高清视频工程中,硬件设备是非常重要的,只要一环出现问题,就会影响到最终视频的效果。而其中主要的硬件设备有高清视频采集卡、高清摄像机,对于一些工程应用还有高清光端机,高清硬盘录像机等。尤其是近几年高清视频设备的快速普及,使高清视频设备得到了很大的发展,预计在接下来的1-2年,市场对高清产品的需求将呈现井喷的趋势,需求量的提升一方面会带来更高性能和更多功能的需求,另一方面也会带来差异化竞争的进一步加剧。而高清视频作为最能影响到这两者的核心部分,其技术的演进和性能的提升对高清视频终端的市场状况起到决定性作用。
在讨论高清视频的技术发展趋势前,我们先简单的分析一下目前高清视频终端(前端)产品的常见组成架构。一般的高清视频终端分为传感器、ISP、编码压缩或转换三个常见部分,部分高清相机还会包含一个智能处理器。
1.ISP,即图像处理部分,我们常常提及的2A(AWB/AE)或者3A(AWB/AE/AF)都在这里完成的。传统模式下一般采用一颗DSP或者一颗FPGA来完成对图像的后期处理。
2.传感器,指得是我们常常提及的CCD Sensor或CMOS Sensor,如SONY的 ICX 445、ICX274、IMX035/036,Aptina的MT9M033,Omnivison的OV2715等等。主要作用是光电转换,将光信号转换为后端可以接收识别的电信号。
3.智能视频分析部分,一般采用一颗单独的DSP来实现,通过该DSP实现视频分析功能,如行为分析、视频诊断、特征识别等,由于受算法性能有限和跨平台移植的难度等限制,目前这类产品应用较少。
4.编码压缩或转换,传感器信号经过ISP部分处理后,一般以SMPTE296M/BT.1120等数字接口格式传输到后续的编码压缩或转换部分,处理成压缩后的TCP/IP信号或者非压缩的HD-SDI信号。
传统意义上,这几个部分是彼此分开的,不同的部分由不同的芯片来完成,随着技术的发展,越来越多的芯片厂商将后面的两个部分融合到了一起,如九视电子高清视频采集卡其只需要结合软件,并能实现整套视频采集、压缩、处理的运行,极大的节约了软压缩视频处理的成本,并且其兼容性相当好,能直接兼容各种流媒体应用软件,并且带有完整的二次开发包SDK。高清视频采集卡在流媒体视频技术发展将是最关键的点。