分析高畫質攝像機方案重點

renan2014發表於2014-06-28

 

高畫質監控Image Sensor是樞紐  

    IP高畫質攝像機從本意上講超越了傳統常用的模擬。現在市道市情上的高畫質監控攝像機已經形成以百萬畫素為基礎,200萬畫素,300萬畫素為先導的多元化產品格式。一臺IP高畫質網攝像機主要由影片採集、影片編碼、網路傳輸等幾部門組成。一臺IP高畫質攝像機可以被看作一臺高畫質攝像機和一臺電腦的結合體。它透過CMOS/CCD感光器進行逐行掃描,將光訊號直接能夠捕捉影像並透過SoC單晶片處理,直接透過IP網路進行傳輸,從而使使用者能夠透過尺度的基於IP網路基礎構架在本地或者遠端地點實現觀看、儲存和治理高畫質影片資料。

 

 

   IP高畫質攝像機以核心部件的影像感測器(Image Sensor)做分類的話,主要有CCD和CMOS兩種。其中CMOS又細分為傳統的CMOS和Exmor CMOS即背照式CMOS。CCD和CMOS就基本結構和工作原理來說,區別如下:

 

   CCD是 Charge Coupled Device(電荷耦合器件)的縮寫,它是一種半導體成像器件,CCD電荷耦合器儲存的電荷資訊,需在同步訊號控制下一位一位地實施轉移後讀取,電荷資訊轉移和讀取輸出需要有時鐘控制電路和三組不同的電源相配合,整個電路較為複雜。

 

   CMOS是Complementary Metal-Oxide Semiconductor(互補性氧化金屬半導體)的縮寫,和CCD一樣同為在高畫質攝像機中可記實光線變化的半導體,CMOS光電感測器經光電轉換後直接產生電流(或電壓)訊號,訊號讀取十分簡樸,兩者的特點如下。

 

   · CCD電荷耦合器需在同步時鐘的控制下,以行為單位一位一位地輸出資訊,速度較慢;

 

  · CMOS光電感測器採集光訊號的同時就可以掏出電訊號,還能同時處理各單元的影像資訊,速度比CCD電荷耦合器快良多;

 

  · CCD電荷耦合器大多需要三組電源供電,耗電量較大;

 

  · CMOS光電感測器只需使用一個電源,耗電量非常小,CMOS光電感測器在節能方面具有很大上風。

 

  IP高畫質攝像機的“大腦”:核心處理晶片

 

   高畫質IPC的設計方案良多,但從架構上來看,主要包括兩種:其一,採用CCD/CMOS感測器作為影像採集裝置,配套提供實現影像處理和編碼功能的SoC晶片;其二,採用前端攝影機模組,作為影像採集裝置,和一個通用的ASIC或DSP進行編碼和傳輸。因為第一種架構設計靈活,廣泛被廠家採用。

 

   在影像處理方面有三種實現方案:第一種方案採用專用的ISP處理晶片和編碼處理部門,該方案較靈活,採用專用的ISP晶片不亂性好,能夠保證影像的質量;第二種方案採用整合ISP的編碼晶片,該方案靈活性次於第一種方案,且專用的ISP處理晶片不亂性雖高,但影像質量一般、本錢較高;第三種方案採用FPGA等晶片實現訊號處理及編碼功能,該方案靈活性最強,但是不亂性差、本錢最高、影像質量難於保證。專用ISP方案設計靈活、價效比高、可以保證影像的質量,合用於高畫質IPC的設計。

 

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