高清摄像头技术将瞄准视频监控市场

　　全球监控市场正迅猛增长，在工业和商业领域中，数字摄像头和视频压缩技术在传统的模拟系统向数字系统的转变中扮演着前所未有的重要地位。

　　监控系统通常采用软件和通用CPU进行视频处理。对于较高成本的应用这种方案很实用，但为了满足更高分辨率和更低成本的趋势，必须将先进的数字视频技术整合到面向应用的集成电路中，从而降低成本、提高性能并为使用当前具有更高分辨率、更具成本效益的CMOS传感器创造条件。这使得图像信号处理器(ISP)和视频压缩技术对于实现监控系统越来越重要。

　　IMSResearch公司预计，2014年全球闭路电视(CCTV)和视频监控设备市场总额将超过140亿美元，全球网络(互联网协议数字)监控摄像头市场每年将达7百万部。在2014年出货的所有网络监控摄像头中，将近60%的摄像头将是分辨率在130万像素以上的高清摄像头。

　　模拟监控摄像头和系统(图1)主导着目前的商业市场，不过这类摄像头有其固有的缺陷，这些缺陷可以通过数字视频压缩和ISP技术来解决。比如，模拟摄像头系统的外形尺寸大，很难实现隐秘的安装，这是因为这种摄像头需要复杂的专用点到点同轴电缆，这些电缆与电源一起连接至录像设备。此外，模拟摄像头提供的图像质量较差，这种技术没有可扩展性，无法与较高分辨率的数字CMOS传感器配合使用。

　　图1：典型模拟监控系统的标准配置。

　　由消费电子和商业电子市场推动的数字成像技术已经解决了诸多这样的问题，同时也促进了成本的下降。监控系统的数字技术时代已来临。

　　 本文将介绍满足数字监控市场要求的高清ISP摄像头和数字视频压缩方案的实例。SiliconImage公司曾经在电视从模拟向数字成像的演进过程中起到推进作用，在促进监控市场的模数转换中有着得天独厚的优势。

　　图像转换

　　数字视频监控系统通过CCD或CMOS传感器将进入摄像头的光转换成数字信号。与CCD传感器相比，CMOS传感器可以实现更小的尺寸、更低的功耗和更高的成本效益，最近的技术进步为CMOS传感器成为监控系统的可行方案创造了条件。

　　数字监控摄像头由镜头、可选的自动对焦机制、CCD或CMOS传感器、ISP和数字图像压缩引擎(一般称为视频编码器)组成。JPEG是压缩数字静止图像的主要格式，H.264是目前高清视频最先进的视频压缩引擎。

　　未经压缩的数字视频文件非常大，因此需要压缩，以减小传送和存储的文件大小。在图2中，视频采集模块将ISP和视频编码器连接到网络接口，以传送和存储数字录像机(DVR)上的视频图像。视频播放模块从DVR中提取压缩的图像，然后对视频流进行解压缩(解码)后传送到数字电视，一般通过HDMI线缆观看。

　　图2：使用数字摄像头的先进监控系统。