随着电子信息技术的发展，视频数据采集技术越来越多地应用在视频监控领域，它能对视频中的目标进行自动监测、识别、储存和分析，从而为用户提供监控和预警的关键信息。尤其是在某些特殊场所的应用，如在恶劣天气下24小时全天候探测、边防与周界人侵自动报警和重要公共活动场所的监控管理等，对构建数字化、集成化、网络化和智能化的全面监控体系有着重大的意义，同时也将为我国社会公共安全监管提供了有力的保障。
 

    视频监控系统的主体架构，目前已经升级至第四代，发展到了最新的网络摄像机（ip camera）。从技术层面看，虽然ip camera的视频采集极大地节省了成本，提高了传输效率，但由于系统中存在“先天不足”，导致成本增加、画面噪音等缺陷。目前，我国芯片设计公司的新技术使这种“困局”逐渐赢得了转机。

    常规监控架构的“先天不足”

    随着互联网的快速发展，以及传统的模拟视频监控系统在大规模部署、远距离传输受到成本和灵活性等方面的限制，以网络摄像机为视频采集装置的全数字网络视频监控系统正受到越来越多的关注并被市场所认可。人们在构建网络摄像机视频监控系统时，沿用了视频采集、数字化转换、网络传输的设计架构，来自监控摄像机的模拟视频信号（cvb）经过电视信号解码器进行解码和模数转换，生成数字视频信号，然后以itubt．601或者itu bt．656的格式输出到主控系统。

    常用的网络摄像机框图如图1所示

    当我们深入地研究上面的系统框图，不把监控摄像机、电视信号解码器和主控系统分开来看待，而是将网络摄像机作为一个整体来分析的时候，发现了一个有趣的问题。如图2所示。

    在这样一个系统中，监控摄像机图像传感器（sensor）行光电转换，将监控画面转换为电信号，并把视频模数转换（video adc）为数字信号后，经过信号处理器（dsp）处理，还需要经过一轮数模转换，生成模拟视频信号（cvbs）输出。模拟信号输入到电视信号解码器后经过模数转换（vldlo adc），还原为数字视频信号，才能最终为主控系统所用。这样带来一些问题：首失是成本上的增加，从细化的框图上不难看出video dac和video adc为系统增加了无谓的成本；其次是更为重要的性能问题：任何数字信号与模拟信号之间的转换都不可避免地带来量化噪音，来自sensor的信号经dsp处理之后，在两轮模数转换时，引入了额外的噪声，这些随机噪声对视频画面带来了很大的损害。同时，随机噪音的引入使得视频在压缩过程中无法很好地控制压缩率，主控系统中的dsp／asic芯片为了获得满意的视频质量和较好的压缩事，不得不对来自video adc的信号先进行预处理，而图像预处理除了需要专业的算法之外，也耗费了很多dsp／asic的运算能力，使得系统设计者不得不选择更强大也更昂贵的处理器，这样一来就又增加了整个系统的成本。

    新型高端ip camera芯片“突击”架构“困局”

    如何降低系统的设计成本？如何减少在图像预处理上的投入；从而更好地关注视频压缩、网络传输等能帮助产品设计取得成功的技术？众多的网络摄像机设计者正在寻求一个更完美的解决方案。近日，我国芯片设计公司发布了新型高端ip camera芯片，让业内人士眼前一亮。

    新型高端ip camera芯片是针对图像采集和处理而专门设计的监控摄像机数字图像处理soc（片上系统）。它通过对来自cmos传感器的视频信号进行awb（自动白平衡）、ae（自动曝光）、agc（自动增益控制）等图像处理，融合了低照度下图像增强处理、图像噪声智能预测与抑制等先进技术，并由标准ccjr656接回输出高质量的数字视频信号，供外部处理器进行压缩和处理。

    采用新型高端ip camera芯片的网络摄像机框图变得更加简洁，非常便于进行成本的控制。如图3所示。

    由于采用集成度更高的图像传感器和信号处理器芯片组成视频采集系统，并且直接输出数字视频信号供主控芯片进行视频压缩与网络传输，使得网络摄像机的系统成本大幅度降低。更为重要的是；通过将视频采集电路中的番功能模块进行合理地组合配置，减少无谓的数模转换和模数转换电路，消除了视频反复转换过程中带来的随机噪声；主控系统获得的数字视频信号比传统方式下获得的信号具有更好的质量， dsp／ asic不再需要专门的运算来进行图像预处理，也可获得高质量的视频画面和满意的视频压缩率。因此，设计者可以减少许多视频预处理的工作量，从而更加专注于图像压缩、网络传输等处理，使得设计出的产品更加具有市场竞争力。

    此外，设计者还可以利用新型高端ip camera芯片内置的运动侦测，dsd叠加等功能进一步降低主控dsp/ asic的运算压力，在增加产品功能的同时更好地控制系统的成本。这款新型高端ip camera芯片的诞生，使长期困扰网络摄像机视频监控设计中的一些疑难问题迎刃而解。

    ip camera数字视频采集的新趋势

    随着人们对公共安全的关注度日益增加，视频监控系统部署规模正在变得越来越庞大。英国《每日邮报》曾援引英国皇家工程学会的调查报告说，该国如今没有420万个闭路电视监控摄像机。在中国，随着“平安城市”建设的深入推进，各地监控摄像机安装数量也在加速上升，据公开报道，各地已安装及计划安装的摄像机数量为，北京26．5万个，深圳20万个，广外25万个…

    如此众多的监控摄像机采集到的视频，除了满足实时查看的需求之外，还有一些其他的用途。比如，将视频录像保存，以使事后回放检查、分析；或者对视频进行远距离的传输，尤其是日益受到关注的通过互联网传输；还有更为高级的应用，如对视频进行实时分析、对监控画面中的入侵等异常事件及时地智能报警等。

    对视频进行实时查看上外的其他应用，首先就需要对视频进行采集。在音视频数字处理技术还没有发展起来的年代，用磁带录像机记录是保存视频的主要方式，视频的事后回放与分析也是靠人工操作来宪成的。今天，这种传统方式己经无法满足当前视频监控系统中摄像机数量众多的应用环境。随着新型高端ip camera芯片的出现，数字视频采集在监控系统中的应用变得越来越高效化了。

    到目前为止，一些场所都相继安装了嵌有新型高端ip camera芯片的监控摄像机，这些摄像机的陆续使用，说明视频采集已经进入了一个网络存储、网络传输、后期分析综合集成的时代。同时，标志着新型高端ipcamera芯片将成为数字视频采集驱动“安保黄金眼”的主流技术。