高清攝像頭技術將瞄準安防視頻監(jiān)控市場

    全球監(jiān)控市場正迅猛增長，在工業(yè)和商業(yè)領域中，數字攝像頭和視頻壓縮技術在傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)向數字系統(tǒng)的轉變中扮演著前所未有的重要地位。

    監(jiān)控系統(tǒng)通常采用軟件和通用CPU進行視頻處理。對于較高成本的應用這種方案很實用，但為了滿足更高分辨率和更低成本的趨勢，必須將先進的數字視頻技術整合到面向應用的集成電路中，從而降低成本、提高性能并為使用當前具有更高分辨率、更具成本效益的CMOS傳感器創(chuàng)造條件。這使得圖像信號處理器(ISP)和視頻壓縮技術對于實現監(jiān)控系統(tǒng)越來越重要。

    IMSResearch公司預計，2014年全球閉路電視(CCTV)和視頻監(jiān)控設備市場總額將超過140億美元，全球網絡(互聯網協議數字)監(jiān)控攝像頭市場每年將達7百萬部。在2014年出貨的所有網絡監(jiān)控攝像頭中，將近60%的攝像頭將是分辨率在130萬像素以上的高清攝像頭。

    模擬監(jiān)控攝像頭和系統(tǒng)(圖1)主導著目前的商業(yè)市場，不過這類攝像頭有其固有的缺陷，這些缺陷可以通過數字視頻壓縮和ISP技術來解決。比如，模擬攝像頭系統(tǒng)的外形尺寸大，很難實現隱秘的安裝，這是因為這種攝像頭需要復雜的專用點到點同軸電纜，這些電纜與電源一起連接至錄像設備。此外，模擬攝像頭提供的圖像質量較差，這種技術沒有可擴展性，無法與較高分辨率的數字CMOS傳感器配合使用。

    由消費電子和商業(yè)電子市場推動的數字成像技術已經解決了諸多這樣的問題，同時也促進了成本的下降。監(jiān)控系統(tǒng)的數字技術時代已來臨。

    本文將介紹滿足數字監(jiān)控市場要求的高清ISP攝像頭和數字視頻壓縮方案的實例。SiliconImage公司曾經在電視從模擬向數字成像的演進過程中起到推進作用，在促進監(jiān)控市場的模數轉換中有著得天獨厚的優(yōu)勢。

    圖像轉換

    數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過CCD或CMOS傳感器將進入攝像頭的光轉換成數字信號。與CCD傳感器相比，CMOS傳感器可以實現更小的尺寸、更低的功耗和更高的成本效益，最近的技術進步為CMOS傳感器成為監(jiān)控系統(tǒng)的可行方案創(chuàng)造了條件。

    數字監(jiān)控攝像頭由鏡頭、可選的自動對焦機制、CCD或CMOS傳感器、ISP和數字圖像壓縮引擎(一般稱為視頻編碼器)組成。JPEG是壓縮數字靜止圖像的主要格式，H.264是目前高清視頻最先進的視頻壓縮引擎。

    未經壓縮的數字視頻文件非常大，因此需要壓縮，以減小傳送和存儲的文件大小。在圖2中，視頻采集模塊將ISP和視頻編碼器連接到網絡接口，以傳送和存儲數字錄像機(DVR)上的視頻圖像。視頻播放模塊從DVR中提取壓縮的圖像，然后對視頻流進行解壓縮(解碼)后傳送到數字電視，一般通過HDMI線纜觀看。