一種廣播級高速高清攝像機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種廣播級攝像機(jī)，尤其是一種廣播級高速高清攝像機(jī)，屬于攝像技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]攝像機(jī)的基本工作原理是:將光學(xué)圖象信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，以便于采集、編輯、存儲或者傳輸；?dāng)用戶用攝像機(jī)拍攝一個物體時，外部景象與此物體上反射的光被攝像機(jī)鏡頭收集，通過光路系統(tǒng)，使其聚焦在攝像器件的受光面(例如攝像芯片的靶面)上，再通過半導(dǎo)體攝像器件把光的亮暗轉(zhuǎn)變?yōu)榇笊俨煌碾娦盘?，即得到所謂“視頻信號”。由于感光芯片得到的光-電信號很微弱，首先要通過預(yù)放電路對電信號進(jìn)行放大，再經(jīng)過各種電路進(jìn)行處理和調(diào)整，得到標(biāo)準(zhǔn)“視頻”信號送到記錄或存儲等記錄媒介上保留下來，或通過傳播系統(tǒng)播放，或送到監(jiān)視器上將圖像顯示出來。
[0003]行業(yè)內(nèi)通常把攝像機(jī)大致分成三類，即廣播級、專業(yè)級和家用級。
[0004]廣播級攝像機(jī)主要應(yīng)用于專業(yè)的廣播電視領(lǐng)域，圖像質(zhì)量高，性能全面，具備各種專門可調(diào)的功能，但價格昂貴，體積也比較大。根據(jù)廣播電視使用目的的不同，它們又可以分為以下三種:
[0005]I)演播室用攝像機(jī)，這種攝像機(jī)工作于有利于攝像機(jī)工作的條件下，如照明強(qiáng)度、色溫等適度。為了提高性能指標(biāo)，通常采用尺寸較大的攝像器件。因此，它們的清晰度最高，信噪比最大，圖像質(zhì)量最好。當(dāng)然，體積也大，價格也不是一般人能接受得了的。
[0006]2)新聞采訪(ENG)攝像機(jī)，由于這種攝像機(jī)的工作環(huán)境特殊，這類機(jī)器體積小，重量輕，便于攜帶，對非標(biāo)準(zhǔn)照明情況具有良好的適應(yīng)性，在惡劣環(huán)境中(如工作溫度大范圍的變化)具有比較高的安全穩(wěn)定性，具有調(diào)試方便、自動化程度高、操控靈活、攜帶方便等特點，其圖像質(zhì)量比演播室用攝像機(jī)稍低，價格也相對便宜些。
[0007]3)現(xiàn)場節(jié)目制作(EFP)攝像機(jī)，EFP攝像機(jī)工作條件介于上述兩種攝像機(jī)之間，性能指標(biāo)也兼顧到這兩個方面。它們的圖像質(zhì)量與演播室用攝像機(jī)相近，但體積小一些，能滿足輕便型現(xiàn)場節(jié)目制作的需要。
[0008]綜上所述，現(xiàn)有的廣播級攝像機(jī)具有尚度的專業(yè)性，優(yōu)秀的圖像質(zhì)量和相對$父尚的價格。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的是針對廣播級攝像機(jī)超高速拍攝的需要，提供了一種廣播級高速高清攝像機(jī)，該廣播級高速高清攝像機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、操作使用方便，可以實現(xiàn)廣播級高清視頻數(shù)據(jù)的高速采集、傳輸、存儲和播放。
[0010]本實用新型的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到:
[0011]一種廣播級高速高清攝像機(jī)，包括機(jī)殼和鏡頭卡口，所述機(jī)殼內(nèi)部設(shè)有圖像傳感器和電路板，鏡頭通過所述鏡頭卡口的轉(zhuǎn)接環(huán)固定在機(jī)殼前部，并與圖像傳感器連接，所述電路板包括存儲設(shè)備、FPGA數(shù)據(jù)采集板、主板和圖像信號處理器，所述FPGA數(shù)據(jù)采集板采用具有PC1-E硬核的FPGA芯片，并通過SPI接口分別與圖像傳感器和圖像信號處理器連接，所述圖像傳感器還通過低電壓差分信號接收器與FPGA數(shù)據(jù)采集板上的串并轉(zhuǎn)換器連接；所述主板通過PC1-E接口分別與存儲設(shè)備和FPGA數(shù)據(jù)采集板連接。
[0012]優(yōu)選的，所述FPGA數(shù)據(jù)采集板通過該板上的串并轉(zhuǎn)換器擴(kuò)展有外部存儲器，所述外部存儲器與圖像信號處理器連接。
[0013]優(yōu)選的，所述FPGA數(shù)據(jù)采集板采用ALTERA公司的Stratix IV系列的FPGA芯片。
[0014]優(yōu)選的，所述機(jī)殼內(nèi)部還設(shè)有傳感器面板，所述傳感器面板垂直設(shè)置在電路板靠近鏡頭的一側(cè)，并通過螺釘固定在機(jī)殼前部內(nèi)側(cè)，所述圖像傳感器設(shè)置在傳感器面板的正面。
[0015]優(yōu)選的，所述傳感器面板的背面設(shè)有電源芯片、穩(wěn)壓電源、晶體振蕩器和排線插座，所述電源芯片、穩(wěn)壓電源、晶體振蕩器和排線插座分別與電路板連接。
[0016]優(yōu)選的，所述存儲設(shè)備采用PC1-E接口的固態(tài)硬盤。
[0017]優(yōu)選的，所述固態(tài)硬盤的容量為300GB以上。
[0018]優(yōu)選的，所述主板采用X86架構(gòu)的主板。
[0019]優(yōu)選的，所述圖像信號處理器采用FH8510芯片。
[0020]優(yōu)選的，所述存儲設(shè)備、FPGA數(shù)據(jù)采集板和主板設(shè)置在一箱體內(nèi)。
[0021]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果:
[0022]1、本實用新型的廣播級高速高清攝像機(jī)中，F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)采集板采用具有PC1-E硬核的FPGA芯片(優(yōu)選采用ALTERA公司的Stratix IV系列的FPGA芯片)，可以高效地開發(fā)出穩(wěn)定的PC1-E X8系統(tǒng)，通過串并轉(zhuǎn)換器將從圖像傳感器接收的低電壓差分信號(LVDS)接口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成PC1-E接口數(shù)據(jù)，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳輸給圖像信號處理器，主板可以從FPGA數(shù)采板實時讀取視頻數(shù)據(jù)并寫入到存儲設(shè)備，還可輸出視頻數(shù)據(jù)到監(jiān)視器，實現(xiàn)了廣播級高清視頻數(shù)據(jù)的高速采集、傳輸、存儲和播放。
[0023]2、本實用新型的廣播級高速高清攝像機(jī)在機(jī)殼內(nèi)部設(shè)置一個傳感器面板，該傳感器面板垂直設(shè)置在電路板靠近鏡頭的一側(cè)，并通過螺釘固定在機(jī)殼前部內(nèi)側(cè)，將圖像傳感器設(shè)置在傳感器面板的正面，將電源芯片、穩(wěn)壓電源、晶體振蕩器和排線插座設(shè)置在傳感器面板的背面，使得整個機(jī)殼的內(nèi)部布局合理，在對電路板進(jìn)行維護(hù)時，可以先將傳感器面板拆下，從而保護(hù)傳感器面板上的器件。
[0024]3、本實用新型的廣播級高速高清攝像機(jī)中，F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)采集板可以擴(kuò)展一個外部存儲器，以有效增加高速數(shù)據(jù)的存儲量。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型的廣播級高速高清攝像機(jī)的機(jī)殼內(nèi)部電路板結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0026]圖2為本實用新型的廣播級尚速尚清攝像機(jī)的機(jī)殼側(cè)面不意圖。
[0027]圖3為本實用新型的廣播級高速高清攝像機(jī)的傳感器面板正面示意圖。
[0028]圖4為本實用新型的廣播級高速高清攝像機(jī)的傳感器面板背面示意圖。
[0029]圖5為本實用新型的廣播級高速高清攝像機(jī)的FPGA數(shù)據(jù)采集板內(nèi)部處理示意圖。
[0030]圖6為本實用新型的廣播級高速高清攝像機(jī)與PC端、監(jiān)視器配合的工作原理框圖。
[0031 ] 其中，1-機(jī)殼，2-鏡頭卡口，3-圖像傳感器，4-電路板，5-傳感器面板，6_轉(zhuǎn)接環(huán)，7-固定螺絲柱，8-存儲設(shè)備，9-FPGA數(shù)據(jù)采集板，10-主板，11-圖像信號處理器，12-低電壓差分信號接收器，13-串并轉(zhuǎn)換器，14-外部存儲器，15-電源芯片，16-穩(wěn)壓電源，17-晶體振蕩器，18-排線插座。
【具體實施方式】
[0032]實施例1:
[0033]如圖1?圖5所示，本實施例的廣播級高速高清攝像機(jī)包括機(jī)殼I和鏡頭卡口 2，所述機(jī)殼I內(nèi)部設(shè)有圖像傳感器3和電路板4和傳感器面板5，鏡頭通過所述鏡頭卡口 2的轉(zhuǎn)接環(huán)6固定在機(jī)殼I前部，并與圖像傳感器3連接；所述電路板4通過固定螺絲柱7安裝在機(jī)殼I內(nèi)部，包括存儲設(shè)備8、FPGA(Field-Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)數(shù)據(jù)采集板9、主板10以及圖像信號處理器11 ;
[0034]所述存儲設(shè)備8采用PC1-E接口的固態(tài)硬盤(Solid State Drives，SSD)，其容量為300GB以上，它是一塊標(biāo)準(zhǔn)的PC1-E2.08X的板卡，外形尺寸為168.55*68.91*17.14mm，由于具有大量的存儲空間，所以可以將圖像傳感器3采集的大量視頻數(shù)據(jù)寫入。
[0035]在本實施例中，所述FPGA數(shù)據(jù)采集板9采用ALTERA公司的Stratix IV系列的FPGA芯片，優(yōu)選采用中等規(guī)模的EP4SGX230型號，由于該芯片具有PC1-E(PCI Express)硬核，可以高效地開發(fā)出穩(wěn)定的PC1-E X8系統(tǒng)。
[0036]所述FPGA數(shù)據(jù)采集板9通過SPI接口(Serial Peripheral Interface，串行外設(shè)接口 )分別與圖像傳感器3和圖像信號處理器11連接；所述圖像傳感器3為CMOS圖像傳感器，其采用N0IL2SM1300A/D芯片，還通過低電壓差分信號(LVDS)接收器12與FPGA數(shù)據(jù)采集板9上的串并轉(zhuǎn)換器13連接；所述圖像信號處理器(Image Signal Processor，ISP) 11采用FH8510芯片，是一種圖像信號增強(qiáng)處理器；FPGA數(shù)據(jù)采集板9負(fù)責(zé)控制圖像傳感器3，并通過串并轉(zhuǎn)換器13將接收的LVDS接口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為PC1-E接口數(shù)據(jù)，根據(jù)圖像傳感器3的帶寬核算，采用PC1-E 8X接口可以滿足需要。