SDI接口


SDI接口,是"數字分量 串行接口". SDI接口是數字分量串行接口(serial digital interface)的首字母縮寫。

1簡單介紹編輯

SDI接口是一種“數字分量串行接口”,而HD-SDI接口是一種廣播級的高清數字輸入和輸出port,當中HD表示高清信號。因為SDI接口不能直接傳送壓縮數字信號,數字錄像機、硬盤等設備記錄的壓縮信號重放后,必須經解壓並經SDI接口輸出才干進入SDI系統。假設重復解壓和壓縮,必將引起圖像質量下降和延時添加,為此各種不同格式的數字錄像機和非線性編輯系統,規定了自己的用於直接傳輸壓縮數字信號的接口。
在非編后期制作,廣播電台等領域,HD-SDI應用較為廣泛,其是依據SMPTE292M,在1.485Gb/s或1.485/1.001Gb/s的信號速率條件下傳輸的接口規格。

該規格規定了數據格式、信道編碼方式、同軸電纜接口的信號規格、連接器及電纜類型與光纖接口等。HD-SDI接口採用同軸電纜。以BNC接口作為線纜標准。有效距離為100M。

監控系統

1、按速率:標准清晰度SD-SDI、高清標准HD-SDI和3G-SDI,對應速率各自是270Mb/s、1.485Gb/s和2.97Gb/s。
2、HD-SDI接口對應的監控產品有HD-SDI攝像機、HD-SDI光端機、HD-SDI轉HDMI轉換器、HD-SDI硬盤錄像機、HD-SDI矩陣、大屏幕組建的高清HD-SDI監控系統。
3、HD-SDI監控系統優勢:
因為設備採用BNC接口連接,也就是說我們在將已有的傳統模擬框架系統轉為高清監控系統的過程中,無需又一次布線,僅僅需更換前端和后端部分,這將為project節省巨大的時間成本和人力成本。

易用性
因為HD-SDI攝像機產品project施工採用的系統框架和模擬監控系統框架同樣。採用75-5同軸線纜就可以實現系統布線,施工人員和系統操作人員無需培訓,更easy上手。
非壓縮
HD-SDI攝像機不像IP監控是將視頻信號經過壓縮和打包后通過網絡傳輸的,它是以未經壓縮的數字信號在同軸電纜上快速傳輸,原始圖像不會失真。
高清實時
HD-SDI攝像機監控不受傳輸網絡影響。不會有IP網絡監控產生的圖像延遲問題,在有實時監控和高清要求的場合。

利用率高
HD-SDI攝像機設備視頻輸出圖像的分辨率為1920×1080,單位面積攝像機布點密度大幅下降。在監控場所提供很多其它細節上的處理,如看清人臉。看清車牌。

接口原理

串行接口是把數據字的各個比特以及對應的數據通過單一通道順序傳送的接口。因為串行數字信號的數據率非常高,在傳送前必須經過處理。用擾碼的不歸零倒置(NRZI)來代替早期的分組編碼。其標准為SMPTE-259M和EBU-Tech-3267,標准包括了含數字音頻在內的數字復合和數字分量信號。

在傳送前。對原始數據流進行擾頻,並變換為NRZI碼確保在接收端可靠地恢復原始數據。這樣在概念上能夠將數字串行接口理解為一種基帶信號調制。SDI接口能通過270Mb/s的串行數字分量信號,對於16:9格式圖像,應能傳送360Mb/s的信號。

NRZI碼是極性敏感碼。用“1”和“0”表示電平的高和低,假設出現長時間的連續“1”或連續“0”,會影響接收端從數字信號中提取時鍾。

因為串行數字信號接口不單獨傳送時鍾信號,接收端需從數字信號流中提取時鍾信號,所以要採用以“1”和“0”來表示有無電平變換的NRZI碼。接收NRZI碼流時。僅僅要檢出電平變換,就可恢復數據,即使全是“1”信號,導致的信號頻率也僅僅是原來時鍾頻率的一半,再經過加擾,連續“1”的機會降低。也就使高頻分量進一步降低了。在數據流的接收端。由SDI解碼器從NRZI碼流恢復原數據流。

(a)串行數字數據接口SDDI(SerialDigital Data Interface),用於Betacam-SX非線性編輯或數字新聞傳輸系統,通過這樣的接口。能夠4倍速從磁帶上載到磁盤。
(b)4倍速串行數字接口QSDI(QuarterSerial Digital Interface),在DVCAM錄像機編輯系統中,通過該接口以4倍速從磁帶上載到磁盤、從磁盤下載到磁帶或在盤與盤之間進行數據拷貝。

(c)壓縮串行數字接口CSDI(CompressionSerial Digital Interface),用於DVCPRO和Digital-S數字錄像機、非線性編輯系統中。由帶基到盤基或盤基之間能夠4倍速數據傳輸。

以上三種接口互不兼容。但都與SDI接口兼容。在270Mb/s的SDI系統中,可進行快速傳輸。這三種接口是為建立數字音視頻網絡而設計的,這類網絡不象計算機網絡那樣使用握手協議,而使用同步網絡技術,不會因路徑不同而出現延時。
人們常在SDI信號中嵌入數字音頻信號。也就是將數字音頻信號插入到視頻信號的行、場同步脈沖(行、場消隱)期間與數字分量視頻信號同一時候傳輸。

2發展史編輯

1982年,原 國際無線電咨詢委員會(CCIR)以 歐洲廣播聯盟(EBU)與 美國電影電視電視project師協會(SMPTE)的機關提案為基礎。公布了CCIR 601號建議書,以13.5 MHz的取樣頻率,8位量化與4:2:2色度亞取樣統一了525/60和625/50兩種電視掃描系統的數字化參數。1986年。CCIR以EBU Tech.3246與SMPTE 125標准為基礎。公布了CCIR 656建議書,提出了一種能夠傳輸CCIR 601規格信號的並行接口。使用11對雙絞線與25針D型連接器。部分早期數字設備曾使用這樣的接口,但因傳輸距離較短,連接較復雜等原因。不適合大規模使用。事實上。CCIR 656還包括了EBU於1983年提出的EBU Tech.3247串行數字接口標准,採用8/9分組編碼,比特率為243 Mb/s。但僅僅支持8比特量化,並且不easy設計出穩定。便宜的接口芯片。
1983年,CCIR成為 國際電信聯盟無線電通信部(ITU-R)。1994年。ITU-R公布了BT.656-2建議書,吸納了EBU Tech.3267與SMPTE 259M中定義的新型串行數字接口,該接口採用10比特傳輸與非歸零反向(NRZI)編碼。在傳送ITU-R BT.601(A部分)4:2:2級別信號時。其時鍾還率為270 Mb/s。這就是現在大名鼎鼎的SDI。75 歐姆同軸電纜與75歐姆 BNC連接器(IEC 60169-8)的使用使電視台內部原有的大量已敷設電纜在數字化系統中得以再利用,后來,SDI逐漸成為數字設備的標准配置,在此基礎上最終實現了演播室、主控、播控系統的數字化。我國也參照上述標准制訂了對應的國家標准BG/T 17953。為了滿足高質量節目制作對ITU-R BT.601(A部分)4:4:4級別圖像與色鍵等的需求,EBU Tech.3268,SMPTE RP145與ITU-R BT .799分別提出了雙鏈接的概念,即同一時候通過兩個SDI通道傳輸R’G’B’/4:4:4圖像與另外一路寬帶信號。我國廣電總局參考ITU-R BT.799-3制訂的對應行業標准為GY/T 159-2000。此外,SMPTE 344M還定義了一種時鍾頻率為540 Mb/s的串行數字接口。

1990年,ITU-R BT.709建議書公布,高清晰度電視技術加速發展,採用串行數字接口傳輸高清信號已在行業內達成共識,為此,SMPTE在292M標准中定義了時鍾頻率達1. 5 Gb/s級別的串行數字接口。對應國際標准為ITU-R BT .1120,GY/T 157-2000為我國依據ITU建議書制訂的行業標准,這便是大家所熟知的HD-SDI。

除時鍾頻率提升到270 Mb/s的5.5倍即1.485 Gb/s外。HD-SDI與SDI也存在着一些區別,比如HD-SDI將亮度與色差信號分別放置在兩個流中,並將它們復用並加擾后進行傳輸。並且編碼后的行號與校鹼碼附在有效視頻結束(EAV)后。因沿用了75歐姆電纜與連接器,加之有了SDI的成功經驗,因此HD-SDI非常快就代替了之前應用的並行接口。與SDI相似,為了滿足演播室與1080p50/59.94格式內容的傳輸,SMPTE在372M標准中對雙鏈接HD-SDI進行了標准化。 快速接口芯片技術的進步使3 Gb/s級別的串行接口成為可能。

2005年。ITU-R在BT.1120-6建議書中給出了2.97 Gb/s串行接口的規范。物理介質仍然沿用了75 歐姆同軸電纜和IEC 60169-8標准連接器。此外,SMPTE 424M也給出了相似的3 Gb/s級別接口的定義。3 Gb/s串行接口的出現攻克了之前須要雙鏈接HD-SDI的場合,如4:4:4/12bit或1080p50/59.94格式的節目制作等。已有廠家宣布推出3 Gb/s的串行接口芯片產品。

在一些須要遠距離傳輸的場合,如連接兩個距離較遠的演播室,銅纜就顯得有些力不從心了,此時,光纜自然就成為銅纜的替代者。ITU-R BT.1367、SMPTE 297M與我國的GY/T 164-2000等都是利用光纜傳送串行數字信號的標准,以ITU-R BT.1367為例,在傳輸高清信號時。僅僅同意使用單模光纖與對應的光連接器。光-電、電-光轉換則由對應的光接收器與光發射器完畢。

新興的數字電影具有較高清晰度圖像更高的分辨率、更豐富的色彩(比如SMPTE 428-1K PGYQR 4096×2160 4:4:4/X’Y’Z’/12-bit@24P),在數字電影設備(如數字投影機與server)之間須要傳輸的數據量更大。因此,SMPTE N26技術委員會正在制訂435M系列標准—一種時鍾頻率為10.692 Gb/s的串行數據接口,其物理介質為符合IEC 60793-2標准的光纜與符合IEC 61754-20標准的光連接器。這樣的10 Gb/s級別的接口可將多至8個HD-SDI數據流復用在一起。也能夠將現有的1.5 Gb/s與3 Gb/s數據結構映射到10 Gb/s接口。

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