CN202617245U

CN202617245U - Isp分离的视频会议ptz摄像机

Info

Publication number: CN202617245U
Application number: CN 201220242784
Authority: CN
Inventors: 陈涛
Original assignee: SHENZHEN WEIHAIDE ELECTRONIC TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: Shenzhen Hi Tech Ltd By Share Ltd
Priority date: 2012-05-28
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2022-05-28

Abstract

ISP分离的视频会议PTZ摄像机，涉及到摄像机技术领域，解决现有一体化摄像机芯的ISP模块存在的技术不足，包括有一个云台，在云台上安装有摄像机机芯；所述的摄像机机芯中设有镜头部件和传感器模块，其特征在于：所述的云台内设有与传感器模块连接的ISP模块，ISP模块采用的是FPGA芯片。本实用新型ISP模块的采用的FPGA芯片，并将FPGA芯片分离到云台中，解决了现有ASIC芯片研发周期长，一些最新的图像处理技术和算法实现需要很长的时间，及DSP芯片处理速度慢，不利于处理高清视频信号的技术不足。在结构上，摒弃传统的一体化机芯的概念，采用ISP与传感器分离的结构形式有利于散热设计和升级维护。

Description

ISP分离的视频会议PTZ摄像机

技术领域

本实用新型涉及到摄像机技术领域，具体涉及到摄像机中的ISP（Image Signal Processor图像信号处理器）模块的结构改进方面。

背景技术

视频会议系统广泛采用PTZ(Pan Tilt Zoom)摄像机。该摄像机一般作为视频会议终端的主视频源。由于该摄像机可以接收视频会议终端的控制指令进行水平（Pan）、垂直（Tilt）运动和变焦（Zoom），因此完全满足不同会议形式对摄像机的要求。同时该类摄像机在教学录播、法庭录播等领域也有广泛应用。随着高清技术的成熟，该类摄像机一般都支持高清视频制式。

如图1所示，现有视频会议PTZ摄像头包括云台201、一体化摄像机芯202、接口板及控制单板203、连接电缆204。云台在接口板及控制单板203的控制下进行方位和俯仰的转动。机芯202在接口板及控制单板203的控制下完成镜头控制，图像参数调整。机芯202输出的标准格式（一般符合BT 1120）数字图像，通过电缆到接口板及控制单板203，通过不同的接口芯片转换成标准视频接口，如：HDMI、DVI、YPbPr、SDI等。

一体化摄像机芯202一般包括镜头301、电源及镜头控制模块302、传感器模块303、ISP模块304。在结构上，这些模块紧密的结合在一起，形成一个模组，一般安装在云台顶部狭小的空间中。传感器的原始图像数据（Raw Data）高速数据直接进入ISP模块处理。

ISP模块一般采用成熟的ASIC芯片或DSP芯片。但是，ASIC芯片研发周期长，一些最新的图像处理技术和算法实现需要很长的时间，而DSP芯片处理速度慢，不利于处理高清视频信号。因此采用FPGA（Field－Programmable Gate Array即现场可编程门阵列）芯片，实现ISP算法是一个不错的选择。FPGA芯片编程灵活、修改方便、硬件实现并行处理能力强。但是FPGA芯片尺寸大、功耗大，如果按照一体化机芯的紧凑结构设计，机芯的发热量也很大，尤其在处理高帧频（如：60帧/秒）高清图像数据时。

由于云台负载限制和造型的要求，云台上方转动部分空间都非常狭小。一体化机芯发热量大的话，散热将会存在很大问题，从而影响产品的稳定性。积聚热量并使传感器模块温度升高，噪声加大，图像质量下降。机芯狭小空间对FPGA芯片的升级维护也存在一些困难。

发明内容

综上所述，本实用新型的目的是为了解决现有一体化摄像机芯的ISP模块存在的技术不足，而提出的一种ISP分离的视频会议PTZ摄像机。

为解决本实用新型所提出的技术不足，采用的技术方案为：ISP分离的视频会议PTZ摄像机，包括有一个云台，在云台上安装有摄像机机芯；所述的摄像机机芯中设有镜头部件和传感器模块，其特征在于：所述的云台内设有与传感器模块连接的ISP模块，ISP模块采用的是FPGA芯片。

作为对本实用新型技术方案的进一步限定包括有：

所述的云台包括有底座和设底座上的电驱动旋转支架；所述的摄像机机芯安装于电驱动旋转支架上，在所述底座中设有控制电驱动旋转支架运作，实现摄像机机芯水平或垂直运动的控制单板及接口板，所述ISP模块安装于接口板上。

所述的摄像机机芯内还设有驱动镜头部件实现变焦的镜头控制模块。

所述的传感器模块与ISP模块间通过带屏蔽层的同轴电缆连接。

本实用新型的有益效果为：本发明ISP模块的采用的FPGA芯片，并将FPGA芯片分离到云台中，解决了现有ASIC芯片研发周期长，一些最新的图像处理技术和算法实现需要很长的时间，及DSP芯片处理速度慢，不利于处理高清视频信号的技术不足。在结构上，摒弃传统的一体化机芯的概念，采用ISP与传感器分离的结构形式有利于散热设计和升级维护。

附图说明

图1为现有视频会议PTZ摄像机的分解结构示意图；

图2为现有视频会议PTZ摄像机所使用的一体化机芯分解结构示意图；

图3为本实用新型的立体结构示意图；

图4为本实用新型的分解结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和本实用新型优选的具体实施例，对本实用新型的结构作进一步地说明。

参照图3和图4中所示，本实用新型包括有一个云台1和安装在云台1上的摄像机机芯2。所述的云台1包括有底座11和设底座11上的电驱动旋转支架12；所述的摄像机机芯2安装于电驱动旋转支架12上，在所述底座11中设有控制电驱动旋转支架12运作，实现摄像机机芯2水平或垂直运动的控制单板111及用于连接视频监控网络系统的接口板；所述控制单板111和接口板在实施过程中可以是两板独立的电路板，也可以共用一块PCB的电路板。

所述的摄像机机芯2中设有镜头部件21和传感器模块22，镜头部件21和传感器模块22设于壳体23内，通过壳体23与电驱动旋转支架12连接。为了镜头部件21实现变焦目的，在摄像机机芯2内还设有驱动镜头部件21调节变焦的镜头控制模块。镜头部件21实现光学成像，传感器模块22将镜头部件21的光信号转换成电信号，在所述的云台1底座11中内设有与传感器模块22连接的ISP模块112，ISP模块112最好是设于接口板上，与接口板共用一块PCB，所述的ISP模块采用的是FPGA芯片。ISP模块112 用于接收传感器模块22的原始数据（Raw Data），并进行如下流水线处理：

1) 坏点检测；

2) 黑电平校正和颜色格式插值转换；

3) 2D和3D滤波；

4) 白平衡及颜色校正；

5) 曝光处理；

6) 伽马校正；

7) 镜头岐变校正；

8) 图像增强；

9) 格式转换；

10) 以及自动聚焦等。

ISP模块输出标准格式（一般符合BT 1120）数字图像，到接口板及控制单板上的不同的接口芯片转换成标准视频接口，如：HDMI、DVI、YPbPr、SDI等。

本实用新型将ISP模块112从传统的视频会议PTZ摄像机机芯中分离出来，放置于云台底座11中，底座11为云台的固定部分。带来的好处是，可以采用尺寸和功耗较大的FPGA芯片完成ISP算法功能。FPGA芯片相对于传统ASIC芯片编程灵活、修改方便、硬件实现并行处理能力强。由于底座11为固定部分，设有ISP模块112的接口板放置在云台底座11中不随云台电驱动旋转支架12及摄像机机芯2转动，底座11空间大，设计方便，有利于散热设计和升级维护。产品更新速度明显加快，有利于满足不同客户订制化的需求。

由于传感器模块22输出为Bayer格式的原始数据（Raw Data），电接口也不标准，一般LVTTL的12-16bit的并行接口或LVDS差分接口。如果是并行接口，则对连接传感器模块22与ISP模块112的电缆3提出了比较高的要求，需要是带屏蔽的微同轴电缆以满足电磁兼容性的要求。由电缆3连接转动的摄像机机芯2和固定的底座11，电缆3的柔韧性越高越好。ISP模块112与摄像机机芯2分离以后，高速（最高148M Hz）信号的传输距离比以前（一体化机芯）加长了数十倍，达到30-40厘米。因此，摄像机机芯2必须考虑信号传输延迟对采样带来的不利影响，在发射端或接收端需有对时钟相位进行调整电路。

Claims

1.ISP分离的视频会议PTZ摄像机，包括有一个云台，在云台上安装有摄像机机芯；所述的摄像机机芯中设有镜头部件和传感器模块，其特征在于：所述的云台内设有与传感器模块连接的ISP模块，ISP模块采用的是FPGA芯片。

2.根据权利要求1所述的ISP分离的视频会议PTZ摄像机，其特征在于：所述的云台包括有底座和设底座上的电驱动旋转支架；所述的摄像机机芯安装于电驱动旋转支架上，在所述底座中设有控制电驱动旋转支架运作，实现摄像机机芯水平或垂直运动的控制单板及接口板，所述ISP模块安装于接口板上。

3.根据权利要求1所述的ISP分离的视频会议PTZ摄像机，其特征在于：所述的摄像机机芯内还设有驱动镜头部件实现变焦的镜头控制模块。

4.根据权利要求1所述的ISP分离的视频会议PTZ摄像机，其特征在于：所述的传感器模块与ISP模块间通过带屏蔽层的同轴电缆连接。