ISP分离的视频会议PTZ摄像机制造技术

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。本实用新型专利技术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。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到摄像机
,具体涉及到摄像机中的ISP (Image SignalProcessor图像信号处理器)模块的结构改进方面。
技术介绍
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I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 —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。
技术实现思路
综上所述，本技术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。为解决本技术所提出的技术不足，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。作为对本技术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。本技术的有益效果为本专利技术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I为现有视频会议PTZ摄像机的分解结构不意图；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为本技术的立体结构示意图；图4为本技术的分解结构示意图。具体实施方式以下结合附图和本技术优选的具体实施例，对本技术的结构作进一步地说明。参照图3和图4中所示，本技术包括有一个云台I和安装在云台I上的摄像机机芯2。所述的云台I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I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I)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。本技术将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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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I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...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，
申请(专利权)人：深圳市维海德电子技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：