CN201467278U - 一种数字高清摄像机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数字高清摄像机，包括摄像机电路，其还包括FPGA模块及与FPGA模块连接的SDI模块；FPGA模块用于接收摄像机电路的数字信号并将数字信号转换为SDI信号；SDI模块用于驱动SDI信号并发送至BNC输出端口；所述SDI信号是高清HDSDI，并向下兼容标清SDSDI。本实用新型适用于不同距离的传输要求且无需压缩传输高清图像，确保图像清晰度不降低。

Description

一种数字高清摄像机

技术领域

本实用新型属于摄像设备，更具体地说，是一种应用于数字高清民用闭路监视电视系统(HDCCTV)中前端的数字高清摄像机。

背景技术

民用闭路监视电视系统(CCTV)采用复合视频的传输格式，75欧姆BNC连接器和75欧姆同轴电缆，系统宜由摄像、传输、显示及控制等四个主要部分组成。当需要记录监视目标的图像时，应设置录像装置。在监视目标的同时，当需要监听声音时，可配置声音传输、监听和记录系统。

民用闭路监视电视系统(CCTV)技术不断发展，各种新方案，新技术陆续推出，传统的模拟监视系统清晰度不高，远不能达到高清的标准。数字高清民用闭路监视电视系统(HDCCTV)，是指清晰度达到高清标准，即指清晰度达到720P或者1080I&P，同时传输数字信号，高清化，数字化的监视系统。

目前符合高清标准的产品有很多，但均不适用于民用闭路监视电视系统。名称为“基于通用HDMI设备的高清视频图像采集显示方法”，申请号为200710119329.X的中国专利申请，阐述了基于HDMI接口的摄像方法，但是，HDMI接口如果应用于安防领域，存在三个问题，一个是传输距离比较短，只有几米至十几米的传输距离；第二个是采用专用接口，不能与现有的模拟监控系统75欧姆BNC连接器相兼容，第三，HDMI最高数据传输速度为5Gbps，即使使用光纤，在不压缩的情况下，也无法传输。因此，HDMI只适用于传输距离非常短的应用，不适用于需要传输几十米，几百米乃至几十公里的CCTV系统。

SDI接口应用于广播电视领域，采用75欧姆BNC连接器和75欧姆同轴电缆，和现有模拟CCTV系统一致，如果用在安防监控系统，则可以互相兼容。SDI采用同轴电缆，可以传输100米的距离，传输距离相对较远，完全可以满足在一些小型系统上的应用。但在一些比较大型的系统，特别是传输距离远远超过100米，则不能满足应用的要求。

现有带SDI接口的设备主要应用于广播电视领域，是广播电视高端摄像设备，用于节目录制等，不能满足闭路监视电视系统应用的要求。

现有摄像机应用于HDCCTV系统，存在以下问题：

1、普通摄像机清晰度不高，一般只有标准清晰度，不能达到高清应用的要求；

2、现有的部分高清摄像机采用YPbPr或HDMI接口，应用于专业广播电视及录像需要，传输距离短，价格昂贵，不能满足民用监视电视系统；

3、高清信号码流都非常大，现有很多高清监视传输都基于图像压缩，例如高清网络摄像机，而图像压缩造成图像效果变差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种适用于不同距离的传输要求、无压缩传输高清图像的数字高清摄像机。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种数字高清摄像机，包括摄像机电路，其还包括FPGA模块及与FPGA模块连接的SDI模块；FPGA模块用于接收摄像机电路的数字信号并将数字信号转换为SDI信号；SDI模块用于驱动SDI信号并发送至BNC输出端口；所述SDI信号是高清HDSDI，并向下兼容标清SDSDI。

所述SDI模块包括与FPGA模块连接的SDI电缆驱动电路和SDI电缆驱动电路连接的SDI接口。

还包括与FPGA模块连接的光收发模块，用于SDI信号的光传输。

所述FPGA模块还设有通讯数据接收模块，用于接收光收发模块的控制信号。

还包括与FPGA模块连接的音频模块，用于对前端监控场所的监听，该FPGA模块接收来自音频模块的音频信号，并将音频信号嵌入SDI信号中，并将信号发送至SDI模块或光收发模块。所述音频模块包括接收声音信号并将声音信号转化为模拟信号的微音器和将模拟信号进行模数转化的音频ADC。

所述摄像机电路为CCD摄像机电路，或CMOS摄像机电路。

所述FPGA模块通过扩展IO接口外接DVI发送/接收芯片实现带DVI接口。所述FPGA模块还可通过扩展IO接口外接VGA ADC/DAC芯片实现带VGA接口。所述FPGA模块还可通过扩展IO接口外接以太网处理芯片，实现带网络信号通道。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优势：

1、本实用新型提供了一种结构简单，成本很低的数字高清摄像机，适用于民用闭路监视电视系统(HDCCTV)。

2、本实用新型通过FPGA模块、SDI模块及光收发模块实现高清HDSDI接口和光纤接口，兼容现有模拟CCTV系统的接口标准，适用于不同距离的传输要求。

3、本实用新型数字高清摄像机采用SDI接口规格，无压缩传输高清图像，确保图像清晰度不降低。

4、本实用新型数字高清摄像机在SDI信号中嵌入了音频信号，实现对前端监控场所的监听。

5、本实用新型数字高清摄像机在SDI信号中嵌入了反向的通讯数据，实现了对摄像机云台和球机的控制。

附图说明

图1为模拟摄像机结构图；

图2为本实用新型数字高清摄像机系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为现有模拟摄像结构图，由图可以看出，摄像机电路输出数字信号，经数模转换后，采用1.0Vp-p复合视频、75ΩBNC端口输出视频信号。

图2为本实用新型数字高清摄像机系统结构图。在摄像机电路中，增加了FPGA模块、SDI模块、光收发模块、数据接收模块、音频模块以及扩展IO接口。

如图2所示，摄像机电路将摄像图像光电转换为数字信号，一般为656信号，连接FPGA模块，通过对FPGA编程，将数字信号转换为串行SDI信号，连接SDI模块，经过线缆驱动后，采用和模拟复合视频一致的75ΩBNC端口.FPGA模块可以选用型号为LEF2M20SE的芯片，也可以选用其它FPGA.SDI模块线缆驱动电路可以选用型号为LMH0002的芯片.

音频模块由微音器和音频ADC芯片以及相应电路构成。音频ADC可以选用型号为CS4334的芯片。数字化的音频信号连接FPGA模块，并嵌入到SDI信号中，和SDI信号一同输出。

光收发模块连接FPGA模块，可以采用规格为双向，速率2.5G，SFP或1×9封装的器件。FPGA模块处理后的SDI信号经光收发模块连接光纤输出。

光收发模块同时接收来自后端的通讯信号，并连接由FPGA编程实现的通讯数据接收模块。FPGA模块从通讯数据中分离提取控制通讯数据，并输出。通讯数据接收模块可以采用MAX232或MAX485芯片，用于对云台，球机的控制。

FPGA模块其余IO接口连接扩展IO接口，通过增加外接电路实现功能扩展。

Claims (10)

1.一种数字高清摄像机，包括摄像机电路，其特征在于：还包括FPGA模块及与FPGA模块连接的SDI模块；

FPGA模块用于接收摄像机电路的数字信号并将数字信号转换为SDI信号；

SDI模块用于驱动SDI信号并发送至BNC输出端口；

所述SDI信号是高清HDSDI，并向下兼容标清SDSDI。

2.根据权利要求1所述的数字高清摄像机，其特征在于：所述SDI模块包括与FPGA模块连接的SDI电缆驱动电路和SDI电缆驱动电路连接的SDI接口。

3.根据权利要求1所述的数字高清摄像机，其特征在于：还包括与FPGA模块连接的光收发模块，用于SDI信号的光传输。

4.根据权利要求3所述的数字高清摄像机，其特征在于：所述FPGA模块还设有通讯数据接收模块，用于接收光收发模块的控制信号。

5.根据权利要求3所述的数字高清摄像机，其特征在于：还包括与FPGA模块连接的音频模块，用于对前端监控场所的监听，该FPGA模块接收来自音频模块的音频信号，并将音频信号嵌入SDI信号中，并将信号发送至SDI模块或光收发模块。

6.根据权利要求5所述的数字高清摄像机，其特征在于：所述音频模块包括接收声音信号并将声音信号转化为模拟信号的微音器和将模拟信号进行模数转化的音频ADC。

7.根据权利要求1所述的数字高清摄像机，其特征在于：所述摄像机电路为CCD摄像机电路，或CMOS摄像机电路。

8.根据权利要求1至7任一项所述的数字高清摄像机，其特征在于：所述FPGA模块通过扩展IO接口外接DVI发送/接收芯片实现带DVI接口。

9.根据权利要求1至7任一项所述的数字高清摄像机，其特征在于：所述FPGA模块通过扩展IO接口外接VGAADC/DAC芯片实现带VGA接口。

10.根据权利要求1至7任一项所述的数字高清摄像机，其特征在于：所述FPGA模块通过扩展IO接口外接以太网处理芯片，实现带网络信号通道。

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