技術應用是產業行銷的基本,從國際到台灣,曾經接觸過的卓越傑出安控企業,不論是製造、通路、系統整合商,或是安控服務的保全公司,甚至是工程公司,之所以佔有一席之地,都是在「技術應用的專業」上,被市場所推崇 ……
根據不同的輸出 影像訊號,我們可以劃分 安全攝影機分為三類:類比、數位和網路。 不同類型的攝影機有不同的內部元件和機制,如類比和數位攝影機,它們只有影像處理,沒有影像圖像編碼。
為了簡單起見,這裡介紹了攝影機的內部結構和構圖。 總歸來說,我們可以將安全攝影機的內部分為三個主要部分:影像捕獲、影像圖像處理和編碼,以及訊號輸出。
影像捕捉
攝影機的影像採集,主要由晶片上的鏡頭和影像感測器完成。 光線穿過透鏡,進入晶片上的感測器。 感測器負責將接收到的光訊號轉換為電訊號,然後將其移交給晶片上的後續單元進行處理。
鏡頭的焦距(固定對焦、變焦)、光圈、數量(多眼雪梨機中使用的多鏡頭)、有效畫素等將影響傳送到感測器的訊號,從而影響最終的成像效果。
有關鏡頭的相關概念,及其在安全行業的具體應用,請參閱以下報導:安全攝影機鏡頭、魚眼鏡頭、安全攝影機的景深以及基於畫素密度的攝影機選擇。
光到到感官後,它首先先完成光信法轉換為電信的初步加工。 感測器的主要效能參數包括目標尺寸、有效畫素、低光效能等。 這些也會影響最終的成像效果。 有關感測器的參數和效能,請參閱安全影像感測器、Starvis 全彩攝影機技術、安全攝影機的寬動態功能和其他報導。
影像處理、圖像編碼
感測器轉換的電訊號,需要傳送到攝影機晶片上的處理器,用於圖像處理、影像編碼和其他操作。
處理器是一個非常通用的術語,類似於電腦或手機的CPU。 對於輸出類比或數位訊號的攝影機,這裡的處理器主要指 ISP,即影像訊號處理器。
ISP 的主要工作包括:
- DEMOSAIC,直譯成中文是消除馬賽克。 感測器輸出的每個畫素訊號,在 R、G 和 B 中,只包含一種顏色資料。 這種資料是拜耳資料,通常被稱為 RAW 資料。 顯然,RAW 資料中反映的顏色資訊,不是真實的顏色資訊。DEMOSAIC 的工作,是透過插值演算法,計算每個畫素所代表的真實顏色,即將貝爾影像轉換為真彩色影像。
- 3A 控制。 它是自動對焦(AF)、自動曝光(AE)和自動白平衡(AWB)的統稱。 這是 ISP 比較的核心部分,處理品質與最終輸出影像效果直接相關。ISP 可以透過各種自動對焦演算法,實現自動對焦,如對比 AF、PDAF、雷射 AF 等,以便在感測器上清晰地成像目標。 曝光主要影響影像的亮度。ISP 可以控制曝光程度,使影像亮度適當。 白平衡與色溫有關,用於測量影像的顏色真實性和準確性。 自動白平衡功能,努力在各種複雜場景中,準確恢復目標的原始顏色。
- 伽馬校正。 感測器對光的反應處理,與人眼對光的反應處理不同。 伽馬校正是使影像看起來符合人眼的特徵。
- 影像裁剪。 也就是說,更改影像大小可用於輸出不同解析度的影像。 例如,原始解析度為 2048*1536,4:3 被裁剪為 2304×1296,16:9 的解析度更符合寬屏視覺效果。 或者一個 500 萬畫素的感測器,它還可以支援不同的解析度,如 400 萬畫素、300 萬畫素和 1080P。
- 智慧演算法。 用於辨識特定目標,如人臉辨識、人形辨識、車牌辨識等。ISP 使用各種智慧演算法,來準確辨識特定目標。 當然,在網路攝影機中,智慧演算法也可以內建到編碼晶片中。 與此同時,智慧演算法和結構化資料功能,可以放置在感測器中。 例如,索尼的人工智慧感測器(SONY IMX500/501)實現了結構化資料的直接輸出。
- 動態範圍。 動態範圍是影像的明暗範圍。ISP 處理使目標影像的黑暗部分,不會曝光不足,明亮的場景也不會過度曝光。 除了 ISP 支援的動態範圍處理外,影像感測器還需要支援動態範圍(HDR)功能。
- 影像穩定且防抖動。 主要功能是防止影像,因攝影機輕微晃動而模糊。
除了上述工作和流程外,ISP 的功能還包括降噪、對比度、飽和度、銳度等。 由於不同製造商、不同解決方案提供商的技術累積和演算法的差異,影像效果 硬體解決方案,完全相同的攝影機將有所不同。
類比光訊號由感測器轉換為數位訊號,經過 ISP 處理後,它可以直接輸出數位訊號的影像,如 SDI 攝影機。 它還可以再次進行數位到類比轉換,將數位訊號轉換為類比訊號進行輸出,如具有傳統 cvbs 訊號的類比 SD 攝影機,以及 AHD/CVI/TVI/XVI 等高畫質類比攝影機。
另一方面,數位訊號也可以透過網路(即網路攝影機)進行編碼、輸出和傳輸。 此時的編碼需要一個特殊的編碼晶片才能完成。 應該注意的是,目前大多數編碼晶片都具有整合的 ISP 功能。
對於具有影像編碼功能的處理器,我們通常稱它們為 CPU、DSP 或 SOC。 嚴格來說,這三者之間是有區別的。 但對於安全攝影機的處理晶片來說,稱其為CPU、DSP 或 SOC 也不錯。 為了統一並遵循製造商的習慣性命名,我們稱支援影像編碼功能的處理器為 SOC。
SOC,或片上系統,可以被視為三合一處理器、ISP 和編碼晶片。 以下是典型安全影像編碼晶片的方塊圖:
由此,我們可以看到其主要結構分為 Quad Core Arm® Cortex®-A53(即處理器)、影像訊號處理器(ISP)、影像編解碼器。 前端可以連線到感測器、音訊、警報和其他裝置。 為了支援系統的執行,有執行記憶體和內部儲存。 它可以直接擴充 WiFi/4G、SD 卡儲存等,並可以輸出類比/數位影相、音訊、警報、網路、串列埠(485、232)和其他訊號。
SOC 的核心功能是影像編碼。 例如,上面提供的典型 SOC 晶片支援三種影像編碼方法:H.264、H.265 和 MJPEG。影像編碼的相關概念在本段落中詳細介紹了影像編碼,所以在這裡不詳細說明。
在這個階段,隨著晶片技術和人工智慧智慧演算法的發展,更多的 SOC 製造商將智慧功能建構到 SOC 晶片中,這些功能比 ISP 中內建的智慧功能更強大、更可擴充。
關於 SOC、DSP,即其智慧功能,請參閱以下報導:安全產品中的處理器-DSP、ISP、SOC。
![]() |
| tyco 監控攝影機系列(總代理上敦企業) |
訊號輸出
ISP 或 SOC 處理的影像訊號、音訊或其他訊號,可以根據需要輸出為類比、數位和網路訊號。
- 類比訊號。 影像圖像的電訊號由 ISP 處理後,透過 D/A 將其轉換為類比訊號,並透過 BNC 聯結器輸出。 常見的影像圖像訊號,包括標準清晰度 CVBS、高畫質 AHD/TVI/CVI/XVI 等。 理論上,高畫質 AHD/TVI/CVI/XVI 訊號,可以在傳輸影像訊號的同時,傳輸音訊、警報和控制訊號。
- 數位訊號。 在 ISP 處理影像圖像的電訊號後,數位訊號不再透過 D/A 轉換直接輸出。 常見的輸出介面可以是 BNC 接頭或 HDMI 介面。 此類攝影機主要是 SDI 影機機。HDMI 介面可以在傳輸數位影像訊號的同時傳輸音訊。
- 網際網路訊號。 數位訊號由編碼晶片編碼,然後可以透過網路傳輸。 這種網路訊號需要經過相應的解碼來顯示影像圖像。 常見的解碼裝置和方法包括相應的電腦客戶端、NVR、影像解碼器、網路矩陣等。 另一方面,音訊、警報、RS485 和其他訊號,也可以與影像訊號一起編碼,然後透過網路傳輸。







0 comments:
張貼留言