DSP智慧型摄像机 _生活百科

DSP智慧型摄像机【DSP智慧型摄像机】DSP智慧型摄像机装有DSP功能晶片的摄像机为DSP智慧型摄像机。DSP(DigitalSignalProcessing)即数位讯号处理，它是利用数字计算机或专用数位讯号处理设备，以数值计算的方法对信号进行採集、变换、综合、估值、识别等加工处理，藉以达到提取有用信息、便于套用的目的。
基本介绍中文名：DSP智慧型摄像机
简介：装有DSP功能晶片的摄像
特点：这种摄像机的主要特点就是
工作原理：DSP摄像机的工作原理中
操作方法：提高DSP智慧型摄像机使用效果
特点这种摄像机的主要特点就是：在摄像机内部的电路採用了大规模数位讯号处理积体电路(DSPLSI)，并且由微处理器对系统的状态进行检测与控制，因此其稳定性、可靠性、一致性等都大大提高。DSP晶片是一种特殊的微处理器，就是根据数位讯号处理理论的数学模型和算法，设计出专门的数位讯号微处理器晶片。计算程式全部“硬化”，数字滤波器所需要的其他设备也全部集成、硬化，比如加法器、存储器、控制器、输入/输出接口，甚至其他类型的外部设备等。许多在模拟信号处理器中无法进行的工作，都可以在数字处理中进行，如二维数字滤波、数字动态图像检测、数字背景光补偿、肤色轮廓校正、细节补偿频率调节、準确的彩色矩阵、精确的γ校正、自动聚焦等。因此，有了DSP的摄像机，可大大提高图像的质量。此外，通过数字设定，可进行画面格式变换，还可均衡调节各参数值，把摄像机之间的差别缩减到最小。DSP彩色摄像机，还能方便地输出亮度信号与色度信号分离的视频信号(简称Y/C信号或S-Video信号) 。DSP技术不仅使摄像机在性能上获得优势，而且缩小了体积，节省了零件及装配时间，从而降低了成本。工作原理DSP摄像机的工作原理中，亮度/色度处理、编码同步发生器及CCD驱动等部分电路均採用了数位讯号处理技术，它们都由微处理器执行中心控制。虽然，由于AGC和γ校正电路是在A/D转换之前，仍为模拟处理，但它们的控制电压和补偿信号是根据数字部分检测决定的，因而仍然可以调节得很精确。亮度/色度处理部分，需要微处理器对数位讯号的数据进行检测处理控制，以测量出信号峰值、平均值、差值等信息，并将这些测量结果经微处理器的运算处理，形成各种控制信号。如其中需要採用二维数字梳妆滤波(2-DementionalDigitalCombFilter)处理技术，用它可以减小亮度信号对色度信号的串扰，并最大限度地保留亮度信号高频成分，从而进一步改善图像质量。关于检测识别预/报警型的智慧型化功能，主要是通过智慧型化软体固化在DSP中。通过所监控的图像检测，如得到所需的信息就去进行识别处理判断，以驱动预/报警而阻止犯罪。操作方法提高DSP智慧型摄像机使用效果，提高图像效果的智慧型型DSP彩色CCD摄像机中所採用的数字2H增强技术、数字拐点技术、智慧型数字背景光补偿、数字自动跟蹤白平衡、数字动态展宽、自动聚焦、电子灵敏度增强、数字降噪及萤幕选单显示等智慧型功能。1、数字2H增强技术採用数字2H增强技术，可以有效地增强视频信号的水平和垂直边缘，从而获得边缘分明的清晰图像。在採用了2H增强信号与视频信号合成后，就可使视频信号的边缘部分得到增强。2、数字拐点技术数字拐点技术可以有效地扩展视频信号的动态範围，这样在拍摄高亮度景物时，不致于使图像的高光部分被白色完全淹没。图3为数字拐点技术示意图。用模拟摄像机拍摄高亮度景物时，其图像的高光部分就被白色完全淹没。通过数字摄像机的数字拐点技术，可对图像高光部分进行压缩，从而使这部分的图像细节能够显现出来。3、智慧型数字背景光补偿(IntelligentDigitalBack-lightCompinsation)背景光补偿也即逆光补偿。在松下的一些CCD摄像机中，均採用了自适应型的智慧型数字背景光补偿技术。这种技术与常规的逆光补偿技术相比，这里採用了数字检测与数字运算技术，因而可获得很好的逆光补偿效果。智慧型数字背景光补偿的原理是：将摄像机摄取的整幅画面平均分成48个(即8×6块)正方形的小处理区域(如台湾敏通公司的M88DSP处理器就是这样)，并对每一个小块的平均亮度进行检测，如果这些小块的平均亮度差别过大，则通过先进的算法缩小这些小块的亮度差，使过暗的景物能够较为清晰地重现，而又不致于使图像亮部区域出现过载。因此，採用这种智慧型化的数字检测技术，即使是很小的、薄的或是不在画面中心区域的景物，也能够清晰地在画面上呈现出来。4、数字自动跟蹤白平衡(DigitalAutoTracingWhiteBalance)数字自动跟蹤白平衡技术能够自动跟蹤画面上的白色，对系统进行白平衡调整，因而它能够明显改善彩色图像的重现效果。数字自动跟蹤白平衡的原理与上述的智慧型背景光补偿技术类似，它也是将摄像机摄取的一整幅画面平均分成48个小块，并检测这些小块中是否有白色，即使画面上有很小的一块白色，摄像机也能够自动跟蹤它，并以它作为基準对系统的白平衡进行调整(有关白平衡的定义及调整在本人编着的《电视监控技术》一书第二章中有详细说明)，使重现的图像绚丽多彩。如松下等彩色摄像机，就採用了上述的数字自动跟蹤白平衡的技术。5、数字动态展宽(DigitalWideDynamicRange)一般摄像机摄取宽动态範围的场景时，画面上可能会同时出现明亮区域及灰暗区域。如明亮区域显示合适时，灰暗区域则可能过于黑暗;反之，当灰暗区域显示合适时，明亮区域则可能亮得过载。数字动态展宽技术可有效缩小宽动态範围图像的亮暗差别，使两个区域的图像同时在监视器萤幕上清晰地显示出来。数字动态展宽技术的基本原理是，採用双速CCD图像感测器，能在同一时间内对摄取的场景分别进行长短不同时间的曝光，将此信号输入专用的图像处理积体电路中，通过变换、合成、校正等处理而输出扩展了40倍动态範围的清晰图像。如松下WV-CP460系列DSP摄像机中，採用了两组AGC电路及一些增强与降噪等处理技术，使摄像机的动态範围进一步地从第一代的40倍增加到80倍，即“超动态二代(SuperDynamicⅡ)” 。有关数字动态展宽较详细的原理，可参阅本人编着的《电视监控技术》一书第二章第六节中的超高动态CCD摄像机。6、数字自动聚焦(DigitalSelf-regulationFocus)在快速球与设定在云台上的一体化摄像机中，一般都需要自动调焦系统。尤其在高速球中使用时，其自动聚焦的速度最好不超过1秒，当监控场景的距离相差太大而超过景深範围时，尤为需要。因此，快速地自动聚焦的软体算法的选择与光圈等的控制配合就非常重要。自动聚焦的方法很多，有测距法、聚焦检测法与图像处理法三类。目前一体化摄像机中大多採用图像处理法，需了解自动聚焦详情，可参阅本人编着的《电视监控技术》一书第一章第三节以及《安全与光电》论文集中“论各类自动调焦技术及其优劣”一文，这里就不叙述了。7、电子灵敏度增强(ElectronicSensitivityUp)及数字降噪(DigitalNoiseReduction)一般，普通摄像机的AGC打开时，虽可以提高其感光的灵敏度，但干扰噪声也相应放大，从而使监视器萤幕上显示的图像充满杂乱的噪点。而採用电子灵敏度增强及数字降噪技术，可使重现的图像清晰可辨。如松下的WV-CP610彩色摄像机中，在使用电子灵敏度增强及AGC技术提高其灵敏度的同时，还套用数字降噪技术降低其图像的噪点。它不仅可使摄像机的灵敏度提高32倍，还能提高重现的图像的质量。数字降噪方法不少，如由帧间积分平均器组成的数字式杂波降低器已有商品出售，其最大信噪比的改善可达15dB，其降噪原理在本人编着的《电视监控技术》一书第十一章中有详细叙述。8、萤幕选单显示(On-ScreenDisplay简称OSD)由于新型的DSP摄像机的功能不断增多，而这些功能又必须通过设定(Setup)才能奏效，因此通过监视器萤幕上的选单显示，对摄像机的工作状态进行设定，可以为使用者带来极大的方便。如松下的和LG-Honeywell的一些摄像机大都具备这种萤幕选单显示的功能。新型的DSP摄像机的参数的设定，可配合专用的中心端控制设备，通过单同轴电缆(对松下系列摄像机)或RS485/RS232通讯线(对其他品牌摄像机)等传到前端的摄像机，从而使其工作在所设定的状态。一般，新型的DSP摄像机除了OSD功能外，还内置可以独立设定的ID识别码，这对于具有数十台甚至数百台摄像机的大型电视监控系统来说，显得尤为重要。松下公司的WV-CP610系列摄像机的萤幕选单设定流程图，如图4所示。由该图可见，摄像机的ID码、ALC/ELC、背景光补偿、电子快门速度、自动增益控制、电子灵敏度增强级数、同步方式、白平衡、数字动态展宽、数字运动检测、数字降噪以及色彩、基準电平、孔径电平等参数，均可以通过萤幕选单进行调整。上述调整过程除了可通过WV-CP610摄像机后面板上的5个按钮(WV-CP654的5个按钮在摄像机机身侧面的盖板内)来完成外，还可通过中心端的摄像机遥控器WV-RM70来完成。这里，WV-RM70与WV-CP610的通讯并不需额外的连线线，而是直接通过视频同轴电缆以多工方式来实现。WV-RM70还可以进一步通过其RS-485接口与普通的PC计算机相连，从而也可通过计算机对系统进行设定。