HDTV高清的寬廣視界格式下，攝影機在同一需求安裝上更可以1組高清抵上2~3組標清攝像機效果。同理由于SDI畫面比是嚴格定義在 720/1080P之下的16：9的規范，因此攝像機的視角都是以HDTV格式為標準，也就是說1組SDI攝影機畫面角度本就可以抵上標清畫面的2~3組 的視界大小需求。相對而言，在系統建置成本上也就可以比2~3組標清的建置費用更精簡，這也是SDI的優勢之一。
以上所列七項特性皆為SDI產品在現今影像監控上的優勢，在不同需求的行業應用上，掌握這七點可在SDI數字高清系統規劃上較為順利。當然在這些優 勢背后一樣有SDI的弱點及問題存在。如SDI后端產品在攝像機的數字帶寬格式上，不同品牌間及后端橫向的門禁報警等子系統整合應用上會有影像兼容問題； 另外線纜材質也是影響SDI產品應用順利與否的條件；再來是經過壓縮后錄像信號與平臺整合HD-DVR后的影像呈現，是否仍能如原來前端的信號一樣清晰順 暢，都是應用SDI產品時必須考慮的。但相信這一切的應用阻礙會很快被技術發展所克服。
SDI高清產品的行業應用
闡述SDI的應用特性后，以下我們將聚焦大范圍道路交通及小區域金融銀行兩個重要行業，舉例說明SDI高清產品在行業安全中如何建構系統應用。
交通行業應用
交通行業上是采用SDI數字高清產品的行業之一。以道路監控為例，其特點是日夜全天候使用、目標物速度變化差異明顯、監控目標物細節多、長距離傳輸及大數量密布式建構等。正好適合SDI數字高清的產品應用。
路側攝像機前端
過去道路交通監控在路口的攝像機布建可能至少需要4~8組才能夠滿足路口監控影像的覆蓋率，而采用SDI攝像機后，實際工程驗證僅需原來50%的數 量即可滿足原有涵蓋需求。此外在道路卡口部分，原本監控至少需要3組來監控車牌、車型及駕駛者影像，改采SDI高清攝像機后則如同采用IP百萬像素攝像機 一樣，僅1組SDI高清攝像機即可完整監控車牌、車型及駕駛者，甚至可將卡口收費過程清晰納入畫面。更可貴SDI所提供的是實時無壓縮影像，對于交通事件 能提供無遺漏的過程記錄，這可能是IP網絡監控系統所無法做到的。
中段道路傳輸
過去高速公路以光端機為主要傳輸架構，而對現已有的IP網絡監控而言，網絡界面、網關交換機和光端機等是道路傳輸的主要構成。但不管今天所面臨的是 IP網絡架構還是傳統模擬光纖傳輸架構，在SDI的信號轉換及SDI的光端機及SDI的影像服務器下，我們可在前端原IP架構下換上SDI攝像機加SDI 轉TCP/IP的SDI Server來換裝原IP標清的SDI高清，轉為網絡監控，再進到IP光端機進行遠距傳輸。也可以直接汰換IP光端機為SDI轉Fiber發射與接收光端 機，將SDI攝像機信號直接送到后端，解回實時的SDI信號再進入DVR或是矩陣系統及大屏幕上。這里所提的道路交通監控都采用光纖電纜傳輸方式，才是一 個合理正確的SDI替換應用。
后端管理監控中心
過去網絡監控或傳統的矩陣系統上，監控信號都是一個一個的回傳到監控中心，都可以采用堆棧架構來組成系統。即不管是模擬還是IP網絡監控信號，都先 在道路或高速公路的部分區段予以DVR或衛星矩陣（Salite Matrix）集中收集后，再選擇部分回傳還是全部回傳架構。因此信號終端就可能是以DVR/NVR再加上網絡交換機及網關來完成一個信號的回傳。若為模 擬則信號是由光端機出來后直接進入矩陣做影像與控制分配處理。這些架構采用已久，若應用SDI產品于后端，面臨原系統為IP架構時，只要將通過IP光端機 傳回的影像原原本本的接在既有的網絡路由上，*不需要做任何的線路及結構改變，若要還原SDI信號則須加上有SDI信號還原的SDI服務器。如此將還原 的SDI信號接上大屏或監視器就可完成一個較為完整的系統。但通過網絡傳輸的SDI信號是否會有網絡延時及解晰度是否會降低仍存在疑慮，同時對于傳回 HD-DVR再由監控平臺以TCP/IP再收集的信號呈現是否能與原SDI無壓縮無損耗相比也有所疑慮。但直接以SDI光端機傳回的信號來做后端影像信號 呈現處理及儲存是較為有利的，也算是在道路監控上SDI系統上合理又較經濟的應用。
