高清IP视频监控图像处理芯片介绍及应用

    高清IPC即HighDefinitionIPCamera，也就是完全符合HDTV标准的IPC。很显然，高清视频意味着更大的数据量，无论对于编码芯片、编码算法、网络传输及存储系统都带来的巨大的考验，而得益于这些相关领域的不断突破，高清IP监控已得以实现，并快速地发展和应用。

　　根据SMPTE(美国电影电视工程师协会)标准，高清IP监控系统需达到如下要求：

　　分辨率要求。即需要达到1280×720/逐行或1920×1080/隔行/逐行。

　　帧率能够达到全帧速。

　　具有更好的图像色彩保真度。

　　16：9格式。

　　因此，高清IP不仅指传感器有效像素的大幅度提高，而且实现视频的实时性、具有高图像色彩的保真度、长宽比为16：9的格式成像效果。

　　高清IPC的设计方案很多，但从架构上来看，主要包括两种：其一，采用CCD/CMOS传感器作为图像采集设备，配套提供实现图像处理和编码功能的SOC芯片；其二，采用前端摄像机模组作为图像采集设备和一个通用的ASIC或DSP进行编码和传输。由于第一种架构设计灵活，广泛被厂家采用。在图像处理方面有三种实现方案。

　　第一种方案采用专用的ISP处理芯片和编码处理部分，该方案较灵活，采用专用的ISP芯片稳定性好，能够保证图像的质量。

　　第二种方案采用集成ISP的编码芯片，该方案灵活性次于第一种方案，且专用的ISP处理芯片稳定性虽高，但图像质量一般、成本较高。

　　第三种方案采用FPGA等芯片实现信号处理及编码功能，该方案灵活性最强，但是稳定性差、成本最高、图像质量难于保证。

　　专用ISP方案设计灵活、性价比高、可以保证图像的质量，适用于高清IPC的设计。

　　ISP处理芯片

　　ISP（imagesignalprocessing）是指视频信号处理芯片，一般通过专门的ASIC或者DSP加以实现。通常情况下，传感器部分设置有内嵌的图像处理芯片以处理一些较简单的功能，而较复杂的3A(即自动曝光、自动白平衡以及自动对焦)、WDR等功能，则必须通过后端ISP处理，以获得良好的影像效果。

　　以Nextchip的高清多功能ISP芯片NVP2400为例，该芯片可应用于1.3M/2M的HD-SDI摄像机、高清模拟摄像机及高清IPC的设计。其内部集成8位快速8051MCU、64MSDRAM及片上X-RAM等。芯片有I2C、UART、SPI等通信接口，并具有定时器、PWM、中断等功能，可与标准8051MCU兼容。

　　NVP2400可直接接收原始视频信号或者LVDS信号，经过ISP预处理后，芯片可以输出复合模拟信号和BT656/BT1120/YC16bits视频数据流。