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世友安防-认识SDI存储系统

浏览:次 | 更新: 2012-08-20 22:55 | 标签:

SDI摄影机的兴起,在监控市场上近来引起一些喋喋不休的话题争论,除了传输与显示后端的议题之外,引起最多探讨及争论的大概就是SDI影像的储存问题了,事实上不论在那个场景下,网路上或现实展会上,SDI的储存等种种问题也是一直在被厂商与工程商及使用者质疑

   SDI摄影机的兴起,在监控市场上近来引起一些喋喋不休的话题争论,除了传输与显示后端的议题之外,引起最多探讨及争论的大概就是SDI影像的储存问题了,事实上不论在那个场景下,网路上或现实展会上,SDI的储存等种种问题也是一直在被厂商与工程商及使用者质疑及讨论,当然这些问题也会被 SDI小教室的读者拿来讨论,今天笔者就以最近较为被广泛讨论的五个问题来做为答复重点

  1. SDI储存系统方式为何?目前SDI摄影机储存类型又有那些
  首先;最重要的SDI摄影机储存方式一定是要先说明解答的,以SDI储存递˙方式来说,可惜的在现实发展未突破下,SDI信号目前还是得在末端转换为数位方式以便于应像储存。目前的HD-SDI摄影机储存方式大概有二三种方式,第一种影像撷取卡,通常是单一路或四路为限,显示与回放大概都可以一路1080@30fps即时高清没问题,这大部份取决于影像信号编解码晶片能提供的效能及压缩晶片的张数限制来订定的。再来则是四路、八路及十六路的 HD-DVR这种类同于一般或高清DVR的设备,同样的由于受限制SDI 经过SDI RX晶片所送出的BT信号类型及录影机影像编码器及压缩晶片的张数与划框格式限制,越多路由的HD-DVR就如同一般DVR一样在回放即时性上都会有越多路越低的情况。但这些问题都在厂商的努力下渐渐在克服中,以四路SDI而言;录放基本上都可以达到720/1080@30fps,而到八路或十六路回放并像可能就会只能达到1080@10fps的最大理想程度。而这种录影机也相对有PC Base与Standalone二种形态的格式在市面上应用,效能上则是见仁见智,稳定与压缩比大概是在选择这种类HD-DVR最大的关键点。
  除了上述二种储存SDI影像信号的DVR之外,当然读者一定会问到那既然HD-SDI信号最终储存还是得回到数位架构,那能不能直接转换为 TCP/IP格式呢?答案是当然能。在所谓的SDI DVS(SDI数位影像伺服器)运用下,SDI信号在透过SDI RX接收转换再进入Encoder到Codec Soc就可以直接变成为TCP/IP网路高清信号了,不过依照实际的测试,在HD-SDI或3G-SDI信号接入SDI影像伺服器后,再出来的影像画质与原前端SDI画质大约有20%左右的一个压缩破坏损失,这是直接企图将SDI影像信号进褥IP网路架构进行储存时必须要考虑的问题。但透过SDI DVS 确实在连结SDI摄影机进入IP网路架构上是很便利的,但在系统建构上我们仍然会建议在SDI摄影机前前端即采用HD-DVR进行本地端录影。如此一来为了系统管理方便将SDI信号有回头走IP也无损于SDI即时无压缩的录影要求。
  2. SDI影像储存是否与IP储存档案资料量一样
  以一般说法来看HD-SDI信号是属于广电格式信号,是非压缩的影像格式,因为广电HD/Full HD传输率与资料量极大,所以基本上档案也是相当的大。例如非压缩480i即 SD 10bit 4:2:2 一分钟大约需要 1.57GB,而非压缩 10bit HD 1080i@60 可能一分钟就需要 9.27GB资料量。看起来是相当可怕的资料量,要直接去储存似乎有问题存在。但若回头以监控角度看Full HD 1920X1080i@30为例,利用H.264的编码演算法,为保证清晰度,影像码流量需要控制在4-6Mbps左右,这样每小时的储存空间大概则需要2.7GB。
  因此;我们实际印证储存IP高清1080P@30fps与SDI 1080P@30fps影像信号于HD-DVR与Hybrid DVR后,透过即时流量监看软体与回放影像流量软体实测,在整体应像资料上其实是差不多的,因为SDI信号在透过SDI RX晶片或是由摄影机DSP直接输出的数位BT.656或BT.1120信号在通过Parallel,LVDS,YCbCr传输后进入影像编马器再到压缩单元,其所经历的过程及物理信号介面都是一样的,差别只在于CCD或CMOS Sensor所传送的信号内容资料大小,因此虽然SDI信号在资料上有些差异,但也不致于储存资料大小会与IP百万高清信好有天壤之别的不同,这是在HD-DVR(SDI DVR)问世后实际采用录影比对后的结果。
  3. SDI影像档案太大,除了H.264之外,还有没有更好的压缩方式能有效节省储存硬碟的购置
  这个问题问得让笔者很难具体答复,但DVR已经过长时间的运用与改良,要谈到H.264之外还有什么方法可以在SDI录影档案上去增加压缩及有效节省储存空间,这其实与IP监控的要求是一模一样的,因为H.264已经是有那么高的压缩比及低码率(Low Bit Rate)才能起重要的增加压缩比作用,因此除在了在影像进入DVR的前端以降低影像高清码流量及维持一定频宽限制之外,目前其实也没有比H.264更稳定且在压缩技术上大大节省用户的下载时间和数据流量。更重要的是,H.264在高压缩比之下所拥有高品质流畅的影像还是目前最好也是监控目前唯一共同采用的主要压缩格式。
  至于如何真正在SDI摄影机的影像档案上去降低资料量与增加储存空间,大概最好的方式就是在SDI画面格式与张数上选则一个最为适当的格式,例如原本SDI摄影机可能可以提供1080P@60fps的画质及张数,为了在流量上降低资料流量又不损及画面品质,我们可以将录影格式与监看隔式做个区隔,以1080P@30 fps来取代@60fps的录影要求,这样不但无损于Full HD高清画质,更可以降低影像储存资料量的负担。
  4. 从ST会场上看来STANDALONE DVR的显示OK,回放影像画质却不好,原因是?有何方法可提升回放画质
  读者从ST展会上看到Standalone HD-DVR的影像画质问题,笔者必须在此做一个清楚的解释说明,在展会上其实部份厂商所连结的SDI摄影机有很多不同型式,包含有 720P@30fps、1080i@30/60fps或是1080P230/60fps等不同格式,相对在HD-DVR上也有对应的输入格式来给使用者选项,但我们看到很多厂商在DVR本身的设定上为了突显画质与回放顺畅度的不同选择下,在摄影机格式与HD-DVR的设定上都少都有匹配不符的情况发生,以致于在显示与回放的画面有很大的落差,且事实上在文前段笔者也说明了,SDI摄影机在经过影像编码及压缩破坏后多少都会有压缩后的损失,只是在不同厂商品牌不同摄影机条件程度上不同而已,监看与回放在一般DVR标清D1与IP高清录像都会有差别了,更何况是SDI摄影机。但有一点我们必须注意的差异就是,SDI高清画面在几乎无延时无压缩损失源头下进入HD-DVR进行录影,回放的效果与画面顺场性应该是一般标清与IP摄影机输入DVR后无法比拟的,但笔者比须坦白承认在SDI摄影机经过DVR的影像再处理后确实是无法与原来SDI高清画质相提并论。