分析高清攝像機(jī)組成關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)
來源:慧聰安防網(wǎng) 作者:windy 編輯:數(shù)字音視工程 2011-03-03 00:00:00 加入收藏
高清攝像機(jī)從早期的720P分辨率已逐步發(fā)展到當(dāng)前的全高清階段,即支持1080P制式。高清攝像機(jī)與早期的標(biāo)清攝像機(jī)相比,存在以下明顯區(qū)別和發(fā)展。
1、視頻監(jiān)控標(biāo)清攝像機(jī)輸出模擬信號(hào),而高清攝像機(jī)基本為數(shù)字信號(hào)。在標(biāo)清模擬信號(hào)數(shù)字化后,存在Interlace現(xiàn)象,一般而言,標(biāo)清的數(shù)字視頻信號(hào)其圖像效果,無論主觀還是客觀指標(biāo),都不如原模擬信號(hào),模擬視頻信號(hào)數(shù)字化僅僅解決網(wǎng)絡(luò)傳輸和硬盤存儲(chǔ)等客觀需求。而高清攝像機(jī)信號(hào)本質(zhì)上為數(shù)字信號(hào),不存在模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)的問題。圖像分辨率的大幅提升,帶來技術(shù)上量變到質(zhì)變的飛躍,可大幅提升視頻主客觀效果,圖質(zhì)更加接近自然本色。
2、隨著視頻尺寸向著高清演進(jìn),對(duì)攝像機(jī)CPU(DSP)處理能力的要求大幅提升,并高于圖像像素分辨率提高的比例,這是標(biāo)清無法比擬的。
3、由于高清攝像機(jī)本身輸出數(shù)字化視頻信號(hào),傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)應(yīng)用模式將發(fā)生重大變化。標(biāo)清攝像機(jī)必需配合DVS/DVR等,而高清攝像機(jī)可直接完成視頻的編解碼,這樣,高清系統(tǒng)將更加地被簡(jiǎn)化和集成。
HD-SDI或IP高清攝像機(jī)一般由如下主要部分組成如下:
1、攝像機(jī)CCD或CMOS成像器件,完成光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào),輸出電子圖像信號(hào)。
2、AFE,模擬前端,用于CCD成像時(shí),將CCD圖像信號(hào)數(shù)字化,并產(chǎn)生CCD控制時(shí)序。而對(duì)于CMOS型成像器件,可直接輸出數(shù)字信號(hào),故不需要AFE模擬前端。
3、CPU為整個(gè)高清攝像機(jī)核心器件,其主要完成圖像信號(hào)處理(ImageSignalProcessor)和圖像信號(hào)編解碼(編解碼為MPEG4、H.264標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)等)。早期的CPU即DSP(DigitalSignalProcessor),主要完成圖像信號(hào)處理,如:透鏡校正、Gamma校正、邊緣校正、自動(dòng)曝光、自動(dòng)聚焦、自動(dòng)黑白平衡、防抖動(dòng)等處理及控制。
這其中IP高清攝像機(jī)的CPU還要完成圖像的編碼壓縮,再經(jīng)IP網(wǎng)絡(luò)口輸出,而HD-SDI高清攝像機(jī)不經(jīng)編碼壓縮即以原始數(shù)字信號(hào)經(jīng)HDMI或HD-SDI口輸出。總體說,CPU除圖像處理和編碼功能外,還要完成高清攝像機(jī)系統(tǒng)控制及計(jì)算,充作整個(gè)系統(tǒng)的中央處理器。
4、存儲(chǔ)接口:存儲(chǔ)主要是指存儲(chǔ)卡/硬盤等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
5、信號(hào)輸出接口:HDMI為高清數(shù)字多媒體接口,支持5Gpbs以上高速信號(hào)傳輸速率,為民用消費(fèi)電子接口;HD-SDI為高速串行接口,符合SMPTE組織制定的用于影視演播室的數(shù)字音視頻信號(hào)傳輸,是專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其早期支持標(biāo)清數(shù)字電視信號(hào)的270Mbps速率,已發(fā)展到傳輸1.485Gbps高清數(shù)字電視信號(hào),再發(fā)展到當(dāng)前的2.97Gbps高速信號(hào),用于傳輸RGB24bit以上高清數(shù)字電視信號(hào)。
從上述對(duì)高清攝像機(jī)系統(tǒng)介紹可知,專業(yè)高清攝像機(jī)涉及到以下主要難點(diǎn)和當(dāng)前業(yè)界先進(jìn)技術(shù)。
1、高分辨率光學(xué)鏡頭集成,高清攝像機(jī)必須搭配高分辨率(高達(dá)真正千萬像素)和廣角的光學(xué)鏡頭,在光學(xué)變焦等方面,均為當(dāng)前技術(shù)最前沿。
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