[发明专利]基于分散交换方法的大规模HD-SDI视频图像监控系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及安防领域，特别是视频图像监控系统。

背景技术

目前，安防视频图像监控系统从已经普及的标准清晰图D1格式快速向高清化发展。当前安防高清在全球已经形成两大技术阵营，即IP高清（又称为网络高清）和HD-SDI高清（又称为HD-CCTV）。

IP高清已经在中国乃至全球成为高清的主流技术，其远高出标清的清晰度，较低的传输数据率和借助以太网灵活强大的互联互通能力被广泛使用。但是IP高清仍然存在这样的缺点：IP高清需要对视频图像进行压缩、编码，图像在被压缩后质量会降低，还会带来编解码延迟同时由于网络传输过程中的掉包和缺乏可靠的QoS（服务质量，是网络的一种安全机制， 是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。）机制导致图像显示不流畅等问题。

近2年来HD-SDI已经成为中国安防市场的热点。SDI是诞生于上世纪广播电视的非压缩视频传输接口格式，包括标清的SDI、隔行扫描1080i的HD-SDI以及逐行扫描1080p的3G-SDI。原来这些非压缩的视频数字接口仅用于演播室的摄/录/编/播系统。由于其广播级的极其清晰的无压缩和无延时的图像效果，成为对图像有更高要求的应用技术。

现有的HD-SDI视频图像监控系统结构如图1。当前的HD-SDI系统架构是远端的HD-SDI摄像机采集视频图像，每台摄像机通过光端机接入光纤网络，所有的远端接入图像通过光端机（无论是点对点、节点、环形冗余、汇聚等）经由光纤传输到中心端的各个光接收机，各个光接收机的输出端与HD-SDI分配器连接，HD-SDI分配器一方面用于将各路光接收机输出的图像输送至HD-SDI编码存储系统进行有损压缩编码并存储，HD-SDI分配器另一方面用户将各个光接收机输出的图像送往HD-SDI矩阵输出单元，HD-SDI矩阵输出单元输出图像到显示系统显示图像。

具体说来，当前HD-SDI图像监控系统具有以下缺点：

1.在现有的HD-SDI系统中，无论远端有多少路图像都需要全部传输到中心端的HD-SDI矩阵输出单元，中心端HD-SDI矩阵输出单元的容量为M×N，其中M为每路通道输入视频数量的总和，N为输出到显示终端的通道数量总和。一旦系统扩容(例如远端摄像机数量增加)，中心端矩阵或者必须淘汰原有小容量矩阵而重新购买更大型的矩阵，或者是采购可以扩容的矩阵，导致系统造价大幅提升。

2.由于HD-SDI的单路信号速率高达1.485G，而当前安防主流的光模块速率是1.25G和2.5G，所以单波长光纤只能传输1路高清图像信号，从而使得当前的HD-SDI光端机主要以单路为主。多路的光端机通常都是采用CWDM波分复用技术，即在一芯光纤上传输多个不同的光波长来解决多路传输的问题，理论上最多可以将16个波长组合在一起在一芯光纤上传输16路HD-SDI图像。由于CWDM激光器和波分复用器的成本较高，采用CWDM波分复用技术的代价是设备成本居高不下，故要将所有的图像都传输到监控中心将导致极大的传输成本。

3.即使采用10G乃至更高速率的光模块和时分复用技术在单波长上传输更多的HD-SDI视频图像，要将成百上千乃至上万的图像集中全部传输到监控中心仍然导致较高的传输成本。

因此传统的系统方法导致传输设备成本较高和占用光纤较多、矩阵系统成本高是当前HD-SDI系统解决方案的一个大问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种低成本的基于分散交换方法的大规模HD-SDI视频图像监控系统。

本发明中的HD-SDI高清视频图像监控方法，为在远端光接入单元中将HD-SDI摄像机输入的视频图像分为完全相同的两路，再对其中一路视频图像进行无损压缩，对另一路视频图像进行有损压缩，之后选择部分无损压缩视频图像及全部有损压缩视频图像传输给中心端。

具体的，包括：步骤1：HD-SDI摄像机采集视频图像；

步骤2：HD-SDI摄像机将视频图像传输给远端光接入单元；

步骤3：远端光接入单元将输入视频图像分为相同的两路，并对其中一路视频图像进行无损压缩，对另一路视频图像进行有损压缩；将无损压缩后的视频图像及有损压缩后的视频图像传输到数据复用交换单元；

步骤4：数据复用交换单元将部分无损压缩视频图像及全部的有损压缩视频图像按照复用协议打包后传输给光信号收发单元；

步骤5：光信号收发单元将收到的视频图像数据通过光纤网络传输给HD-SDI视频光接收单元；