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高清攝像機的關鍵技術分析
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摘要: 隨著安防市場高清化的來臨,市場上出現的高清產品也是越來越多,介紹了高清攝像機的關鍵技術及技術難點。
Abstract:
Key words :

  隨著安防市場高清化的來臨,市場上出現的高清產品也是越來越多,用戶的選擇也是越來越多,選擇多了雖然是好事,用戶就可以貨比三家。但是,隨著產品的增多,這些產品中必然會有一些質量不過關,或者是性能達不到用戶期望程度的產品,再加上好多用戶對于高清產品不是特別的了解,在選擇的時候容易出現差錯,或者是被商家忽悠,導致用戶購買的高清產品達不到預期的使用效果。

  高清攝像機的關鍵技術

  HD-SDI或IP高清攝像機一般由如下主要部分組成如下:

  1、攝像機CCD或CMOS 成像器件,完成光學圖像轉換為電學信號,輸出電子圖像信號。

  2、AFE,模擬前端,用于CCD 成像時,將CCD 圖像信號數字化,并產生CCD控制時序。而對于CMOS型成像器件,可直接輸出數字信號,故不需要AFE模擬前端。

  3、CPU為整個高清攝像機核心器件,其主要完成圖像信號處理(Image Signal Processor)和圖像信號編解碼(編解碼為MPEG4、H.264 標準圖像數據等)。早期的CPU即DSP(Digital Signal Processor),主要完成圖像信號處理,如:透鏡校正、Gamma 校正、邊緣校正、自動曝光、自動聚焦、自動黑白平衡、防抖動等處理及控制。

  這其中IP高清攝像機的CPU還要完成圖像的編碼壓縮,再經IP網絡口輸出,而HD-SDI高清攝像機不經編碼壓縮即以原始數字信號經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系統控制及計算,充作整個系統的中央處理器。

  4、存儲接口:存儲主要是指存儲卡/硬盤等數據存儲。

  5、信號輸出接口:HDMI為高清數字多媒體接口,支持5Gpbs 以上高速信號傳輸速率,為民用消費電子接口;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字音視頻信號傳輸,是專業標準。其早期支持標清數字電視信號的270Mbps速率,已發展到傳輸1.485Gbps 高清數字電視信號,再發展到當前的2.97Gbps 高速信號,用于傳輸RGB 24bit 以上高清數字電視信號。

  從上述對高清攝像機系統介紹可知,專業高清攝像機涉及到以下主要難點和當前業界先進技術。

  1、高分辨率光學鏡頭集成,高清攝像機必須搭配高分辨率(高達真正千萬像素)和廣角的光學鏡頭,在光學變焦等方面,均為當前技術最前沿。

  2、圖像信號處理,在光學信號轉換為電學信號時,需要進行信號處理,以便獲得較高的圖像質量,降低各種干擾和雜聲等。以白平衡、自動曝光、自動聚焦、防抖動等為代表的幾個技術是圖像信號處理技術的幾個方面。

  3、高速電子圖像信號的接收、處理和傳輸,高清攝像機在光電轉換后,所得信號均為高速電子信號,這要求信號接收、處理和傳輸等環節,均需要考慮電磁兼容和隔離措施。

  4、高清視頻壓縮,高清攝像機由于其視頻信號速率高,數據量大,必需采用當前先進的視頻壓縮技術,如H.264 等,才能滿足存儲和網絡傳輸需求。

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