數字信號處理器是在模擬信號變換成數字信號以后進行高速實時處理的專用處理器，其處理速度比zui快的CPU還快10-50倍。在當今的數字化時代背景下，DSP已成為通信、計算機、消費類電子產品等領域的基礎器件，被譽為信息社會革命的旗手。業內人士預言，DSP將是未來集成電路中發展zui快的電子產品，并成為電子產品更新換代的決定因素。目前DSP在CCTV系統中已經廣泛應用，它的應用大大改觀了傳統CCTV攝像機技術，它將徹底改變CCTV攝像機技術在自然環境中的應用。

　　DSP的發展歷程

　　DSP發展歷程大致分為三個階段：20世紀70年代理論先行，20世紀80年代產品普及，20世紀90年代突飛猛進。

　　在DSP出現之前數字信號處理只能依靠MPU（微處理器）來完成。但MPU較低的處理速度無法滿足高速實時的要求。因此，直到上世紀70年代，有人才提出了DSP的理論和算法基礎。那時的DSP僅僅停留在教科書上，即便是研制出來的DSP系統也是由分立元件組成的，其應用領域僅局限于軍事、航空航天部門。

　　隨著大規模集成電路技術的發展，1982年世界上誕生了首枚DSP芯片。這種DSP器件采用微米工藝NMOS技術制作，雖功耗和尺寸稍大，但運算速度卻比MPU快了幾十倍，尤其在語音合成和編碼解碼器中得到了廣泛應用。DSP芯片的問世是個里程碑，它標志著DSP應用系統由大型系統向小型化邁進了一大步，到了上世紀90年代DSP技術不斷應用在不同的領域里，其中包括CCTV閉路電視監控系統中。

　　在現代CCTV攝像機中DSP技術也得到了廣泛的應用，由于鏡頭、分光系統和攝像器件的特性都不是理想的，所以經過CCD光電轉換產生的信號不僅很弱，而且有很多缺陷，如圖像細節信號弱、亮度不均勻、彩色不自然等，必須經過視頻信號處理放大器對圖像信號進行放大和校正，否則所拍攝出來的圖像就會質量不高。視頻處理放大器包括：黑斑校正、增益控制和調節、自動白平衡、γ預校正、彩色校正、輪廓校正、γ校正、雜散光校正、黑電平控制、自動黑平衡、混消隱、白切割等，較先進的攝像機還有自動拐點，色度孔闌、超高帶孔闌、軟輪廓、黑擴展、黑壓縮、超級彩色電路等。

　　數字信號處理攝像機則由模擬處理部分和數字處理部分組成，CCD輸出的圖像信號經過預放后進入模擬處理部分，完成黑斑補償、自動黑/白平衡、雜散光校正、白斑補償、增益控制、γ預校正等，這些部分如果也采用數字處理，則要求信號量化數用13比特，否則將出現數/模轉換中量化比特數低的問題。除以上部分外，后面部分用10比特量化進行數字處理，包括彩色校正、輪廓校正、γ校正、混消隱、白切割、色度孔闌、二維濾波、數據檢測、編碼矩陣、彩條發生器。其主控器由微型機和ROM、RAM、數/模轉換電路等組成。

　　數字信號處理器除了對攝像機圖像的信號放大、信號校正等，還對攝像機的特殊功能的實現有更好的體現，目前discover公司和hitachi共同推出的VK-S454E攝像機是目前監控產品中DSP技術的體現，VK-S454E不光有先進的信號校正，自動聚集功能，還在寬動態范圍（WDR）、數字慢快門（D.S.S）、通過對信號的識別進行彩色黑白轉換及可移除紅外濾光片功能、3D區域屏蔽功能等，這些功能都來自于日立第六代DSP數字信號處理器，再加上VK-S454E采用的是1：1逐行掃描的CCD及23倍高性能高耐用的視頻變焦鏡頭，所以VK-S454E在目前數字監控攝像機中具有*的圖像采集效果，并廣泛用于銀行、交通、監獄、智能大廈等。

　　數字信號處理攝像機的優點

　　高穩定性和高可靠性，數字信號處理受溫度影響小、干擾小，數字處理容易做成大規模集成電路，各種參數存儲在存儲器里，調節時采用數字設定、微機控制，取消了大量的調節電位器，減少了調節點，也減少了調節量，并可長時間保持不變，所以其穩定性和可靠性大大提高。

　　圖像質量提高，許多在模擬處理中無法進行的工作可以在數字處理中進行，例如二維數字濾波、膚色輪廓校正、細節補償頻率微調、準確的彩色矩陣、的γ校正等，這些處理都提高了圖像質量。

　　調節靈活，各種調節是通過數字設定，比用電位器調節準確而容易。各臺攝像機的參數差別是難免的，對于模擬攝像機很難使各臺攝像機調節得一致，而用數字處理可通過均衡各參數值的方法把各攝像機之間的差別縮減到zui小。可以用一個調節卡調節各臺攝像機，并且攝像機的許多參數都可以調節和設定。

　　寬高比可變，可進行畫面格式16∶9和4∶3變換

　　DSP技術展望

　　1、系統級集成DSP是潮流

　　縮小DSP芯片尺寸始終是DSP的技術發展方向。當前的DSP多數基于RISC（精簡指令集計算）結構，這種結構的優點是尺寸小、功耗低、性能高。各DSP廠商紛紛采用新工藝，改進DSP芯核，并將幾個DSP芯核、MPU芯核、專用處理單元、外圍電路單元、存儲單元統統集成在一個芯片上，成為DSP系統級集成電路。TI公司的TMS320C80代表當今DSP領域中的zui高水平，它在一塊芯片上集成了4個DSP、1個RISC處理器、1個傳輸控制器、2個視頻控制器。這樣的芯片通常稱之為MVP（多媒體視頻處理器）。它可支持各種圖像規格和各種算法，功能相當強，在CCTV數字監控系統中，這種系統集成的DSP攝像機也在不斷涌現，特別是超小型一體化攝像機的面市，敏通1/4 英寸迷你型10倍一體化智能攝像機（MTC-54G10H）大小僅為59×40×38.5，而日立面世的10倍一體化智能攝像機（VK-U174）比它還要小，體積僅為54×40×34.6，重量僅僅為100G，在未來一體化攝像機的發展中，無論是從外形，使用或者是集成上講，一體化的微型化發展是肯定的。槍型微型攝像機的發展也很快，美觀，隱蔽性好是它發展的特點。

　　2、可編程DSP是主導產品

　　可編程DSP給生產廠商提供了很大的靈活性。生產廠商可在同一個DSP平臺上開發出各種不同型號的系列產品，以滿足不同用戶的需求。同時，可編程DSP也為廣大用戶提供了易于升級的良好途徑。

　　3、追求更高的運算速度

　　目前一般的DSP運算速度為100MIPS，即每秒鐘可運算1億條指令。但仍嫌不夠快。由于電子設備的個人化和客戶化趨勢，DSP必須追求更高更快的運算速度，才能跟上電子設備的更新步伐。DSP運算速度的提高，主要依靠新工藝改進芯片結構。目前，TI的TM320C6X芯片由于采用VLIW（Very Long Instruction Word超長指令字）結構設計，其處理速度已高達2000MIPS，計劃今年年中批量生產，這是迄今為止的zui高速度，在CCTV閉路電視監控系統中攝像機所應用的DSP技術的處理速度也相當快，由于對圖形圖像的處理，在攝像機的DSP處理中需要相當一部分用來處理對圖形圖像的分析和處理。當前DSP器件大都采用0.5μm--0.35μmCMOS工藝，按照CMOS的發展趨勢，DSP的運算速度再提高100倍（達到1600GIPS）是完全有可能的。

　　4、定點DSP是主流

　　從理論上講，雖然浮點DSP的動態范圍比定點DSP大，且更適合于DSP的應用場合，但定點運算的DSP器件的成本較低，對存儲器的要求也較低，而且耗電較省。因此，定點運算的可編程DSP器件仍是市場上的主流產品。據統計，目前銷售的DSP器件中的80%以上屬于16位定點可編程DSP器件，預計今后的比重將逐漸增大。