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    高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的設(shè)計(jì)方案和圖像處理方案致

    2018-06-04 02:44:39 瀏覽次數(shù):
    現(xiàn)在市面上的高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)已經(jīng)形成以百萬(wàn)像素為基礎(chǔ),200萬(wàn)像素,300萬(wàn)像素為先導(dǎo)的多元化產(chǎn)品格局。一臺(tái)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)主要由視頻采集、視頻編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葞撞糠纸M成。一臺(tái)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以被看作一臺(tái)高清攝像機(jī)和一臺(tái)電腦的結(jié)合體。它通過CMOS/CCD感光器進(jìn)行逐行掃描,將光信號(hào)直接能夠捕獲影像并通過SoC單芯片處理,直接通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,從而使用戶能夠通過標(biāo)準(zhǔn)的基于IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架在本地或者遠(yuǎn)程地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)觀看、存儲(chǔ)和管理高清視頻數(shù)據(jù)。
     
     
     
     
     
    高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以核心部件的圖像傳感器(ImageSensor)做分類的話,主要有CCD和CMOS兩種。其中CMOS又細(xì)分為傳統(tǒng)的CMOS和ExmorCMOS即背照式CMOS.CCD和CMOS就基本結(jié)構(gòu)和工作原理來說,區(qū)別如下: CCD是ChargeCoupledDevice(電荷耦合器件)的縮寫,它是一種半導(dǎo)體成像器件,CCD電荷耦合器存儲(chǔ)的電荷信息,需在同步信號(hào)控制下一位一位地實(shí)施轉(zhuǎn)移后讀取,電荷信息轉(zhuǎn)移和讀取輸出需要有時(shí)鐘控制電路和三組不同的電源相配合,整個(gè)電路較為復(fù)雜。
    CMOS是ComplementaryMetal-OxideSemiconductor(互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體)的縮寫,和CCD一樣同為在高清攝像機(jī)中可記錄光線變化的半導(dǎo)體,CMOS光電傳感器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后直接產(chǎn)生電流(或電壓)信號(hào),信號(hào)讀取十分簡(jiǎn)單,兩者的特點(diǎn)如下。
    CCD電荷耦合器需在同步時(shí)鐘的控制下,以行為單位一位一位地輸出信息,速度較慢;
    CMOS光電傳感器采集光信號(hào)的同時(shí)就可以取出電信號(hào),還能同時(shí)處理各單元的圖像信息,速度比CCD電荷耦合器快很多;
    CCD電荷耦合器大多需要三組電源供電,耗電量較大;
    CMOS光電傳感器只需使用一個(gè)電源,耗電量非常小,CMOS光電傳感器在節(jié)能方面具有很大優(yōu)勢(shì)。
    高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的"大腦":核心處理芯片
    高清IPC的設(shè)計(jì)方案很多,但從架構(gòu)上來看,主要包括兩種:其一,采用CCD/CMOS傳感器作為圖像采集設(shè)備,配套提供實(shí)現(xiàn)圖像處理和編碼功能的SoC芯片;其二,采用前端攝影機(jī)模塊,作為圖像采集設(shè)備,和一個(gè)通用的ASIC或DSP進(jìn)行編碼和傳輸。由于第一種架構(gòu)設(shè)計(jì)靈活,廣泛被廠家采用。
    在圖像處理方面有三種實(shí)現(xiàn)方案:第一種方案采用專用的ISP處理芯片和編碼處理部分,該方案較靈活,采用專用的ISP芯片穩(wěn)定性好,能夠保證圖像的質(zhì)量;第二種方案采用集成ISP的編碼芯片,該方案靈活性次于第一種方案,且專用的ISP處理芯片穩(wěn)定性雖高,但圖像質(zhì)量一般、成本較高;第三種方案采用FPGA等芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理及編碼功能,該方案靈活性最強(qiáng),但是穩(wěn)定性差、成本最高、圖像質(zhì)量難于保證。專用ISP方案設(shè)計(jì)靈活、性價(jià)比高、可以保證圖像的質(zhì)量,適用于高清IPC的設(shè)計(jì)。
    說到IPC網(wǎng)絡(luò)模組就不得不說目前市場(chǎng)上比較高端的安霸A5S這款芯片在圖像編碼部分做了大量?jī)?yōu)化,既保證了穩(wěn)定性又解決了圖像質(zhì)量一般的問題 從而提高了產(chǎn)品成本 相對(duì)于市場(chǎng)上的TI 海思這些產(chǎn)品來說 性價(jià)比更高 因?yàn)榘舶訟5s方案更突出了圖像更清晰(全高清) 廣播級(jí)優(yōu)質(zhì)畫質(zhì) 穩(wěn)定性更高 功耗更低等特點(diǎn) 我們更深一步對(duì)安霸進(jìn)行提升 從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品靈活性更高和在視頻監(jiān)控領(lǐng)域更智能化的解決方案。
     
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