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高解析攝影鏡頭技術瞄準監控市場

電子工程專輯作者: Ron Richter

Silicon Image

全球監控市場正快速成長，在工業和商業領域中，數位攝影鏡頭和視訊壓縮技術在傳統的類比系統向數位系統的轉變中扮演著前所未有的重要地位。

類比監控攝影鏡頭和系統(圖1)主導著目前的商業市場，不過這類攝影鏡頭有其固有的缺陷，這些缺陷可以透過數位視訊壓縮和ISP技術來解決。比如，類比攝影鏡頭系統的外形尺寸大，很難實現隱秘的安裝，這是因為這種攝影鏡頭需要複雜的專用點對點同軸電纜，這些電纜與電源一起連接至錄影設備此外，類比攝影鏡頭提供的影像品質較差，這種技術沒有可擴展性，無法與較高解析度的數位CMOS感測器配合使用。

圖1：典型類比監控系統的標準配置。

由消費電子和商業電子市場推動的數位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。監控系統的數位技術時代已來臨。本文將介紹滿足數位監控市場要求的高解析ISP攝影鏡頭和數位視訊壓縮方案的實例。

影像轉換

數位視訊監控系統透過CCD或CMOS感測器將進入攝影鏡頭的光轉換成數位訊號。與CCD感測器相較，CMOS感測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感測器成為監控系統的可行方案創造了條件。

數位監控攝影鏡頭由鏡頭、可選的自動對焦機制、CCD或CMOS感測器、ISP和數位影像壓縮引擎(一般稱為視訊編碼器)組成。JPEG是壓縮數位靜止影像的主要格式，H.264是目前高解析視訊最先進的視訊壓縮引擎。

未經壓縮的數位視訊文件非常大，因此需要壓縮，以減少傳送和儲存的文件大小。在圖2中，視訊採集模組將ISP和視訊編碼器連接到網路介面，以傳送和儲存數位錄影機(DVR)上的視訊影像。視訊播放模組從DVR中擷取壓縮的影像，然後對視訊串流進行解壓縮(解碼)後傳送到數位電視，一般透過HDMI纜線觀看。

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