智慧空間 - Powered by Discuz! Board

標題: 高清監控攝像機的組成與關鍵技術分析 [打印本頁]

作者: qib 時間: 2012-4-25 09:45 標題: 高清監控攝像機的組成與關鍵技術分析

進入2012年，高清已經實實在在的來到了我們身邊，對于高清，您又了解多少，下面就讓我們簡單的介紹下高清攝像機的組成部分，這里著重講述HD-SDI或IP高清攝像機為主!

高清攝像機的組成

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(ImageSignalProcessor)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(DigitalSignalProcessor)，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RGB24bit以上高清數字電視信號。

高清攝像機關鍵技術分析

一、系統必須高清

高清晰度攝像機除了前端安裝和選材必須注意外，還必須有傳輸系統，中間系統和終端顯示系統的配合使用才能達到高清晰度的實際效果。

就傳輸系統而言，視頻圖像的傳送一般會選擇同軸電纜、雙絞線、UTP線(即網絡傳輸)、無線傳輸、光纜傳輸等方式，不管采用哪種方式傳輸，必須使圖像從前端傳輸到后端的整個系統中的各個環接的帶寬>6M，這樣才能保證圖像達到高清晰度的要求，并符合工程及技防檢測上的要求。一般情況下同軸電纜超過150米或200米時圖像質量會明顯下降，這是由于同軸電纜自身的特性造成的，故必須采取各種措施保證其終端帶寬不小于6M，必要時要給予加視頻補償放大器來解決，一般的視頻放大器的作用不大。其補償的指標應保證高頻補償量、幅頻特性、信噪比、共模抑制比、微分相位失真度、色度亮度延遲、色度寬度增益等都達到使相關線纜損耗或衰減造成的缺陷得到補償，從而保證進入系統的圖像的高清晰度。
目前，由于銅纜的價格不斷上升，視頻圖像采用光纜傳送的成本不斷下降，在較長距離或多幅圖像的傳輸中，采用光纜傳送不失為一舉多得的方案被廣泛采用。由于光纜的帶寬大、衰減小、高抗干擾、體積小、保密性強等特點，可較好保證圖像傳送的各項指標。當采用其他方式傳送圖像時，也必須保證通道的帶寬。

高清晰度的圖像還必須要靠好的終端顯示設備來表現在人的視覺面前的，故最好選擇逐行掃描監視器。因為在實際使用中隔行掃描監視器的圖像閃爍嚴重，容易使人產生視覺疲勞。若監視器的清晰度低則同樣達不到整體清晰度的要求。因為監視器的清晰度時由監視器、視頻通道的帶寬和顯像管的點距、會距所決定的。據資料顯示，其通道帶寬與清晰度之間的折算理論上限為1M/80線左右，若再考慮高清晰度時的視頻信號幅度下降因素，要達到顯示400線的視頻圖像，則監視器清晰度指標按經驗應采用600線以上的機器。

為配合高清晰度攝像機的使用，中間處理設備，包括矩陣、硬盤錄像機，視頻服務器、各種視頻編碼器等等都必須滿足帶寬和圖像壓縮的要求，才能使高清晰度攝像機充分發揮其內在的作用。光靠使用高清晰度攝像機而忽視其他配套設備的選用是達不到真正目的的。

二、關鍵技術與因素

目前在市場上銷售的高清晰攝像機主要水平分辨率標稱500線、520線、530線、540線、550線等數種。其實有部分480TVL和540TVL攝像機的CCD是基本相同的，主要是視頻數字處理芯片(DSP)不同。有些廠商具有強大的研發能力，他們研發出15?16位(比特)的視頻數字處理芯片，比起市場上480TVL攝像機的SONY10位(比特)芯片有更強的數據處理能力和更快的圖像處理速度。

由于芯片采用15?16位數據總線，內建精密的邏輯處理電路，具有強大快速精確圖像處理能力，內置像素增強單位，全面兼容市場上SONY、夏普、松下等CCD，可以使普通高清晰度CCD圖像采集達到540TLV以上的高清晰度，同時還具有超高速數據運算能力，能實行超寬的白平衡補償范圍和零色滾動。由于這些攝像機可以保證以540TVL以上的水平分辨率來傳遞彩色圖像，當然比市場上采用SONY10位(比特)芯片的480TVL攝像機更受歡迎。

高清晰攝像機主要是體現在畫面的清晰度上，要做到畫面的清晰度，不僅僅是一個水平分辨率達到540TVL就行了，必須在超寬動態、自動白平衡、圖像的銳利度調整、超級數字降噪(信噪比)、智能數字自動測光補償、亮度信號、彩色信號邊緣補正、損壞象素自動調整與恢復、色彩調整、寬動態范圍等指標上有集中體現。只有達到這些綜合性的要求才能算得上是高清晰度攝像機。

單就分辨率來講，當然540TVL比520TVL和480TVL來得更好。較高端的高清晰度攝像機必須要處理伽瑪修正問題，據相關資料顯示伽瑪修正是產生高質量圖像的重要技術，多數CRT管只有1/0.45=2.22的伽瑪曲線，而液晶顯示屏的伽瑪曲線只有1/0.3=3.33，由此可見一個高質量的線性視頻信號送到CRT來顯示時，由于80%的流明被壓縮成只有30%的灰度等級而剩下較差的圖像。景物變得模糊和黑暗，和人眼看到的完全不同。
為了克服CRT管這種天然的物理特性，視頻必須在送到CRT之前進行伽瑪修正，在黑暗區域必須放大伽瑪曲線底線到0.45，而2.22x0.45=1，此時才能在CRT屏幕上取得1：1的影像。由此可見，在伽瑪修正過程中，數字信號處理器必須提供大于2.22倍以上的信息。較好的伽瑪修正方法是使用12位的數字信號處理器，8位作為數字信號處理，4位用作修正，使其產生完美的圖像。當然15?16位的芯片將更出色，而常規的攝像機只用10位數字處理芯片，只能提供12位的修正，結果黑暗區域的圖像將丟失部分灰度和色彩轉換信息。所以DSP芯片的處理能力和比特數也是我們在選擇和辨別高清晰度攝像機的重要指標之一。
安防監控網

作者: zhihuichegnshi 時間: 2012-4-25 10:07

高清晰度攝像機除了前端安裝和選材必須注意外，還必須有傳輸系統，中間系統和終端顯示系統的配合使用才能達到高清晰度的實際效果。

歡迎光臨智慧空間 (http://www.koensha.com/bbs/)

曰本色黄a大片免费