進(jìn)入2012年，高清已經(jīng)實(shí)實(shí)在在的來到了我們身邊，對(duì)于高清，您又了解多少，下面就讓我們簡(jiǎn)單的介紹下高清攝像機(jī)的組成部分，這里著重講述HD-SDI或IP高清攝像機(jī)為主!

　　高清攝像機(jī)的組成

　　1、攝像機(jī)CCD或CMOS成像器件，完成光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào)，輸出電子圖像信號(hào)。

　　2、AFE，模擬前端，用于CCD成像時(shí)，將CCD圖像信號(hào)數(shù)字化，并產(chǎn)生CCD控制時(shí)序。而對(duì)于CMOS型成像器件，可直接輸出數(shù)字信號(hào)，故不需要AFE模擬前端。

　　3、CPU為整個(gè)高清攝像機(jī)核心器件，其主要完成圖像信號(hào)處理 (ImageSignalProcessor)和圖像信號(hào)編解碼(編解碼為MPEG4、H.264標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)等)。早期的CPU即 DSP(DigitalSignalProcessor)，主要完成圖像信號(hào)處理，如：透鏡校正、Gamma校正、邊緣校正、自動(dòng)曝光、自動(dòng)聚焦、自動(dòng)黑白平衡、防抖動(dòng)等處理及控制。

　　這其中IP高清攝像機(jī)的CPU還要完成圖像的編碼壓縮，再經(jīng)IP網(wǎng)絡(luò)口輸出，而HD-SDI 高清攝像機(jī)不經(jīng)編碼壓縮即以原始數(shù)字信號(hào)經(jīng)HDMI或HD-SDI口輸出?？傮w說，CPU除圖像處理和編碼功能外，還要完成高清攝像機(jī)系統(tǒng)控制及計(jì)算，充作整個(gè)系統(tǒng)的中央處理器。

　　4、存儲(chǔ)接口：存儲(chǔ)主要是指存儲(chǔ)卡/硬盤等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

　　5、信號(hào)輸出接口：HDMI為高清數(shù)字多媒體接口，支持5Gpbs以上高速信號(hào)傳輸速率，為民用消費(fèi)電子接口;HD-SDI為高速串行接口，符合SMPTE組織制定的用于影視演播室的數(shù)字音視頻信號(hào)傳輸，是專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其早期支持標(biāo)清數(shù)字電視信號(hào)的270Mbps速率，已發(fā)展到傳輸1.485Gbps高清數(shù)字電視信號(hào)，再發(fā)展到當(dāng)前的2.97Gbps高速信號(hào)，用于傳輸RGB24bit以上高清數(shù)字電視信號(hào)。

　　高清攝像機(jī)關(guān)鍵技術(shù)分析

　　一、系統(tǒng)必須高清

　　高清晰度攝像機(jī)除了前端安裝和選材必須注意外，還必須有傳輸系統(tǒng)，中間系統(tǒng)和終端顯示系統(tǒng)的配合使用才能達(dá)到高清晰度的實(shí)際效果。

　　就傳輸系統(tǒng)而言，視頻圖像的傳送一般會(huì)選擇同軸電纜、雙絞線、UTP線(即網(wǎng)絡(luò)傳輸)、無線傳輸、光纜傳輸?shù)确绞?，不管采用哪種方式傳輸，必須使圖像從前端傳輸?shù)胶蠖说恼麄€(gè)系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)接的帶寬>6M，這樣才能保證圖像達(dá)到高清晰度的要求，并符合工程及技防檢測(cè)上的要求。一般情況下同軸電纜超過150米或200米時(shí)圖像質(zhì)量會(huì)明顯下降，這是由于同軸電纜自身的特性造成的，故必須采取各種措施保證其終端帶寬不小于6M，必要時(shí)要給予加視頻補(bǔ)償放大器來解決，一般的視頻放大器的作用不大。其補(bǔ)償?shù)闹笜?biāo)應(yīng)保證高頻補(bǔ)償量、幅頻特性、信噪比、共模抑制比、微分相位失真度、色度亮度延遲、色度寬度增益等都達(dá)到使相關(guān)線纜損耗或衰減造成的缺陷得到補(bǔ)償，從而保證進(jìn)入系統(tǒng)的圖像的高清晰度。

　　目前，由于銅纜的價(jià)格不斷上升，視頻圖像采用光纜傳送的成本不斷下降，在較長(zhǎng)距離或多幅圖像的傳輸中，采用光纜傳送不失為一舉多得的方案被廣泛采用。由于光纜的帶寬大、衰減小、高抗干擾、體積小、保密性強(qiáng)等特點(diǎn)，可較好保證圖像傳送的各項(xiàng)指標(biāo)。當(dāng)采用其他方式傳送圖像時(shí)，也必須保證通道的帶寬。[nextpage]

　　高清晰度的圖像還必須要靠好的終端顯示設(shè)備來表現(xiàn)在人的視覺面前的，故最好選擇逐行掃描監(jiān)視器。因?yàn)樵趯?shí)際使用中隔行掃描監(jiān)視器的圖像閃爍嚴(yán)重，容易使人產(chǎn)生視覺疲勞。若監(jiān)視器的清晰度低則同樣達(dá)不到整體清晰度的要求。因?yàn)楸O(jiān)視器的清晰度時(shí)由監(jiān)視器、視頻通道的帶寬和顯像管的點(diǎn)距、會(huì)距所決定的。據(jù)資料顯示，其通道帶寬與清晰度之間的折算理論上限為1M/80線左右，若再考慮高清晰度時(shí)的視頻信號(hào)幅度下降因素，要達(dá)到顯示400線的視頻圖像，則監(jiān)視器清晰度指標(biāo)按經(jīng)驗(yàn)應(yīng)采用600線以上的機(jī)器。

　　為配合高清晰度攝像機(jī)的使用，中間處理設(shè)備，包括矩陣、硬盤錄像機(jī)，視頻服務(wù)器、各種視頻編碼器等等都必須滿足帶寬和圖像壓縮的要求，才能使高清晰度攝像機(jī)充分發(fā)揮其內(nèi)在的作用。光靠使用高清晰度攝像機(jī)而忽視其他配套設(shè)備的選用是達(dá)不到真正目的的。

　　二、關(guān)鍵技術(shù)與因素

　　目前在市場(chǎng)上銷售的高清晰攝像機(jī)主要水平分辨率標(biāo)稱500線、520線、530線、540 線、550線等數(shù)種。其實(shí)有部分480TVL和540TVL攝像機(jī)的CCD是基本相同的，主要是視頻數(shù)字處理芯片(DSP)不同。有些廠商具有強(qiáng)大的研發(fā)能力，他們研發(fā)出15?16位(比特)的視頻數(shù)字處理芯片，比起市場(chǎng)上480TVL攝像機(jī)的SONY10位(比特)芯片有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和更快的圖像處理速度。

　　由于芯片采用15?16位數(shù)據(jù)總線，內(nèi)建精密的邏輯處理電路，具有強(qiáng)大快速精確圖像處理能力，內(nèi)置像素增強(qiáng)單位，全面兼容市場(chǎng)上SONY、夏普、松下等CCD，可以使普通高清晰度CCD圖像采集達(dá)到540TLV以上的高清晰度，同時(shí)還具有超高速數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，能實(shí)行超寬的白平衡補(bǔ)償范圍和零色滾動(dòng)。由于這些攝像機(jī)可以保證以540TVL以上的水平分辨率來傳遞彩色圖像，當(dāng)然比市場(chǎng)上采用 SONY10位(比特)芯片的480TVL攝像機(jī)更受歡迎。

　　高清晰攝像機(jī)主要是體現(xiàn)在畫面的清晰度上，要做到畫面的清晰度，不僅僅是一個(gè)水平分辨率達(dá)到 540TVL就行了，必須在超寬動(dòng)態(tài)、自動(dòng)白平衡、圖像的銳利度調(diào)整、超級(jí)數(shù)字降噪(信噪比)、智能數(shù)字自動(dòng)測(cè)光補(bǔ)償、亮度信號(hào)、彩色信號(hào)邊緣補(bǔ)正、損壞象素自動(dòng)調(diào)整與恢復(fù)、色彩調(diào)整、寬動(dòng)態(tài)范圍等指標(biāo)上有集中體現(xiàn)。只有達(dá)到這些綜合性的要求才能算得上是高清晰度攝像機(jī)。

　　單就分辨率來講，當(dāng)然540TVL比520TVL和480TVL來得更好。較高端的高清晰度攝像機(jī)必須要處理伽瑪修正問題，據(jù)相關(guān)資料顯示伽瑪修正是產(chǎn)生高質(zhì)量圖像的重要技術(shù)，多數(shù)CRT管只有1/0.45=2.22的伽瑪曲線，而液晶顯示屏的伽瑪曲線只有1/0.3=3.33，由此可見一個(gè)高質(zhì)量的線性視頻信號(hào)送到CRT來顯示時(shí)，由于80%的流明被壓縮成只有30%的灰度等級(jí)而剩下較差的圖像。景物變得模糊和黑暗，和人眼看到的完全不同。

　　為了克服CRT管這種天然的物理特性，視頻必須在送到CRT之前進(jìn)行伽瑪修正，在黑暗區(qū)域必須放大伽瑪曲線底線到0.45，而2.22x0.45=1，此時(shí)才能在CRT屏幕上取得1：1的影像。由此可見，在伽瑪修正過程中，數(shù)字信號(hào)處理器必須提供大于2.22 倍以上的信息。較好的伽瑪修正方法是使用12位的數(shù)字信號(hào)處理器，8位作為數(shù)字信號(hào)處理，4位用作修正，使其產(chǎn)生完美的圖像。當(dāng)然15?16位的芯片將更出色，而常規(guī)的攝像機(jī)只用10位數(shù)字處理芯片，只能提供12位的修正，結(jié)果黑暗區(qū)域的圖像將丟失部分灰度和色彩轉(zhuǎn)換信息。所以DSP芯片的處理能力和比特?cái)?shù)也是我們?cè)谶x擇和辨別高清晰度攝像機(jī)的重要指標(biāo)之一。