Capteurs
Comme la lumière passe à travers une lentille, il est axé sur le capteur de l’appareil photo. Un capteur d’image est composé de plusieurs photosites et chaque photosite correspond à un élément d’image, plus communément appelé « pixel », sur un capteur d’image. Chaque pixel sur un capteur d’image enregistre la quantité de lumière est exposé à et le convertit en un nombre correspondant d’électrons. Le brillant de la lumière, les électrons sont générés plus.
Lors de la construction d’un appareil photo, il ya deux principales technologies qui peuvent être utilisées pour capteur d’image de l’appareil photo:
* CCD (charge-coupled device)
* CMOS (complementary metal-oxyde semiconductor)
Le CCD et CMOS sont souvent considérés comme des rivaux, chacun a ses points forts et les faiblesses qui le rendent approprié pour des applications différentes. Les capteurs CCD sont produites en utilisant une technologie qui a été développée spécifiquement pour l’industrie de l’appareil photo. Les premiers capteurs CMOS sont basées sur une technologie standard déjà largement utilisé dans les puces de mémoire à l’intérieur de PC, par exemple. Modernes capteurs CMOS utilisent une technologie plus spécialisée et la qualité des capteurs augmente rapidement.
1. La technologie CCD
Les capteurs CCD sont utilisés dans les caméras depuis plus de 30 ans et présentent de nombreuses qualités avantageuses. En règle générale, ils offrent toujours un peu mieux sensibilité à la lumière et produisent peu moins de bruit que les capteurs CMOS. La hausse traduit la sensibilité de lumière dans de meilleures images en basse lumière capteurs conditions.CCD, cependant, sont plus chers et plus difficiles à intégrer dans un appareil photo. Un capteur CCD peut aussi consommer de l’électricité jusqu’à 100 fois plus que d’un capteur CMOS équivalent.
2. Technologie CMOS
Les progrès récents de capteurs CMOS de les rapprocher de leurs homologues CCD en termes de qualité d’image. Capteur CMOS réduire le coût total pour les caméras, car ils contiennent toutes les logiques nécessaires à la construction des caméras autour d’eux. En comparaison avec les capteurs CCD, les capteurs CMOS offrent des possibilités d’intégration de plus en plus de fonctions. Capteur CMOS ont aussi une rapide lecture (ce qui est avantageux lorsque des images haute résolution sont requis), faible dissipation de puissance au niveau de la puce, ainsi que d’un système de plus petite taille. Megapixel CMOS sensor sont plus largement disponibles et sont moins coûteux que les capteurs CCD mégapixels.
3. Capteurs mégapixel
Pour des raisons de coût, de nombreux capteurs megapixel (c.-à-capteurs contenant un million de pixels ou plus) dans les caméras mégapixel sont de la même taille ou légèrement plus grand que les capteurs VGA de fournir une résolution de 640 * 480 (307 200) pixels. Cela signifie que la taille de chaque pixel sur un capteur mégapixels est plus petit que sur un capteur de CGA. Par exemple, un capteur mégapixel comme un 1/3-inch, capteur 2 mégapixels possède des tailles de pixel mesurant 3 um (micromètres / microns) chacune. Par comparaison, la taille du pixel d’un capteur 1/3-inch VGA est de 7,5 um. Ainsi, alors que l’appareil photo mégapixel offre une résolution plus élevée et plus en détail, il est moins sensible à la lumière que son homologue VGA depuis la taille du pixel est plus petite et la lumière réfléchie par un objet est étendu à plus de pixels.
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Technologies du réseau
Publié le 31/01/2017 par sanilf chenLaisser un commentaire sur Technologies du réseau
Différentes technologies de réseau sont utilisés pour soutenir et fournir les nombreux avantages d’un système de vidéo sur IP. Ce chapitre commence par une discussion sur le réseau local, en particulier, les réseaux Ethernet et les éléments qui la soutiennent. L’utilisation de Power over Ethernet est également couverte.
Communication sur Internet est ensuite adressée aux discussions sur IP (Internet Protocol) d’adressage ce qu’ils sont et comment ils fonctionnent, y compris la façon dont les produits vidéo réseau peut être consulté sur Internet. Une vue d’ensemble des protocoles de transport de données utilisées dans la vidéo sur IP est également fournie.
1. Réseau local Ethernet et
Un réseau local (LAN) est un groupe d’ordinateurs qui sont reliés entre eux dans une zone localisée de communiquer entre eux et partager des ressources telles que des imprimantes. Les données sont envoyées sous la forme de paquets et de réguler la transmission des paquets, les différentes technologies peuvent être utilisées. La technologie la plus largement utilisée est le réseau local Ethernet et il est précisé dans la norme IEEE 802.3. (D’autres types de technologies de réseau LAN inclure anneau à jeton et FDDI.)
Ethernet utilise une topologie en étoile dans lequel les nœuds individuels (périphériques) sont reliées entre elles par l’intermédiaire de l’équipement de réseau actif tels que les commutateurs. Le nombre d’appareils en réseau dans un réseau local peuvent varier de deux à plusieurs milliers.
Le support physique de transmission d’un réseau local câblé implique câbles, paire torsadée ou principalement de fibres optiques. Un câble à paire torsadée se compose de huit fils, formant quatre paires de fils de cuivre torsadés et est utilisé avec des connecteurs RJ-4S fiches et prises. La longueur maximale d’une paire torsadée de 100 m (328 ft) alors que pour les fibres, les gammes de longueur maximale de 10 km à 70 km, en fonction du type de fibre. Selon le type de paire torsadée ou des câbles à fibres optiques utilisés, les débits d’aujourd’hui peut aller de 100 Mbit / s à 10.000 Mbits / s.
Une règle d’or est de toujours construire un réseau de plus grande capacité que ce qui est actuellement exigé. Pour l’épreuve du futur d’un réseau, c’est une bonne idée de concevoir un réseau tel que seulement 30% de sa capacité est utilisée. Comme les applications de plus en plus courant sur les réseaux d’aujourd’hui, les performances du réseau supérieur et supérieur est requis. Tandis que les commutateurs de réseau (voir plus loin) sont faciles à mettre à jour après quelques années, le câblage est normalement beaucoup plus difficile à remplacer.
1.1Types des réseaux Ethernet
Fast Ethernet
Fast Ethernet se réfère à un réseau Ethernet capable de transférer des données à un débit de 100 Mbit / s. Il peut être basé sur une paire torsadée ou fibre optique. (Le vieux de 10 Mbit / s Ethernet est toujours installé et utilisé, mais ces réseaux ne fournissent pas la bande passante nécessaire pour certaines applications vidéo sur IP.)
La plupart des périphériques qui sont connectés à un réseau, tel qu’un ordinateur portable ou une caméra réseau, sont équipés d’une interface Ethernet 100BASE-TX/10BASE-T, plus communément appelé une interface 10/100, qui prend en charge les 10 Mbit / s et Fast Ethernet. Le type de câble à paires torsadées qui prend en charge Fast Ethernet est appelé un câble Cat-5.
Gigabit Ethernet
Gigabit Ethernet, qui peut également être fondée sur une paire torsadée ou fibre optique, offre un débit de données de 1000 Mbit / s (1 Gbit / s) et devient très populaire. Il devrait bientôt remplacer Fast Ethernet comme standard de facto. il le type de paire torsadée cabine qui prend en charge Gigabit Ethernet est un câble Cat-5e, où les quatre paires de fils torsadés du câble sont utilisés pour atteindre les débits de données élevés. Cat-5e ou catégories de câbles plus, sont recommandées pour les systèmes de vidéo sur IP. La plupart des interfaces sont compatibles avec 10 et 100 Mbit / s Ethernet et sont communément appelées interfaces 10/100/1000.
Pour la transmission sur de longues distances, les câbles de fibres telles que 1000BASE-SX (jusqu’à 550 m / 1.639 pieds) et 1000BASE-LX (jusqu’à 550 m avec des fibres optiques multimodes et 5.000 m avec fibres monomodes) peuvent être utilisées.
10 Gigabit Ethernet
10 Gigabit Ethernet est la dernière génération et offre un débit de données de 10 Gbit / s (10.000 Mbit / sJ. Et un câble à paire torsadée ou fibre optique peut être utilisé. 10GBASE-LX4, 10GBASE-ER et 10GBASE-SR basée sur une optique câble de fibre peut être utilisée pour couvrir des distances jusqu’à 10.000 m (6,2 miles). Grâce à une solution à paire torsadée, un câble de très haute qualité (Cat-6a ou Cat-7) est requise. 10 Gbit / s Ethernet est principalement utilisé pour dorsales à haut de gamme des applications nécessitant des débits élevés.
1.2 Commutateur
Quand seulement deux appareils ont besoin de communiquer directement entre eux via un câble à paire torsadée, un câble croisé soi-disant peut être utilisé. Le câble de liaison traverse simplement la paire de transmission sur une extrémité du câble avec la paire de réception à l’autre extrémité, et vice versa.
À de multiples dispositifs de réseau dans un réseau local, cependant, l’équipement réseau tel qu’un commutateur de réseau est nécessaire. Lorsque vous utilisez un commutateur réseau, un câble réseau normal est utilisé à la place d’un câble croisé.
La fonction principale d’un commutateur réseau est de transmettre les données d’un périphérique à un autre sur le même réseau. Il le fait de manière efficace puisque les données peuvent être adressées d’un appareil à un autre sans affecter d’autres appareils sur le même réseau.
Le fonctionnement est celui d’un commutateur enregistre l’adresse MAC (Media Access Control) de tous les dispositifs qui y sont connectés. (Chaque périphérique réseau possède une adresse MAC unique, qui est constitué d’une série de chiffres et de lettres est réglé par le fabricant et l’adresse se trouve souvent sur l’étiquette du produit) Lorsqu’un commutateur reçoit des données, il la transmet uniquement à la port qui est relié à un dispositif avec l’adresse MAC de destination approprié.
Commutateurs indiquent généralement leurs performances en taux par port et en fond de panier ou les taux internes (tant en débits et en paquets par seconde). Les débits des ports indiquent les taux maximaux sur des ports spécifiques. Cela signifie que la vitesse d’un commutateur, par exemple 100 Mbit / s, est souvent le rendement de chaque port.
Un commutateur réseau prend en charge normalement différents débits de données simultanément. Les taux les plus couramment utilisés à 10/100, support 10 Mbit / s et Fast Ethernet. Cependant, 10/100/1000 prennent rapidement le relais comme interrupteur standard, soutenant ainsi 10 Mbit / s, Fast Ethernet et Gigabit Ethernet simultanément. Le taux de transfert et de mode entre un port sur un switch et un périphérique connecté sont la télévision normale déterminée par auto-négociation, où le plus fort taux de données commune et le meilleur mode de transfert sont utilisés. Un commutateur permet en outre un dispositif connecté pour fonctionner en mode full-duplex, c’est à dire d’envoyer et de recevoir des données en même temps, d’où des performances accrues.
Commutateurs peuvent venir avec des fonctionnalités ou des fonctions différentes. Certains commutateurs comprennent la fonction d’un routeur. Un commutateur peut également soutenir Power over Ethernet ou la qualité de service, qui contrôle la quantité de bande passante utilisée par les différentes applications.
1.3 Puissance sur Ethernet
Power over Ethernet (PoE) offre la possibilité d’alimenter les dispositifs connectés à un réseau Ethernet avec alimentation à l’aide du même câble que pour la communication des données. Power over Ethernet est largement utilisé pour alimenter les téléphones IP, points d’accès sans fil et caméras de réseau dans un réseau local.
Le principal avantage de PoE est la réduction des coûts inhérents. L’embauche d’un électricien certifié et l’installation d’une ligne électrique séparée n’est pas nécessaire. Ceci est avantageux, en particulier dans les endroits difficiles à atteindre des zones. Le fait qu’aucun câble d’alimentation doit être installé peut sauver, en fonction de l’emplacement de la caméra, jusqu’à quelques centaines de dollars par appareil. Ayant PoE rend également plus facile de déplacer une caméra vers un nouvel emplacement, ou ajouter des caméras à un système de surveillance vidéo.
En outre, PoE peut faire un système de vidéo plus sûr. Un système de surveillance vidéo avec PoE peut être alimenté à partir de la salle des serveurs, ce qui est souvent soutenue par une UPS (Alimentation Un Puissance interruptible). Cela signifie que le système de surveillance vidéo peut être opérationnel même en cas de panne de courant.
En raison des avantages de PoE, il est recommandé de l’utiliser avec autant de dispositifs que possible. La puissance disponible à partir du commutateur PoE ou midspan devrait être suffisant pour les périphériques connectés et les appareils devraient soutenir la classification d’alimentation. Ceux-ci sont expliqués plus en détail dans les sections ci-dessous.
Norme 802.3af et PoE haute puissance
La plupart des périphériques PoE aujourd’hui conformes à la norme IEEE 802.3af, qui a été publié en 2003. La norme IEEE 802.3af utilise standards Cat-5 ou supérieur câbles, et veille à ce que le transfert de données n’est pas affectée. Dans la norme, le dispositif qui fournit l’énergie est appelée Power Sourcing Equipment (PSE). Cela peut être un commutateur PoE ou midspan. Le dispositif qui reçoit le courant est considéré comme un dispositif alimenté (PD). La fonctionnalité est normalement intégré dans un dispositif réseau comme une caméra réseau, ou fournis dans un séparateur autonome (voir ci-dessous).
Rétrocompatibilité avec les périphériques réseau non PoE compatible est garanti. La norme comprend une méthode permettant d’identifier automatiquement si un périphérique prend en charge PoE, et uniquement lorsque cela est confirmé volonté de puissance est fournie à l’appareil. Cela signifie également que le câble Ethernet est connecté à un commutateur PoE ne fournira pas l’alimentation si elle n’est pas connectée à un dispositif PoE. Ceci élimine le risque de recevoir une décharge électrique lors de l’installation ou câbler un réseau.
Dans un câble à paire torsadée, il ya quatre paires de fils torsadés. PoE pouvez utiliser « soit les deux paires de fils de rechange» », ou superposer le courant sur les paires de fils utilisés pour la transmission de données. Interrupteurs avec haut-PoE souvent fournir de l’électricité à travers les deux paires de fils utilisés pour le transfert de données, tandis que Midspans normalement utiliser les deux paires de rechange. Un PD prend en charge les options.
Selon la norme IEEE 802.3af, un PSE fournit une tension de 48 V cc avec une puissance maximale de 15,4 W par port. Considérant que la perte de puissance se déroule sur un câble à paire torsadée, seulement 12,95 W est garanti pour une maladie de Parkinson. La norme IEEE 802.3af spécifie diverses cotes de rendement pour les PD.
PSE tels que les commutateurs et midspans normalement fournir une certaine quantité d’énergie, typiquement de 300 W à 500 W. Sur un commutateur à 48 ports, cela signifierait 6 W à 10 W par port si tous les ports sont reliés à des dispositifs qui utilisent PoE. Sauf si la classification PD puissance de soutien, les 15,4 W complets doivent être réservés pour chaque port qui utilise PoE, ce qui signifie un interrupteur avec 300 W ne peut fournir de l’électricité sur 20 des 48 ports. Toutefois, si tous les dispositifs de laisser le commutateur de savoir qu’ils sont périphériques de classe 1, la 300 W sera suffisante pour alimenter tous les 48 ports.
Les caméras réseau fixes peuvent recevoir plus de puissance via PoE à l’aide de la norme IEEE 802.3af et sont normalement identifiés comme classe 1 ou 2 appareils. Avec IEEE 802.3at pré-standard ou PoE +, la limite de puissance sera augmentée à au moins 30 W via deux paires de fils à partir d’un PSE. Les spécifications finales sont encore à déterminer, et la norme devrait être ratifiée à la mi-2009.
En attendant, IEEE 802.3at pré-standard (High PoE) et les répartiteurs Midspan peut être utilisé pour les appareils tels que les caméras PTZ et des caméras dômes PTZ avec contrôle moteur. ainsi que les caméras avec chauffage et des ventilateurs qui nécessitent plus de puissance que ce qui peut être assuré par la norme IEEE 802.3af.
Midspans et les répartiteurs
Midspans et répartiteurs (également connu sous le nom répartiteurs actifs) sont des équipements qui permettent à un réseau existant pour soutenir Power over Ethernet.The mi-portée, ce qui ajoute de la puissance à un câble Ethernet, est placé entre le commutateur réseau et les appareils alimentés. Afin de s’assurer que le transfert de données n’est pas affectée, il est important de garder à l’esprit que la distance maximale entre la source des données (par exemple, un commutateur) et les produits vidéo IP n’est pas plus de 100 m (328 pi). Cela signifie que le mi-portée et séparateur actif (s) doit être placé à une distance de 100 m.
Un séparateur est utilisé pour diviser le courant et les données dans un câble Ethernet à deux câbles séparés, qui peuvent ensuite être reliées à un dispositif qui soutiennent pas intégré ha s pour le PoE. Depuis PoE ou High PoE ne fournit que 48 V DC, une autre fonction du séparateur est de se retirer de la tension au niveau approprié pour le périphérique, par exemple, 12 V ou 5 V. PoE et PoE midspan haute et répartiteurs sont disponibles à partir.
2. L’Internet
Pour envoyer des données entre un périphérique sur un réseau local à un autre périphérique sur un autre réseau local, un moyen de communication standard est nécessaire, car les réseaux locaux peuvent utiliser différents types de technologies. Ce besoin a conduit au développement de l’adressage IP et les nombreux protocoles basés sur IP pour communiquer sur Internet, qui est un système mondial de réseaux informatiques interconnectés. (LAN peut également utiliser des protocoles IP et l’adressage IP pour communiquer au sein d’un réseau local. Tout en utilisant des adresses MAC est suffisante pour la communication interne.) Avant l’adressage IP est discutée, certains des éléments de base de la communication Internet tels que les routeurs, pare-feu et les fournisseurs de services sont couverts ci-dessous.
Routeurs
Pour transmettre des paquets de données d’un réseau local à un autre réseau local via l’Internet, un équipement de réseau appelé routeur de réseau doit être utilisé. Un routeur informations itinéraires d’un réseau à l’autre en fonction des adresses IP. Il transmet uniquement les paquets de données qui doivent être envoyées à un autre réseau. Un routeur est le plus couramment utilisé pour la connexion à un réseau local à l’Internet. Traditionnellement, les routeurs ont été appelés passerelles.
Les pare-feu
Un pare-feu est conçu pour empêcher l’accès non autorisé ou d’un réseau privé. Les pare-feu peut être mis en œuvre à la fois matériel et logiciel, ou une combinaison des deux. On s’en sert souvent pour empêcher les utilisateurs non autorisés d’accéder aux réseaux privés connectés à Internet. Messages entrant ou sortant de l’Internet passent par le pare-feu, qui examine chaque message et bloque ceux qui ne répondent pas aux critères de sécurité.
Connexions Internet
Afin de connecter un réseau local à Internet, une connexion réseau via un fournisseur d’accès Internet (FAI) doit être établi. Lors de la connexion à l’Internet, des termes comme en amont et en aval sont utilisés. En amont décrit le taux de transfert avec laquelle les données peuvent être téléchargées à partir de l’appareil à l’Internet, par exemple, lorsque le signal vidéo est envoyé à partir d’une caméra réseau. Aval est la vitesse de transfert pour télécharger des fichiers; par exemple, lorsque la vidéo est reçu par un PC de surveillance.
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Technologie HD-CCTV
Publié le 28/01/2017 par sanilf chenLaisser un commentaire sur Technologie HD-CCTV
Interface numérique série (SDI) se réfère à une famille d’interfaces vidéo normalisés par SMPTE. Par exemple, l’UIT-R BT.656 et SMPTE 259M définir des interfaces vidéo numériques utilisés pour la diffusion vidéo de qualité. Une norme connexe, connu sous le nom haute définition d’interface numérique série (HD-SDI), est standardisé dans SMPTE 292M, ce qui offre un débit de données nominal de 1,485 Gbit / s.
Une interface émergents, communément connu dans l’industrie comme dual link HD-SDI et consistant essentiellement en une paire de liaisons 292M SMPTE, est standardisé dans SMPTE 372M, ce qui fournit une tension nominale 2,970 Gbit / s interface utilisée dans des applications (telles que le cinéma numérique ou HDTV 1080p) qui nécessitent une plus grande fidélité et la résolution que la norme HDTV peut fournir.
Une interface plus récente, 3G-SDI, composé d’un seul lien 2,970 Gbit / s de série, est standardisé dans SMPTE 424M qui va remplacer le dual link HD-SDI.
Ces normes sont utilisées pour la transmission des non compressé, non crypté signaux vidéo numériques (incluant éventuellement audio embarqué et / ou Time Code) dans les installations de télévision, ils peuvent également être utilisés pour les données par paquets. Ils sont conçus pour fonctionner sur de courtes distances (moins de 300m avec un câble coaxial.) En raison de leurs débits élevés, ils ne sont pas appropriés pour la transmission longue distance. SDI et HD-SDI sont actuellement uniquement disponible en équipement vidéo professionnel, les accords de licence différents, limitant l’usage des interfaces numériques non cryptés à un équipement professionnel, interdire leur utilisation dans les équipements grand public [citation nécessaire]. Il existe des kits différents mod pour lecteurs de DVD et autres appareils existants, qui permettent à un utilisateur d’ajouter une interface numérique série à ces dispositifs.
Les différentes séries de normes d’interface numérique tout usage (un ou plusieurs) des câbles coaxiaux avec connecteurs BNC, avec une impédance nominale de 75 ohms. C’est le même type de câble utilisé dans des configurations vidéo analogiques, ce qui rend plus facile pour les mises à jour éventuellement (si les câbles de qualité supérieure peut être nécessaire pour les longs aux débits plus élevés). L’amplitude du signal indiquée à la source est de 800 mV (± 10%) crête-à-crête, des tensions bien inférieures peuvent être évalués à la suite du récepteur à l’atténuation. Utilisant l’égalisation au niveau du récepteur, il est possible d’envoyer 270 Mbit / s SDI plus de 300 mètres sans utilisation de répéteurs [citation nécessaire], mais plus courts sont préférés. Le HD débits avoir une longueur maximale plus courte terme, de 100 mètres.
Non compressées signaux composants numériques sont transmises. Les données sont codées au format NRZI, et un registre à décalage à rétroaction linéaire est utilisé pour embrouiller les données pour réduire la probabilité que les longues chaînes de zéros ou celles qui seront présents sur l’interface. L’interface est auto-synchronisation et auto-synchronisés. Encadrement est fait par la détection d’un motif de synchronisation spéciale, qui figure sur la (en clair) du signal numérique en série à une séquence de dix celles qui sont suivies par une vingtaine de zéros (vingt celles suivies par quarante zéros en HD), ce modèle binaire est illégale partout autre dans les données utiles.
Nom standard Débits binaires
Formats vidéo par exemple
Standard Name Bitrates Example Video Formats
SMPTE 259M SD-SDI 270 Mbit/s, 360 Mbit/s, 143 Mbit/s, and 177 Mbit/s 480i, 576i
SMPTE 344M ED-SDI 540 Mbit/s 480p, 576p
SMPTE 292M HD-SDI 1.485 Gbit/s, and 1.485/1.001 Gbit/s 720p, 1080i
SMPTE 372M Dual Link HD-SDI 2.970 Gbit/s, and 2.970/1.001 Gbit/s 1080p
SMPTE 424M 3G-SDI 2.970 Gbit/s, and 2.970/1.001 Gbit/s 1080p
Les débits binaires
Plusieurs débits sont utilisés dans les signaux vidéo numérique série:
Pour les applications en définition standard, tel que défini par la norme SMPTE 259M, les débits possibles sont 270 Mbit / s, 360 Mbits / s, 143 Mbit / s et 177 Mbit / s. 270 Mbit / s est de loin le plus couramment utilisé, bien que le 360 Mbits / s interface (utilisé pour la définition standard écran large) est parfois rencontrée. Les 143 et 177 Mbit / s interfaces ont été utilisés pour la transmission de données vidéo composite (NTSC ou PAL) au format numérique et sont maintenant considérés comme obsolètes.
Pour les applications définition améliorée (surtout 525P), il ya plusieurs 540 Mbit / s interfaces définies, ainsi que sur une norme d’interface pour un dual-link 270 Mbit / s interface. Ceux-ci sont rarement rencontrées.
Pour applications HDTV, l’interface série numérique est défini par SMPTE 292M. Deux débits sont définis, 1,485 Gbit / s, et 1.485/1.001 Gbit / s. Le facteur de 1/1.001 est prévu pour permettre d’appuyer SMPTE 292M formats vidéo à des vitesses de 59,94 Hz, 29,97 Hz, 23,98 Hz et, dans le haut afin d’être compatible avec les systèmes existants NTSC. La version 1.485 Gbit / s de la norme prend en charge des taux de trame d’autres largement utilisé, y compris 60 Hz, 50 Hz, 30 Hz, 25 Hz et 24 Hz. Il est courant pour désigner collectivement les normes en utilisant un débit nominal de 1,5 Gbit / s.
Pour de très haute définition des applications, ce qui nécessite une plus grande résolution, le frame rate, ou la fidélité des couleurs de l’interface HD-SDI peut fournir, la norme SMPTE 372M définit l’interface dual link. Comme son nom l’indique, cette interface se compose de deux SMPTE 292M interconnexions fonctionnant en parallèle. En particulier, l’interface dual link prend en charge 10-bit, 4:2:2, formats 1080p à la cadence de 60 Hz, 59,94 Hz et 50 Hz, ainsi que la profondeur de couleur 12-bit, RGB encodage et 04h04 : 4 échantillonnage de couleur.
Un nominal de 3 Gbits / s interface (avec plus de précision, 2,97 Gbit / s, mais communément appelé « 3 gig») est normalisé par SMPTE, comme de Juin 2006 [mise à jour], les chipsets de cette interface sont en train de devenir disponibles. Il est destiné à soutenir l’ensemble des fonctions prises en charge par le double 1,485 Gbit / s interface, mais ne nécessite qu’un seul câble au lieu de deux.
SMPTE 292M définit une interface optique ainsi qu’une une propriété électrique; cette interface est largement considéré comme obsolète. 8-bit interface parallèle numérique est défini par l’UIT-R Rec. 601; c’est aussi obsolète (cependant, de nombreuses clauses dans les différentes normes en compte la possibilité d’une interface 8 bits).
Format des données
Dans les applications SD et ED, le format de données parallèle est défini à 10 bits de large, tandis que dans les applications haute définition, il est 20 bits de large, divisé en deux parallèles 10-bits des flux de données (appelé Y et C). Le flux de données SD est disposé comme ceci:
Cb Cr Y Y ‘Y Cb Cr Y’
tandis que les flux de données HD sont disposées comme ceci:
Y
Y Y Y Y Y Y Y Y ‘
C
Cb Cr Cb Cr Cb Cr Cb Cr
Pour toutes les interfaces numériques série (à l’exclusion des encodages obsolètes composites), le codage couleur native est de 4:2:2 format YCbCr. Le canal de luminance (Y) est codé à largeur de bande complète (13,5 MHz à 270 Mbit / s SD, ~ 75 MHz en HD), et les deux canaux de chrominance (Cb et Cr) sont sous-échantillonnée horizontalement, et codé à largeur de bande moitié (6,75 MHz ou 37,5 MHz). Le Y, Cr, Cb et des échantillons sont co-implantées (acquis à la même instance dans le temps), et l’échantillon Y ‘est acquis au moment mi-chemin entre deux échantillons Y adjacents.
Dans ce qui précède, Y désigne échantillons de luminance et de chrominance C des échantillons. Cr et Cb encore se référer aux rouges et bleus « différence de couleur » canaux, voir vidéo en composantes pour plus d’informations. Cette section ne traite que de l’encodage couleur natif du SDI; encodages autres couleurs sont possibles en traitant l’interface comme un générique 10-bit canal de données. L’utilisation de codages colorimétrie autres, et la conversion vers et à partir RVB colorimétrique, est discuté ci-dessous.
Vidéo charge utile (payload ainsi que des données de service) peut utiliser n’importe quel mot de 10 bits dans la gamme de 4 à 1019 (004 à 3FB en hexadécimal) inclusivement, les valeurs 0-3 et 1020-1023 (3FC – 3FF) sont réservés et peuvent n’apparaît nulle part dans la charge utile. Ces mots réservés ont deux buts, ils sont utilisés à la fois pour les paquets de synchronisation et les en-têtes de données auxiliaires.
Paquets de synchronisation
Un paquet de synchronisation (communément connu en tant que signal de référence de synchronisation ou TRS) se produit immédiatement avant le premier échantillon actif sur chaque ligne, et immédiatement après le dernier échantillon actif (et avant le début de la région de suppression horizontale). Le paquet de synchronisation est constitué de quatre mots 10-bit, les trois premiers mots sont toujours les mêmes – 0x3FF, 0, 0, le quatrième composé de 3 bits indicateurs, et aussi avec un code correcteur d’erreurs. En conséquence, il ya 8 paquets de synchronisation différents possibles.
Dans le HD-SDI dual link et les interfaces, les paquets de synchronisation doit se produire simultanément dans les deux Y et C flux de données. (Certains de retard entre les deux câbles dans une interface de liaison double est permis; équipement qui supporte liaison double est prévu pour amortir le lien principal afin de permettre à l’autre biellette de rattrapage). Dans l’affaire SD-SDI et définition des interfaces améliorées, il n’ya qu’un seul flux de données, et donc un seul paquet de synchronisation à la fois. Autre que la question du nombre de paquets apparaissent, leur format est le même dans toutes les versions de l’interface série numérique.
Les bits de drapeaux trouvés dans le quatrième mot (communément appelé le mot XYZ) sont connus comme H, F et V. Le bit H indique le début de la vierge horizontale, et des bits de synchronisation précédant immédiatement la région suppression horizontale doit avoir H définie sur une. De tels paquets sont communément appelés Fin de vidéo active, ou paquets EAV. De même, le paquet apparaissant immédiatement avant le début de la vidéo active est réglée H à 0, ce qui est le début de la vidéo active ou paquet SAV.
De même, le bit V est utilisé pour indiquer le début de la région de suppression verticale; EAV un paquet avec V = 1 indique la ligne suivante (lignes sont réputés pour commencer à EAV) fait partie de l’intervalle vertical, un paquet de EAV avec V = 0 indique la ligne suivante fait partie de l’image active.
Le bit F est utilisé dans des formats entrelacés et segmenté-trame pour indiquer si la ligne vient du premier ou du deuxième champ (ou segment). Dans les formats de balayage progressif, le bit F est toujours réglée à zéro.
Dans la définition de l’interface série numérique haute (et en dual-link HD), les mots de contrôle supplémentaires sont prévus pour augmenter la robustesse de l’interface. Dans ces formats, les quatre échantillons suivant immédiatement le paquet EAV (mais pas les paquets SAV) contient un champ de contrôle de redondance cyclique, et un indicateur de nombre de lignes. Le champ CRC fournit un CRC de la ligne précédente (CRC sont calculés séparément pour les cours d’eau et Y C), et peut être utilisé pour détecter des erreurs de bits dans l’interface. Le champ count ligne indique le numéro de ligne de la ligne actuelle.
Le CRC et le nombre de lignes ne sont pas fournis dans le SD et des interfaces ED. Au lieu de cela, un paquet de données auxiliaires spéciale connue sous le nom d’un paquet EDH peut éventuellement être utilisé pour fournir un contrôle CRC sur les données.
Ligne et l’échantillon de numérotation
Chaque échantillon dans un flux de données donné est attribué une seule ligne et le numéro de l’échantillon. Dans tous les formats, le premier échantillon immédiatement après le paquet SAV est attribué 0 numéro de l’échantillon, l’échantillon suivant est l’échantillon 1, tout le chemin jusqu’à la parole dans le paquet XYZ SAV suivante. Dans les interfaces SD, où il n’y a qu’un seul flux de données, l’échantillon est un échantillon 0e Cb; la première échantillon d’un échantillon Y, le deuxième échantillon d’un échantillon de Cr, et le troisième échantillon est un échantillon de la Y ‘; le motif se répète à partir de là. Dans les interfaces HD, chaque flux de données a son propre échantillon de numérotation – si l’échantillon du flux de données 0e Y représente l’échantillon Y, l’échantillon suivant l’échantillon Y ‘, etc De même, le premier échantillon dans le flux de données est Cb C, suivie par Cr, Cb suivie à nouveau.
Les lignes sont numérotées de façon séquentielle, en commençant à partir de 1, jusqu’à concurrence du nombre de lignes par trame du format indiqué (typiquement 525, 625, 750, ou 1125). Détermination de la ligne 1 est quelque peu arbitraire, mais il est clairement précisée par les normes pertinentes. 525-line dans les systèmes, la première ligne de vide vertical est la ligne 1, tandis que dans d’autres systèmes entrelacés (625 et 1125-line), la première ligne, après les transitions de bits à zéro F est la ligne 1.
Notez que les lignes sont réputés commencer à VAE, alors que l’échantillon zéro est l’échantillon suivant SAV. Cela donne le résultat quelque peu déroutant que le premier échantillon dans une ligne donnée de la vidéo 1080i est 1920 numéro de l’échantillon (l’échantillon EAV première fois en ce format), et la ligne se termine à l’exemple suivant 1919 (le dernier échantillon actif dans ce format). Notez que ce comportement diffère quelque peu des interfaces vidéo analogiques, où la transition de ligne est réputé se produire à l’impulsion de synchronisation, qui se produit à peu près à mi-chemin à travers la région de suppression horizontale.
Données auxiliaires
Comme SMPTE 259M, SMPTE 292M supporte la norme SMPTE 291M de données annexes. Données auxiliaires est fourni en standard pour le transport non-video charge utile dans un signal numérique en série, il est utilisé pour des choses telles que l’audio intégré, sous-titrage, le code temporel et d’autres types de métadonnées. Les données de service est indiqué par un paquet de 3-mot constitué de 0, 3FF, 3FF (à l’opposé de l’en-tête de paquet de synchronisation), suivi d’un code d’identification à deux mot, un mot de comptage de données (indiquant 0 à 255 mots de charge utile), la charge utile réelle, et une somme de contrôle d’un mot. Autre que de leur utilisation dans l’en-tête, les codes interdites à charge vidéo sont également interdites à la charge utile de données auxiliaires.
Les applications spécifiques des données auxiliaires incluent l’audio intégré, EDH, VideoPID et SDTI.
Dans les applications dual link; données auxiliaires se trouve principalement sur la liaison primaire, le lien secondaire doit être utilisé pour les données auxiliaires seulement si il n’ya pas de place sur la liaison primaire. Une exception à cette règle est le paquet VideoPID, les deux liens doivent avoir un cadeau paquet valide VideoPID.
Audio intégré
Tant la HD et SD interfaces série pour fournir 16 canaux d’audio embarqué. Les deux interfaces utilisent différentes méthodes d’encapsulation audio – SD utilise la norme SMPTE 272M, alors que HD utilise la norme SMPTE 299M. Dans les deux cas, un signal SDI peut contenir jusqu’à seize canaux audio (8 paires) embarqués 48 kHz, 24 bits canaux audio avec la vidéo. En règle générale, 48 kHz, 24-bit (20-bit SD) PCM audio est stocké, d’une manière directement compatible avec le AES3 interface audio numérique. Ceux-ci sont placés dans les périodes (horizontale) d’obturation, lorsque le signal SDI porte rien d’utile, puisque le récepteur génère ses propres signaux de suppression des TRS.
Dans les applications à double liaison, 32 canaux audio sont disponibles, chaque lien peut transporter 16 canaux.
EDH
Que l’interface ne comporte pas de définition standard de la somme de contrôle CRC, ou autre vérification de l’intégrité des données, un EDH (Détection des erreurs et manutention) paquet peut être éventuellement placée dans l’intervalle vertical du signal vidéo. Ce paquet comprend des valeurs CRC à la fois pour l’image active et l’ensemble du champ (à l’exclusion des lignes à commutation qui peuvent se produire, et qui ne doit pas contenir des données utiles), l’équipement peut calculer leur propre CRC et le comparer avec le CRC reçu pour détecter des erreurs.
EDH est généralement utilisé avec l’interface de définition standard, la présence de mots CRC dans l’interface HD font des paquets EDH inutile.
VideoPID
VideoPID (ou identifiant de charge utile vidéo) les paquets sont de plus en plus utilisé pour décrire le format vidéo. Dans les premières versions de l’interface série numérique, il était toujours possible de déterminer de façon unique le format vidéo en comptant le nombre de lignes et des échantillons entre H et V dans les transitions TRS. Avec l’introduction d’interfaces de liaison double, et segmentée à ossature de normes, ce n’est plus possible; donc la norme VideoPID (défini par SMPTE 352m) offre un moyen unique d’identifier sans ambiguïté et le format de la charge utile vidéo.
Vidéo charge utile et de suppression
La partie active du signal vidéo est définie comme étant les échantillons qui suivent un paquet SAV, et précéder le paquet suivant EAV; où le correspondant EAV et SAV paquets ont le bit V réglé sur zéro. Il est dans la partie de connexion que l’information d’image réelle est stockée.
[Modifier] Couleur encodage
Plusieurs codages de couleurs sont possibles dans l’interface série numérique. La valeur par défaut (et le cas le plus fréquent) est 10-bits de données vidéo codées linéairement échantillonnés en YCbCr 4:2:2. (YCbCr est une représentation numérique de l’espace de couleur YUV). Des échantillons de vidéo sont stockés comme décrit ci-dessus. Des mots de données correspondent à des niveaux de signal respectifs des appareils vidéo, comme suit:
* La luminance (Y) de canal est définie de telle sorte qu’un niveau de signal de 0 mV est associé le mot de code 64 (40 hex), et 700 millivolts (pleine échelle) est associé au mot de code 940 (3AC hex).
* Pour les canaux de chrominance, 0 mV est associé au mot de code 512 (200 hex),-350mV est affecté un mot de code de 64 (40 hex), et +350 mV est affecté un mot de code de 960 (3C0 hex).
Notez que la mise à l’échelle de la luminance et la chrominance canaux ne sont pas identiques. Le minimum et le maximum de ces fourchettes représentent les limites du signal privilégiées, même si la charge utile vidéo peut s’aventurer dehors de ces plages (à condition que les mots de code réservés de 0-3 et 1020-1023 ne sont jamais utilisés pour la charge utile vidéo). En outre, le signal analogique correspondant peut-être encore des excursions en dehors de cette plage.
Comme YPbPr (et YCbCr) sont tous deux dérivés de l’espace colorimétrique RVB, un moyen de conversion n’est requise. Il ya trois colorimetries généralement utilisés avec la vidéo numérique:
* Les applications SD et ED utilisent généralement une matrice colorimétrie spécifié dans ITU-R Rec. 601.
* La plupart des applications HD, Dual Link, et 3Gb utiliser une matrice différente, spécifié dans ITU-R Rec. 709.
* Les normes 1035-line HD SMPTE 260M spécifiées par (principalement utilisé au Japon et maintenant en grande partie considérée comme obsolète), a utilisé une matrice de colorimétrie spécifié par SMPTE 240M. Cette colorimétrie est aujourd’hui rarement utilisé, car les formats 1035-line ont été remplacées par 1080-formats en ligne
Encodage de la couleur Autres
Le lien double et 3 Gbit / s interfaces plus supporter de multiples encodages autres couleurs en plus YCbCr 4:2:2, à savoir:
* 4:2:2 et YCbCr 4:4:4, avec un alpha en option (utilisée pour la chroma keying) ou de données (utilisé en cas de non-video charge utile) canal
* RGB 4:4:4, également avec un canal alpha en option ou de données
* YCbCr 4:2:2, 4:4:4 YCbCr, et RGB 4:4:4, avec 12 bits de l’information de couleur par échantillon, au lieu de 10. A noter que l’interface elle-même est toujours 10 bits, les bits supplémentaires par 2 canaux sont multiplexés en un supplément de 10-bit de canal sur la deuxième liaison.
Si un codage RVB est utilisé, les trois couleurs primaires sont tous codés de la même façon que le canal Y; une valeur de 64 (40 hex) correspond à 0 mV, et 940 (3AC hex) correspond à 700mV
12-bit applications sont réduites d’une façon similaire à leurs homologues 10-bit, les deux bits supplémentaires sont considérés comme des LSB.
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Pour des portions des régions verticaux et horizontaux étanches qui ne sont pas utilisées pour les données auxiliaires, il est recommandé que les échantillons de luminance être attribué le 64 mot de code (40 hex), et les échantillons chroma être affecté 512 (200 hex); tous deux correspond à 0 mV. Il est permis de coder l’information analogique intervalle vertical (comme le code temporel à intervalle vertical ou verticales des signaux de test d’intervalle) sans casser l’interface, mais un tel usage n’est pas standard (et des données auxiliaires est le moyen privilégié de transmission de métadonnées). Conversion de synchronisation analogique et signaux de salve en numérique, en revanche, n’est pas recommandé – et n’est pas non plus nécessaire dans l’interface numérique.
Les formats vidéo supportés
Les différentes versions de l’interface numérique série soutenir de nombreux formats vidéo.
* Le 270 Mbit / s interface prend en charge à 525 lignes, la vidéo entrelacée à un taux 59,94 champ Hz (29,97 cadence Hz), et 625 lignes, 50 Hz entrelacé vidéo. Ces formats sont très compatibles avec les systèmes NTSC et PAL-B/G/D/K/I respectivement, et les termes NTSC et PAL sont souvent (à tort) utilisé pour se référer à ces formats. (NTSC et PAL sont composites schémas de codage couleur et l’interface numérique série – autre que la obsolète 143 Mbit / s et 177 Mbit / s formes, est une norme de composant).
* Le 360 Mbits / s interface prend en charge 525i et 625i grand écran. Il peut également être utilisé pour soutenir 525p, si un échantillonnage 4:2:0 est utilisé.
* Les 540 différents Mbit / s interfaces en charge les formats 525p et 625p.
* Le nominal de 1,5 Gbit / s interfaces en charge les formats les plus élevés définition. Les formats supportés incluent 1080/60i, 1080/59.94i, 1080/50i, 1080/30p, 1080/29.97P, 1080/25p, 1080/24p, 1080/23.98P, 720/60p, 720/59.94p, et 720 / 50p. En outre, il existe plusieurs formats 1035i (une norme de télévision japonaise obsolète), la demi-largeur de bande 720p normes telles que 720/24p (utilisé dans certaines applications de conversion de films et inhabituel parce qu’il a un nombre impair d’échantillons par ligne [citation nécessaire] ) et divers (1080PsF progressive, cadre segmenté) formats. Progressive segmentés formats cadres apparaissent comme entrelacé vidéo, mais contiennent de la vidéo qui est à balayage progressif. Ceci est fait pour supporter des moniteurs et des téléviseurs analogiques, dont beaucoup sont incapables de verrouillage à taux faibles sur le terrain telles que 30 Hz et 24 Hz.
* Le dual link HD 1080/60p interface prend en charge, 1080/59.94P, et 1080/50p, ainsi que l’encodage 04:04:04, plus grande profondeur de couleur, RVB codage, les canaux alpha, et des résolutions non standard (souvent rencontrées en infographie ou le cinéma numérique).
[Modifier] interfaces connexes
En plus de l’interface série numérique régulière décrit ici, il ya plusieurs autres interfaces similaires qui sont similaires à, ou sont contenus dans une interface série numérique.
Il s’agit d’une spécification élargie appelé SDTI (Serial Interface Transport de données), ce qui permet des flux compressés vidéo (c.-à-DV, MPEG et autres) pour être transporté sur une ligne SDI. Cela permet de multiples flux vidéo dans un seul câble ou plus rapide que temps réel (2x, 4x, …) la transmission vidéo. Une norme connexe, connu sous le nom HD-SDTI, offre des possibilités similaires sur une interface SMPTE 292M.
L’interface SDTI est spécifié par SMPTE 305M. L’interface HD-SDTI est spécifié par SMPTE 348m.
349m SMPTE
La norme SMPTE 349m: Transport de Autres formats de l’image source par SMPTE 292M, spécifie un moyen d’encapsuler les formats vidéo non standard et bas-débit au sein d’une interface HD-SDI. Cette norme permet, par exemple, plusieurs standards indépendants des signaux vidéo haute définition à être multiplexés sur une interface HD-SDI, et transmis vers le bas un fil. Cette norme ne se contente pas d’ajuster le calendrier EAV et SAV pour répondre aux exigences des formats faible débit binaire, au contraire, il fournit un moyen par lequel un format SDI entier (y compris les mots de synchronisation, des données auxiliaires, et la charge utile vidéo) peut être encapsulé et transmises sous forme de données utiles ordinaire dans un flux de 292M.
G.703
La norme G.703 est une autre interface numérique à grande vitesse, conçu à l’origine pour la téléphonie.
Références
1. ^ Charles A. Poynton (2003). Vidéo numérique et la TVHD. Morgan Kaufmann. ISBN 1558607927.
2. ^ Interface numérique manuel Par Francis Rumsey, John Watkinson
Normes
Société * of Motion Picture et Television Engineers: SMPTE 274M-2005: Structure Sample Image, représentation numérique et numérique des séquences de référence de synchronisation pour les tarifs d’image multiples
Société * of Motion Picture et Television Engineers: SMPTE 292M-1998: Bit-Serial Digital Interface pour la télévision haute définition
Société * of Motion Picture et Television Engineers: SMPTE 291M-1998: données par paquets auxiliaires et mise en forme spatiale
Société * of Motion Picture et Television Engineers: SMPTE 372M-2002: Interface Dual Link 292M pour 1920 Raster Image x 1080
Liens externes
* Normes de SMPTE
* HDcctv Alliance (organisation de la sécurité soutenant SDI pour la surveillance de la sécurité)