浅析DSP智能摄像机发展的必然方向

2010-03-24 20:05:26来源: 互联网

      随着现代科学技术的发展,视频监控系统也向智能化发展,而监控用的摄像机也必须智能化。DSP摄像机有普通型与智能型,以往的DSP智能摄像机主要是提高图像质量型。本文主要介绍DSP智能摄像机的工作原理,过去的提高图像质量型与现在需要的检测识别报警型DSP摄像机的智能化功能,检测识别报警型DSP摄像机在现代平安城市建设中的作用,以及DSP智能摄像机必须由提高图像质量型向检测识别报警型发展。

  DSP (Digital Signal Processing)即数字信号处理,它是利用数字计算机或专用数字信号处理设备,以数值计算的方法对信号进行采集、变换、综合、估值、识别等加工处理,借以达到提取有用信息、便于应用的目的。

  由于有了DSP功能的芯片出现,所以近些年才出现了DSP的新型摄像机。这种摄像机的主要特点就是:在摄像机内部的电路采用了大规模数字信号处理集成电路(DSP LSI),并且由微处理器对系统的状态进行检测与控制,因此其稳定性、可靠性、一致性等都大大提高。DSP芯片是一种特殊的微处理器,就是根据数字信号处理理论的数学模型和算法,设计出专门的数字信号微处理器芯片。计算程序全部“硬化”,数字滤波器所需要的其他设备也全部集成、硬化,比如加法器、存储器、控制器、输入/输出接口,甚至其他类型的外部设备等。许多在模拟信号处理器中无法进行的工作,都可以在数字处理中进行,如二维数字滤波、数字动态图像检测、数字背景光补偿、肤色轮廓校正、细节补偿频率调节、准确的彩色矩阵、精确的γ校正、自动聚焦等。因此,有了DSP的摄像机,可大大提高图像的质量。

  此外,通过数字设定,可进行画面格式变换,还可均衡调节各参数值,把摄像机之间的差别缩减到最小。DSP彩色摄像机,还能方便地输出亮度信号与色度信号分离的视频信号(简称Y/C信号或S-Video信号)。DSP技术不仅使摄像机在性能上获得优势,而且缩小了体积,节省了零件及装配时间,从而降低了成本。

一、DSP智能摄像机的工作原理

  DSP摄像机的工作原理中,亮度/色度处理、编码同步发生器及CCD驱动等部分电路均采用了数字信号处理技术,它们都由微处理器执行中心控制。虽然,由于AGC和γ校正电路是在A/D转换之前,仍为模拟处理,但它们的控制电压和补偿信号是根据数字部分检测决定的,因而仍然可以调节得很精确。

  亮度/色度处理部分,需要微处理器对数字信号的数据进行检测处理控制,以测量出信号峰值、平均值、差值等信息,并将这些测量结果经微处理器的运算处理,形成各种控制信号。如其中需要采用二维数字梳妆滤波(2-Dementional Digital Comb Filter)处理技术,用它可以减小亮度信号对色度信号的串扰,并最大限度地保留亮度信号高频成分,从而进一步改善图像质量。

  关于检测识别预/报警型的智能化功能,主要是通过智能化软件固化在DSP中。通过所监控的图像检测,如得到所需的信息就去进行识别处理判断,以驱动预/报警而阻止犯罪。
 
二、提高图像质量型DSP摄像机的智能化功能

  该类DSP摄像机在提高图像效果的同时,而具有智能的特色。因为相对于模拟摄像机来说,数字信号处理摄像机能方便地使用一些改善图像质量的新技术。因为通过数字信号处理技术,可以获得许多模拟信号处理难以实现的效果。下面主要简介一下提高图像效果的智能型DSP彩色CCD摄像机中所采用的数字2H增强技术、数字拐点技术、智能数字背景光补偿、数字自动跟踪白平衡、数字动态展宽、自动聚焦、电子灵敏度增强、数字降噪及屏幕菜单显示等智能功能。

  1、数字2H增强技术

  采用数字2H增强技术,可以有效地增强视频信号的水平和垂直边缘,从而获得边缘分明的清晰图像。

  在采用了2H增强信号与视频信号合成后,就可使视频信号的边缘部分得到增强。

  2、数字拐点技术

  数字拐点技术可以有效地扩展视频信号的动态范围,这样在拍摄高亮度景物时,不致于使图像的高光部分被白色完全淹没。图3为数字拐点技术示意图。

  用模拟摄像机拍摄高亮度景物时,其图像的高光部分就被白色完全淹没。通过数字摄像机的数字拐点技术,可对图像高光部分进行压缩,从而使这部分的图像细节能够显现出来。

  3、智能数字背景光补偿(Intelligent Digital Back-light Compinsation)

  背景光补偿也即逆光补偿。在松下的一些CCD摄像机中,均采用了自适应型的智能数字背景光补偿技术。这种技术与常规的逆光补偿技术相比,这里采用了数字检测与数字运算技术,因而可获得很好的逆光补偿效果。

  智能数字背景光补偿的原理是:将摄像机摄取的整幅画面平均分成48个(即8×6块)正方形的小处理区域(如台湾敏通公司的M88 DSP处理器就是这样),并对每一个小块的平均亮度进行检测,如果这些小块的平均亮度差别过大,则通过先进的算法缩小这些小块的亮度差,使过暗的景物能够较为清晰地重现,而又不致于使图像亮部区域出现过载。因此,采用这种智能化的数字检测技术,即使是很小的、薄的或是不在画面中心区域的景物,也能够清晰地在画面上呈现出来。

  4、数字自动跟踪白平衡(Digital Auto Tracing White Balance)

  数字自动跟踪白平衡技术能够自动跟踪画面上的白色,对系统进行白平衡调整,因而它能够明显改善彩色图像的重现效果。

 

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关键字:DSP  智能摄像机

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2010/0324/article_2392.html
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