專利名稱：一種數字高清攝像機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于攝像設備，更具體地說，是一種應用于數字高清民用閉路監視電 視系統(HDCCTV)中前端的數字高清攝像機。
背景技術：
民用閉路監視電視系統(CCTV)采用復合視頻的傳輸格式，75歐姆BNC連接器和 75歐姆同軸電纜，系統宜由攝像、傳輸、顯示及控制等四個主要部分組成。當需要記錄監視 目標的圖像時，應設置錄像裝置。在監視目標的同時，當需要監聽聲音時，可配置聲音傳輸、 監聽和記錄系統。 民用閉路監視電視系統(CCTV)技術不斷發展，各種新方案，新技術陸續推出，傳 統的模擬監視系統清晰度不高，遠不能達到高清的標準。數字高清民用閉路監視電視系統 (HDCCTV)，是指清晰度達到高清標準，即指清晰度達到720P或者1080I&P，同時傳輸數字信 號，高清化，數字化的監視系統。 目前符合高清標準的產品有很多，但均不適用于民用閉路監視電視系統。名稱為
"基于通用HDMI設備的高清視頻圖像采集顯示方法"，申請號為200710119329. X的中國專
利申請，闡述了基于HDMI接口的攝像方法，但是，HDMI接口如果應用于安防領域，存在三
個問題， 一個是傳輸距離比較短，只有幾米至十幾米的傳輸距離；第二個是采用專用接口 ，
不能與現有的模擬監控系統75歐姆BNC連接器相兼容，第三，HDMI最高數據傳輸速度為
5Gbps，即使使用光纖，在不壓縮的情況下，也無法傳輸。因此，HDMI只適用于傳輸距離非常
短的應用，不適用于需要傳輸幾十米，幾百米乃至幾十公里的CCTV系統。 SDI接口應用于廣播電視領域，采用75歐姆BNC連接器和75歐姆同軸電纜，和現
有模擬CCTV系統一致，如果用在安防監控系統，則可以互相兼容。SDI采用同軸電纜，可以
傳輸100米的距離，傳輸距離相對較遠，完全可以滿足在一些小型系統上的應用。但在一些
比較大型的系統，特別是傳輸距離遠遠超過100米，則不能滿足應用的要求。 現有帶SDI接口的設備主要應用于廣播電視領域，是廣播電視高端攝像設備，用
于節目錄制等，不能滿足閉路監視電視系統應用的要求。 現有攝像機應用于HDCCTV系統，存在以下問題 1、普通攝像機清晰度不高，一般只有標準清晰度，不能達到高清應用的要求； 2、現有的部分高清攝像機采用YPbPr或HDMI接口 ，應用于專業廣播電視及錄像需 要，傳輸距離短，價格昂貴，不能滿足民用監視電視系統； 3、高清信號碼流都非常大，現有很多高清監視傳輸都基于圖像壓縮，例如高清網 絡攝像機，而圖像壓縮造成圖像效果變差。

實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種適用于不同距離的傳輸
要求、無壓縮傳輸高清圖像的數字高清攝像機。[0012] 為實現上述目的，本實用新型的技術方案為一種數字高清攝像機，包括攝像機電 路，其還包括FPGA模塊及與FPGA模塊連接的SDI模塊；FPGA模塊用于接收攝像機電路的 數字信號并將數字信號轉換為SDI信號；SDI模塊用于驅動SDI信號并發送至BNC輸出端 口 ；所述SDI信號是高清HDSDI，并向下兼容標清SDSDI。 所述SDI模塊包括與FPGA模塊連接的SDI電纜驅動電路和SDI電纜驅動電路連 接的SDI接口。 還包括與FPGA模塊連接的光收發模塊，用于SDI信號的光傳輸。 所述FPGA模塊還設有通訊數據接收模塊，用于接收光收發模塊的控制信號。 還包括與FPGA模塊連接的音頻模塊，用于對前端監控場所的監聽，該FPGA模塊接
收來自音頻模塊的音頻信號，并將音頻信號嵌入SDI信號中，并將信號發送至SDI模塊或光
收發模塊。所述音頻模塊包括接收聲音信號并將聲音信號轉化為模擬信號的微音器和將模
擬信號進行模數轉化的音頻ADC。 所述攝像機電路為CCD攝像機電路，或CMOS攝像機電路。 所述FPGA模塊通過擴展10接口外接DVI發送/接收芯片實現帶DVI接口 。所述 FPGA模塊還可通過擴展10接口外接VGA ADC/DAC芯片實現帶VGA接口 。所述FPGA模塊還 可通過擴展IO接口外接以太網處理芯片，實現帶網絡信號通道。 與現有技術相比，本實用新型具有如下優勢 1、本實用新型提供了一種結構簡單，成本很低的數字高清攝像機，適用于民用閉 路監視電視系統(HDCCTV)。 2、本實用新型通過FPGA模塊、SDI模塊及光收發模塊實現高清HDSDI接口和光纖
接口 ，兼容現有模擬CCTV系統的接口標準，適用于不同距離的傳輸要求。 3、本實用新型數字高清攝像機采用SDI接口規格，無壓縮傳輸高清圖像，確保圖
像清晰度不降低。 4、本實用新型數字高清攝像機在SDI信號中嵌入了音頻信號，實現對前端監控場 所的監聽。 5、本實用新型數字高清攝像機在SDI信號中嵌入了反向的通訊數據，實現了對攝 像機云臺和球機的控制。

圖1為模擬攝像機結構圖； 圖2為本實用新型數字高清攝像機系統結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。 圖1為現有模擬攝像結構圖，由圖可以看出，攝像機電路輸出數字信號，經數模轉 換后，采用1. OVp-p復合視頻、75QBNC端口輸出視頻信號。 圖2為本實用新型數字高清攝像機系統結構圖。在攝像機電路中，增加了 FPGA模 塊、SDI模塊、光收發模塊、數據接收模塊、音頻模塊以及擴展IO接口。 如圖2所示，攝像機電路將攝像圖像光電轉換為數字信號，一般為656信號，連接FPGA模塊，通過對FPGA編程，將數字信號轉換為串行SDI信號，連接SDI模塊，經過線纜驅 動后，采用和模擬復合視頻一致的75 Q BNC端口 。 FPGA模塊可以選用型號為LEF2M20SE的 芯片，也可以選用其它FPGA。 SDI模塊線纜驅動電路可以選用型號為LMH0002的芯片。 音頻模塊由微音器和音頻ADC芯片以及相應電路構成。音頻ADC可以選用型號為 CS4334的芯片。數字化的音頻信號連接FPGA模塊，并嵌入到SDI信號中，和SDI信號一同 輸出。 光收發模塊連接FPGA模塊，可以采用規格為雙向，速率2. 5G， SFP或1X9封裝的 器件。FPGA模塊處理后的SDI信號經光收發模塊連接光纖輸出。 光收發模塊同時接收來自后端的通訊信號，并連接由FPGA編程實現的通訊數據 接收模塊。FPGA模塊從通訊數據中分離提取控制通訊數據，并輸出。通訊數據接收模塊可 以采用MAX232或MAX485芯片，用于對云臺，球機的控制。 FPGA模塊其余10接口連接擴展10接口 ，通過增加外接電路實現功能擴展。
權利要求一種數字高清攝像機，包括攝像機電路，其特征在于還包括FPGA模塊及與FPGA模塊連接的SDI模塊；FPGA模塊用于接收攝像機電路的數字信號并將數字信號轉換為SDI信號；SDI模塊用于驅動SDI信號并發送至BNC輸出端口；所述SDI信號是高清HDSDI，并向下兼容標清SDSDI。
2. 根據權利要求1所述的數字高清攝像機，其特征在于所述SDI模塊包括與FPGA模 塊連接的SDI電纜驅動電路和SDI電纜驅動電路連接的SDI接口。
3. 根據權利要求1所述的數字高清攝像機，其特征在于還包括與FPGA模塊連接的光 收發模塊，用于SDI信號的光傳輸。
4. 根據權利要求3所述的數字高清攝像機，其特征在于所述FPGA模塊還設有通訊數據接收模塊，用于接收光收發模塊的控制信號。
5. 根據權利要求3所述的數字高清攝像機，其特征在于還包括與FPGA模塊連接的音 頻模塊，用于對前端監控場所的監聽，該FPGA模塊接收來自音頻模塊的音頻信號，并將音 頻信號嵌入SDI信號中，并將信號發送至SDI模塊或光收發模塊。
6. 根據權利要求5所述的數字高清攝像機，其特征在于所述音頻模塊包括接收聲音 信號并將聲音信號轉化為模擬信號的微音器和將模擬信號進行模數轉化的音頻ADC。
7. 根據權利要求1所述的數字高清攝像機，其特征在于所述攝像機電路為CCD攝像 機電路，或CMOS攝像機電路。
8. 根據權利要求1至7任一項所述的數字高清攝像機，其特征在于所述FPGA模塊通 過擴展10接口外接DVI發送/接收芯片實現帶DVI接口 。
9. 根據權利要求1至7任一項所述的數字高清攝像機，其特征在于所述FPGA模塊通 過擴展10接口外接VGAADC/DAC芯片實現帶VGA接口 。
10. 根據權利要求1至7任一項所述的數字高清攝像機，其特征在于所述FPGA模塊 通過擴展IO接口外接以太網處理芯片，實現帶網絡信號通道。
專利摘要本實用新型涉及一種數字高清攝像機，包括攝像機電路，其還包括FPGA模塊及與FPGA模塊連接的SDI模塊；FPGA模塊用于接收攝像機電路的數字信號并將數字信號轉換為SDI信號；SDI模塊用于驅動SDI信號并發送至BNC輸出端口；所述SDI信號是高清HDSDI，并向下兼容標清SDSDI。本實用新型適用于不同距離的傳輸要求且無需壓縮傳輸高清圖像，確保圖像清晰度不降低。
文檔編號H04N5/225GK201467278SQ20092006199
公開日2010年5月12日 申請日期2009年8月7日 優先權日2009年8月7日
發明者盧小冰, 盧澤菁, 周粵生, 柯政, 梁昌定, 王一科, 肖仕昌, 陳東 申請人:安防制造(中國)有限公司;廣東響石數碼科技有限公司