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什么是一体化摄像机?

2014-04-21 16:31:22 htcview 100

      通常所说的一体化摄像机应专指镜头内建、可自动聚焦的一体化摄像机

 

     一体化摄像机现在专指可自动聚焦、镜头内建的摄像机,其技术从家用摄像机技术发展而来,与传统摄像机相比,一体化摄像机体积小巧、美观,安装、使用方便,监控范围广、性价比高,在成功应用于教育行业视频展示台之后,正对安防产业监控系统形成新一轮的冲击。

 深圳华天成

SDI一体化摄像机

      机芯为核心部件

 

       一体机机芯主要由两大部分构成:光学部分和软硬件(自动聚焦板等)。光学部分是一体机机芯的成像系统,通常称一体机镜头。一体机镜头是一体机机芯的核心部件,它直接影响一体机机芯的品质。一体化摄像机机芯的研发和生产厂家基本上采用外购一体机镜头方式。

 

      评判一体机镜头品质的标准大致可以分为:光学性能、关键部件的稳定性和一致性。光学性能主要参考各种光学倍数下镜头的解像力;其它还包括鬼影、紫边、色散等问题严重性。关键部件主要包括:光圈、马达和滤光片切换等部件。而根据一体机镜头的品质大致可以分为三档:日系镜头、台湾镜头和国产镜头。日系镜头一般光学性能和稳定性表现都不错,但价格较高;台湾镜头性价比相对较高,但光学性能特别是高倍解像力表现不足;而国内厂家一体机镜头在稳定性和一致性上表现不太理想。

 

       另外,滤光片也是这个光学系统的一部分,但有时并不被摄像机研发公司所重视,品质高的滤光片对图像色彩和降低镜头光学上的不足有独特作用。与光学系统相关的就是感光器件,由于一体机机芯应用的监控环境通常需要全天侯监控,因此对白天、晚上均有同样的要求。要兼顾白天和晚上的效果,目前一般会选用CCD,而由于标清镜头光学上的孔径只有1/4英寸,因此,标清一体机机芯一般都选取1/4英寸的SONYCCD(特别是低噪度表现优越)。对于高清一体机机芯则需要根据镜头孔径选取感光器件。一直以来,CMOS成像器件在速度与低噪度方面表现要逊于CCD,而最新的CMOS在低噪度方面则有很大提高。综合性价比来看,CMOS在后端DSP处理和发热方面也相对优于CCD;因此,CMOS传感器用于高清一体机机芯(特别是数字高清一体机机芯)将会越来越多。除光学系统外,软硬件系统是一体机芯开发公司主要开发部分,其核心技术在于自动聚焦。

 

      自动聚焦的优势

 

       与普通摄像机相比,一体机机芯主要差异在于自动聚焦(AutoFocus),这也是限制国内一体机机芯发展的瓶颈。聚焦速度和效果的好坏,直接影响到用户对监控现场图像的抓取和录像。好的产品,可以一次性准确聚焦;反之,在聚焦时会来回往复,需要34次才能定焦,更有甚者聚焦不到“最清晰点”。

 

        自动聚焦这一技术,成为厂商亟需解决的技术难题。目前自动聚焦的实现方式有主动式和被动式两种,其中主动式自动聚焦比较简单,成本低,但控制没有被动式自动聚焦方式灵活,聚焦精准度及效果较差;而被动式自动聚焦一般采集视频信号,计算能量边缘算子或者提取高频分量,控制上很灵活并且算法上占优势,聚焦精准度较好,包括高对比度场景和低照度场景的聚焦。

 

       自动聚焦的性能可以从聚焦精准度、聚焦速度、定焦时的稳定性三个方面来评价。聚焦精准度主要表现在各种环境下、各种光学倍数下聚焦精确度。各种环境主要在于各种照度特别是晚上的聚焦精度,在有灯光场景和照度1Lux以下的场景中,不同的聚焦算法聚焦准确性差异较大,这是聚焦算法的一大难点。