高清监控摄像机的组成与关键技术分析

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进入2012年，高清已经实实在在的来到了我们身边，对于高清，您又了解多少，下面就让我们简单的介绍下高清摄像机的组成部分，这里着重讲述HD-SDI或IP高清摄像机为主!
　　高清摄像机的组成
　　1、摄像机CCD或CMOS成像器件，完成光学图像转换为电学信号，输出电子图像信号。
　　2、AFE，模拟前端，用于CCD成像时，将CCD图像信号数字化，并产生CCD控制时序。而对于CMOS型成像器件，可直接输出数字信号，故不需要AFE模拟前端。
　　3、CPU为整个高清摄像机核心器件，其主要完成图像信号处理 (ImageSignalProcessor)和图像信号编解码(编解码为MPEG4、H.264标准图像数据等)。早期的CPU即 DSP(DigitalSignalProcessor)，主要完成图像信号处理，如：透镜校正、Gamma校正、边缘校正、自动曝光、自动聚焦、自动黑白平衡、防抖动等处理及控制。
　　这其中IP高清摄像机的CPU还要完成图像的编码压缩，再经IP网络口输出，而HD-SDI 高清摄像机不经编码压缩即以原始数字信号经HDMI或HD-SDI口输出。总体说，CPU除图像处理和编码功能外，还要完成高清摄像机系统控制及计算，充作整个系统的中央处理器。
　　4、存储接口：存储主要是指存储卡/硬盘等数据存储。
　　5、信号输出接口：HDMI为高清数字多媒体接口，支持5Gpbs以上高速信号传输速率，为民用消费电子接口;HD-SDI为高速串行接口，符合SMPTE组织制定的用于影视演播室的数字音视频信号传输，是专业标准。其早期支持标清数字电视信号的270Mbps速率，已发展到传输1.485Gbps高清数字电视信号，再发展到当前的2.97Gbps高速信号，用于传输RGB24bit以上高清数字电视信号。
　　高清摄像机关键技术分析
　　一、系统必须高清
　　高清晰度摄像机除了前端安装和选材必须注意外，还必须有传输系统，中间系统和终端显示系统的配合使用才能达到高清晰度的实际效果。
　　就传输系统而言，视频图像的传送一般会选择同轴电缆、双绞线、UTP线(即网络传输)、无线传输、光缆传输等方式，不管采用哪种方式传输，必须使图像从前端传输到后端的整个系统中的各个环接的带宽>6M，这样才能保证图像达到高清晰度的要求，并符合工程及技防检测上的要求。一般情况下同轴电缆超过150米或200米时图像质量会明显下降，这是由于同轴电缆自身的特性造成的，故必须采取各种措施保证其终端带宽不小于6M，必要时要给予加视频补偿放大器来解决，一般的视频放大器的作用不大。其补偿的指标应保证高频补偿量、幅频特性、信噪比、共模抑制比、微分相位失真度、色度亮度延迟、色度宽度增益等都达到使相关线缆损耗或衰减造成的缺陷得到补偿，从而保证进入系统的图像的高清晰度。
　　目前，由于铜缆的价格不断上升，视频图像采用光缆传送的成本不断下降，在较长距离或多幅图像的传输中，采用光缆传送不失为一举多得的方案被广泛采用。由于光缆的带宽大、衰减小、高抗干扰、体积小、保密性强等特点，可较好保证图像传送的各项指标。当采用其他方式传送图像时，也必须保证通道的带宽。
　　高清晰度的图像还必须要靠好的终端显示设备来表现在人的视觉面前的，故最好选择逐行扫描监视器。因为在实际使用中隔行扫描监视器的图像闪烁严重，容易使人产生视觉疲劳。若监视器的清晰度低则同样达不到整体清晰度的要求。因为监视器的清晰度时由监视器、视频通道的带宽和显像管的点距、会距所决定的。据资料显示，其通道带宽与清晰度之间的折算理论上限为1M/80线左右，若再考虑高清晰度时的视频信号幅度下降因素，要达到显示400线的视频图像，则监视器清晰度指标按经验应采用600线以上的机器。
为配合高清晰度摄像机的使用，中间处理设备，包括矩阵、硬盘录像机，视频服务器、各种视频编码器等等都必须满足带宽和图像压缩的要求，才能使高清晰度摄像机充分发挥其内在的作用。光靠使用高清晰度摄像机而忽视其他配套设备的选用是达不到真正目的的。