‧ 高清IP影像處理晶片的介紹及應用

來源:CPS中安網作者:張福明

高清IPC即High Definition IP Camera，也就是完全符合HDTV標準的IPC。很顯然，高清視頻意味著更大的資料量，無論對於編碼晶片、編碼演算法、網路傳輸及儲存系統都帶來的巨大的考驗，而得益於這些相關領域的不斷突破，高清IP監控已得以實現，並快速地發展和應用。

高清IP

　　
　　根據SMPTE(美國電影電視工程師協會)標準，高清IP監控系統需達到如下要求：

‧ 解析度要求。即需要達到1280×720/逐行或1920×1080/隔行/逐行。

‧ 幀率能夠達到全幀速。

‧ 具有更好的圖像色彩保真度。

‧ 16：9格式。

　　因此，高清IP不僅指感測器有效畫素的大幅度提高，而且實現視頻的即時性、具有高圖像色彩的保真度、長寬比為16：9的格式成像效果。

　　高清IPC的設計方案很多，但從架構上來看，主要包括兩種：其一，採用CCD/CMOS感測器作為圖像採集設備，配套提供實現影像處理和編碼功能的SOC晶片；其二，採用前端攝影機模組，作為圖像採集設備，和一個通用的ASIC或DSP進行編碼和傳輸。由於第一種架構設計靈活，廣泛被廠家採用。在影像處理方面有三種實現方案。

　　第一種方案採用專用的ISP處理晶片和編碼處理部分，該方案較靈活，採用專用的ISP晶片穩定性好，能夠保證圖像的品質。

　　第二種方案採用集成ISP的編碼晶片，該方案靈活性次於第一種方案，且專用的ISP處理晶片穩定性雖高，但圖像品質一般、成本較高。

　　第三種方案採用FPGA等晶片實現信號處理及編碼功能，該方案靈活性最強，但是穩定性差、成本最高、圖像品質難於保證。專用ISP方案設計靈活、性價比高、可以保證圖像的品質，適用於高清IPC的設計。

ISP處理晶片

　　ISP（image signal processing）是指視訊訊號處理晶片，一般通過專門的ASIC或者DSP加以實現。通常情況下，感測器部分設置有內嵌的影像處理晶片，以處理一些較簡單的功能，而較複雜的3A(即自動曝光、自動白平衡以及自動對焦)、WDR等功能，則必須通過後端ISP處理，以獲得良好的影像效果。

　　以Nextchip的高清多功能ISP晶片NVP2400為例，該晶片可應用於1.3M/2M的HD-SDI 攝影機、高清類比攝影機及高清IPC的設計。其內部集成8位快速8051MCU、64M SDRAM及片上X-RAM等。晶片有I2C、UART、SPI等通信介面，並具有計時器、PWM、中斷等功能，可與標準8051MCU相容。

　　NVP2400可直接接收原始視訊訊號或者LVDS信號，經過ISP預處理後，晶片可以輸出複合類比信號，和BT656/BT1120/YC16bits視頻資料流程。與某些僅支援單一Sensor的專用ISP晶片不同，它可與多款Sensor進行無縫連接，包括Panasonic的MN34031PL，Sony的IMX036LQR/LLR，Aptina的MT9P031，Omnivision的Ov2715等系列CMOS。