專利名稱：Isp分離的視頻會議ptz攝像機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到攝像機技術領域,具體涉及到攝像機中的ISP (Image SignalProcessor圖像信號處理器)模塊的結構改進方面。
背景技術：
視頻會議系統廣泛采用PTZ(Pan Tilt Zoom)攝像機。該攝像機一般作為視頻會議終端的主視頻源。由于該攝像機可以接收視頻會議終端的控制指令進行水平(Pan)、垂直(Tilt)運動和變焦(Zoom)，因此完全滿足不同會議形式對攝像機的要求。同時該類攝 像機在教學錄播、法庭錄播等領域也有廣泛應用。隨著高清技術的成熟，該類攝像機一般都支持高清視頻制式。如圖I所示，現有視頻會議PTZ攝像頭包括云臺201、一體化攝像機芯202、接口板及控制單板203、連接電纜204。云臺在接口板及控制單板203的控制下進行方位和俯仰的轉動。機芯202在接口板及控制單板203的控制下完成鏡頭控制，圖像參數調整。機芯202輸出的標準格式(一般符合BT 1120)數字圖像，通過電纜到接口板及控制單板203，通過不同的接口芯片轉換成標準視頻接口，如HDMI、DVI、YPbPr、SDI等。一體化攝像機芯202 —般包括鏡頭301、電源及鏡頭控制模塊302、傳感器模塊303、ISP模塊304。在結構上，這些模塊緊密的結合在一起，形成一個模組，一般安裝在云臺頂部狹小的空間中。傳感器的原始圖像數據(Raw Data)高速數據直接進入ISP模塊處理。ISP模塊一般采用成熟的ASIC芯片或DSP芯片。但是，ASIC芯片研發周期長，一些最新的圖像處理技術和算法實現需要很長的時間，而DSP芯片處理速度慢，不利于處理高清視頻信號。因此采用FPGA(Field — Programmable Gate Array即現場可編程門陣列)芯片，實現ISP算法是一個不錯的選擇。FPGA芯片編程靈活、修改方便、硬件實現并行處理能力強。但是FPGA芯片尺寸大、功耗大，如果按照一體化機芯的緊湊結構設計，機芯的發熱量也很大，尤其在處理高幀頻(如60幀/秒)高清圖像數據時。由于云臺負載限制和造型的要求，云臺上方轉動部分空間都非常狹小。一體化機芯發熱量大的話，散熱將會存在很大問題，從而影響產品的穩定性。積聚熱量并使傳感器模塊溫度升高，噪聲加大，圖像質量下降。機芯狹小空間對FPGA芯片的升級維護也存在一些困難。
發明內容綜上所述，本實用新型的目的是為了解決現有一體化攝像機芯的ISP模塊存在的技術不足，而提出的一種ISP分離的視頻會議PTZ攝像機。為解決本實用新型所提出的技術不足，采用的技術方案為ISP分離的視頻會議PTZ攝像機，包括有一個云臺，在云臺上安裝有攝像機機芯；所述的攝像機機芯中設有鏡頭部件和傳感器模塊，其特征在于所述的云臺內設有與傳感器模塊連接的ISP模塊，ISP模塊采用的是FPGA芯片。[0009]作為對本實用新型技術方案的進一步限定包括有所述的云臺包括有底座和設底座上的電驅動旋轉支架；所述的攝像機機芯安裝于電驅動旋轉支架上，在所述底座中設有控制電驅動旋轉支架運作，實現攝像機機芯水平或垂直運動的控制單板及接口板，所述ISP模塊安裝于接口板上。所述的攝像機機芯內還設有驅動鏡頭部件實現變焦的鏡頭控制模塊。所述的傳感器模塊與ISP模塊間通過帶屏蔽層的同軸電纜連接。本實用新型的有益效果為本發明ISP模塊的采用的FPGA芯片，并將FPGA芯片分離到云臺中，解決了現有ASIC芯片研發周期長，一些最新的圖像處理技術和算法實現需要很長的時間，及DSP芯片處理速度慢，不利于處理高清視頻信號的技術不足。在結構上，摒 棄傳統的一體化機芯的概念，采用ISP與傳感器分離的結構形式有利于散熱設計和升級維護。
圖I為現有視頻會議PTZ攝像機的分解結構不意圖；圖2為現有視頻會議PTZ攝像機所使用的一體化機芯分解結構示意圖；圖3為本實用新型的立體結構示意圖；圖4為本實用新型的分解結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和本實用新型優選的具體實施例，對本實用新型的結構作進一步地說明。參照圖3和圖4中所示，本實用新型包括有一個云臺I和安裝在云臺I上的攝像機機芯2。所述的云臺I包括有底座11和設底座11上的電驅動旋轉支架12 ;所述的攝像機機芯2安裝于電驅動旋轉支架12上，在所述底座11中設有控制電驅動旋轉支架12運作，實現攝像機機芯2水平或垂直運動的控制單板111及用于連接視頻監控網絡系統的接口板；所述控制單板111和接口板在實施過程中可以是兩板獨立的電路板，也可以共用一塊PCB的電路板。所述的攝像機機芯2中設有鏡頭部件21和傳感器模塊22，鏡頭部件21和傳感器模塊22設于殼體23內，通過殼體23與電驅動旋轉支架12連接。為了鏡頭部件21實現變焦目的，在攝像機機芯2內還設有驅動鏡頭部件21調節變焦的鏡頭控制模塊。鏡頭部件21實現光學成像，傳感器模塊22將鏡頭部件21的光信號轉換成電信號，在所述的云臺I底座11中內設有與傳感器模塊22連接的ISP模塊112，ISP模塊112最好是設于接口板上，與接口板共用一塊PCB，所述的ISP模塊采用的是FPGA芯片。ISP模塊112用于接收傳感器模塊22的原始數據(Raw Data)，并進行如下流水線處理I)壞點檢測；2)黑電平校正和顏色格式插值轉換；3) 2D 和 3D 濾波；4)白平衡及顏色校正；5)曝光處理；[0026]6)伽馬校正；7)鏡頭岐變校正；8)圖像增強；9)格式轉換；10)以及自動聚焦等。ISP模塊輸出標準格式(一般符合BT 1120)數字圖像，到接口板及控制單板上的不同的接口芯片轉換成標準視頻接口，如HDMI、DVI、YPbPr、SDI等。
本實用新型將ISP模塊112從傳統的視頻會議PTZ攝像機機芯中分離出來，放置于云臺底座11中，底座11為云臺的固定部分。帶來的好處是，可以采用尺寸和功耗較大的FPGA芯片完成ISP算法功能。FPGA芯片相對于傳統ASIC芯片編程靈活、修改方便、硬件實現并行處理能力強。由于底座11為固定部分，設有ISP模塊112的接口板放置在云臺底座11中不隨云臺電驅動旋轉支架12及攝像機機芯2轉動，底座11空間大，設計方便，有利于散熱設計和升級維護。產品更新速度明顯加快，有利于滿足不同客戶訂制化的需求。由于傳感器模塊22輸出為Bayer格式的原始數據(Raw Data)，電接口也不標準，一般LVTTL的12-16bit的并行接口或LVDS差分接口。如果是并行接口，則對連接傳感器模塊22與ISP模塊112的電纜3提出了比較高的要求，需要是帶屏蔽的微同軸電纜以滿足電磁兼容性的要求。由電纜3連接轉動的攝像機機芯2和固定的底座11，電纜3的柔韌性越高越好。ISP模塊112與攝像機機芯2分離以后，高速(最高148M Hz)信號的傳輸距離比以前(一體化機芯)加長了數十倍，達到30-40厘米。因此，攝像機機芯2必須考慮信號傳輸延遲對采樣帶來的不利影響，在發射端或接收端需有對時鐘相位進行調整電路。
權利要求1.ISP分離的視頻會議PTZ攝像機，包括有一個云臺，在云臺上安裝有攝像機機芯；所述的攝像機機芯中設有鏡頭部件和傳感器模塊，其特征在于所述的云臺內設有與傳感器模塊連接的ISP模塊，ISP模塊采用的是FPGA芯片。
2.根據權利要求I所述的ISP分離的視頻會議PTZ攝像機，其特征在于所述的云臺包括有底座和設底座上的電驅動旋轉支架；所述的攝像機機芯安裝于電驅動旋轉支架上，在所述底座中設有控制電驅動旋轉支架運作，實現攝像機機芯水平或垂直運動的控制單板及接口板，所述ISP模塊安裝于接口板上。
3.根據權利要求I所述的ISP分離的視頻會議PTZ攝像機，其特征在于所述的攝像機機芯內還設有驅動鏡頭部件實現變焦的鏡頭控制模塊。
4.根據權利要求I所述的ISP分離的視頻會議PTZ攝像機，其特征在于所述的傳感器模塊與ISP模塊間通過帶屏蔽層的同軸電纜連接。
專利摘要ISP分離的視頻會議PTZ攝像機，涉及到攝像機技術領域，解決現有一體化攝像機芯的ISP模塊存在的技術不足，包括有一個云臺，在云臺上安裝有攝像機機芯；所述的攝像機機芯中設有鏡頭部件和傳感器模塊，其特征在于所述的云臺內設有與傳感器模塊連接的ISP模塊，ISP模塊采用的是FPGA芯片。本實用新型ISP模塊的采用的FPGA芯片，并將FPGA芯片分離到云臺中，解決了現有ASIC芯片研發周期長，一些最新的圖像處理技術和算法實現需要很長的時間，及DSP芯片處理速度慢，不利于處理高清視頻信號的技術不足。在結構上，摒棄傳統的一體化機芯的概念，采用ISP與傳感器分離的結構形式有利于散熱設計和升級維護。
文檔編號H04N7/15GK202617245SQ20122024278
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者陳濤 申請人:深圳市維海德電子技術有限公司