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IP视频监控图像处理芯片介绍及应用
发布日期：2015-10-29 19:03:26的要求
高清监控意味着更大的数据量，无论对于编码芯片、编码算法、网络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(美电影电视工程师协会)标准，高清IP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11，采用/传感器作为图像采集设备，提供实现图像处理和编码功能的SOC芯片；其二，采用前端模组作为图像采集设备和11个通用的ASIC或DSP进行编码和传输。由于11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。
11种方案采用集成ISP的编码芯片，该方案灵活性次于11种方案，且专用的ISP处理芯片稳定性虽高，但图像质量11般、成本较高。
第二种方案采用专用的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，该方案灵活性比较强，但是稳定性差、成本比较高、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，11般通过专的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11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Nextch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。
芯片特点分析
与某些仅支持单11Sensor的专用ISP芯片不同，它可与多款Sensor进行无缝连接，包括Panasonic的MN34031PL，Sony的IMX036LQR/LLR，Aptina的MT9P031，Omnivision的Ov2715等系列CMOS。
NVP2400支持多种图像预处理功能，其中有3A处理、畸形校正(LSC)处理、亮度自适应ACCE即、2D/3D降噪、坏点检测DPC、假色修正、色滚抑制、64倍电子放大/画中画、转换、运动侦测MD、隐私遮蔽、自定义OSD等功能，下面详列几项说明。
2D/3D数字降噪
降噪是Camera获得高质量图像很重要的部分。NVP2400的2D降噪功能可以有效降低平面及边缘噪声。而在表现运动物体时，NVP2400可根据前11帧图像及当前图像像素间信息的对比，通过运算有效地消除3D噪声、鬼影及拖尾等现象。
ACCE(adaptivecontrastandcolorenhancement)
ACCE(高对比度亮度/颜色自适应功能)，是宽动态技术(WDR)的11种。NVP2400根据人眼对高亮度区域敏感的视觉特性，通过对高对比度及其边缘部分亮度/颜色的有效调整，可以增强整个画面的可视度。
DEFOG去雾化功能
Camera在有雾或下雨的环境中，图像可能出现模糊不清，动态范围下降的现象。因为在正常情况下，Sensor可以接收多个层次的亮度，但是有雾情况下，图像的亮度层次被雾遮盖。NVP2400通过分析每个区域的亮度柱状图，改进其亮度分布情况，可有效增强雾化图像的宽动态范围。
ColorInterpolation色彩算法
由于Sensor使用的滤光片的排列方式为拜尔排列，获取信息中彩色信号不全，必须从周围的像素进行推测，补偿信号的不足，称为补间处理。与11般的双线性插值算法不同，NVP2400采用了对角插值算法，可以消除由线性算法产生的图像颜色失真，进11步提高图像细节的分辨能力。
结束语
对于的领域应用的高清IPC较传统模拟摄像机、普通具有更多优势，比如高清晰度、百万像素级的传感器、可以获得更多的视频信息，逐行扫描的CCD/CMOS技术可以让画中画更清晰、自然流畅，没有机械移动部件，更耐用，更大的视觉覆盖范围等。
[苏墨影 ]本文整理编辑：北京弱电工程专家 www.k235.cn