【高清一体化摄像机】技术组成与发展趋势

2012-02-19 23:01:18 htcview 78

【高清一体化摄像机】当电视、手机等慢慢步入高清时代,摄像机领域也不甘示弱,各生产厂家争先投入新科技,一体化摄像机也应运而生,开始成为了摄像机领域新的亮点。从目前一体化摄像机市场呈平稳增长之势可以预计,在未来几年,一体化摄像机定会普遍出现在我们的生活中。

  一体化摄像机应用优势

  在安防市场迅猛发展的今天,一体化摄像机以其独特的优势向前稳步发展。相对于普通摄像机,一体化摄像机体积精巧,设计简洁美观,适合于高档次的应用场合,可与精美的装潢相得益彰。而其内在性能更具明显特点,首先是自动聚焦功能,使得图像非常清晰,实现快速准确的实时监控。尤其在高速公路监控中,由于车辆速度较快,容易出现监控图像模糊、拖尾等现象,高品质的一体化摄像机可对车辆图像进行自动聚焦,并能达到很好的定焦效果,为道路监控和交通管理提供理想的监控图像。

  除此之外,一体化摄像机监控范围更广,特别适用于各类大范围监控场所。对于高温、雨雪等恶劣的室外环境,通过良好的防爆、防水等功能的配置,能够解决用户室外监控的后顾之忧。另外,对于特殊环境的需求,一体化摄像机同样有着出色表现,有专门用于生化环境的防腐蚀一体化摄像机、有可用于海底的防水一体化摄像机,还有为应对室外高温天气而研制的,具有散热功能的一体化摄像机等。可以乐观地预计,随着一体化摄像机功能优势的全面发挥,将会给各类安防应用带来更积极的监控体验。

  上述诸多优势,可清晰看到了一体化摄像机广阔的发展前景。面对视频监控高清化、网络化和智能化的发展趋势,一体化摄像机同样需要在这条道路上长远发展。在高清被广泛谈及的安防领域,一体化摄像机的高清时代也已来临,只有积极迎合这种趋势,不断满足行业用户的高清监控需求,才能在安防这条道路上越走越宽,开辟出属于自己的一片天地。IP摄像机在诸多领域的应用,为一体化摄像机的IP化道路指明了方向,无人实时监控的模式会全面涉及各个行业,届时IP一体化摄像机的独特优势将会发挥得淋漓尽致。不仅如此,如隐私区域遮蔽、图像翻滚、移动侦测等智能功能的嵌入,使其实用性更强,应用领域更广。

  高清时代,诸如智能交通、数字城市、平安校园等领域对视频监控摄像机高清晰图像质量的要求越来越严格。以智能交通为例,部署于重要道路、十字路口、出入口等地的视频监控摄像机需要清晰记录下车辆的信息,在一定的车速下,快门时间过长,会造成图像模糊不清,难以有效识别车牌信息;快门时间过短,则会造成曝光不足,图像亮度不够,同样缺少有用的车牌信息,给实时交通监控带来了很大困扰。而高清一体化摄像机则可通过光学变焦,使图像更清晰。光学变焦是依靠光学镜头结构来实现变焦,光学变焦倍数越大,能拍摄的景物就越远。据市场调研了解到,一体化摄像机变焦倍数已有从22倍、26倍、27倍到30倍、36倍,甚至更高,这对于在大范围内捕捉高清晰度图像有着重要意义。

  谈到高清,就不得不提到分辨率,一体化摄像机的分辨率由上面谈到的核心技术CCD的像素数量决定,在目前的行业应用中,多以480线和520线为主,有些一体化摄像机的分辨率达到了540线或者更高,足见一体化摄像机向着高清晰度发展的强劲态势。面对高清浪潮,安防厂商不仅要在高清晰度方面有所作为,还要考虑到低照度,提高CCD的灵敏度,实现夜间监控的高清化。

  在IP化方面,与常规型摄像机一样,一体化摄像机也逐渐涉及IP功能。通过嵌入一体化摄像机内部的IP模块,来实现网络连接和图像上传,以实现远程监控。另一方面,随着民用安防市场的兴起,用户越来越看中一体化摄像机的实用性,促使安防厂商不断研发具有更多智能功能的一体化摄像机。如通过对智能分析模块的特定设置,可对飞机场、火车站等人群密集地的可疑人员、遗弃物进行自动侦别、锁定、跟踪及报警。

 

  一体化摄像机主要性能

  一体化摄像机可以方便地对镜头倍率、聚焦、光圈、自动增益进行控制,主要性能指标如下:

  分辨率

  摄像机的分辨率由CCD和镜头决定的。根据一体机采用的CCDDSP方案的不同,主要有480/520/540TV线等多种。Sony CCD是常用的类型,Exview性噪比高于Super HAD

  光学变焦

  光学变焦倍率是衡量一体化摄像机空间成像范围的重要指标。光学变焦倍率跟变焦镜头相关,目前一般有10X/18X/22X/27X/36X等倍率,如果加上电子放大功能,则可对约500米范围内的目标进行有效监控。

  自动聚焦

  当前,限制国内一体机发展的瓶颈在于自动聚焦。聚焦速度和效果好坏,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;差的产品,在聚焦时会来回往复,需要34次才能定焦,或者聚焦不到“最清晰点”。自动聚焦这一技术,成为厂商急需要解决的技术难题。一些厂商为了避开这个障碍,只能在后端的电机控制部分、产品外壳上下功夫,加上一些OSD菜单开发,用来设置摄像机的各种参数。更有图省事的厂商,直接采用进口机芯做二次开发,图像画质上与国外产品无多大差别,AF效果却无可比性。

  AF性能,可从聚焦精准度、聚焦速度、定焦效果来评价。聚焦精准度是一个很重要的因素,目前自动聚焦的实现方式有模拟自动聚焦和数字自动聚焦两种。模拟自动聚焦比较简单,成本低,但控制没有数字方式灵活,聚焦精准度及效果较差。数字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。聚焦速度来说,用于球机的机芯比一体化枪机的要求要高。就定焦效果来讲,性能好的AF算法能够迅速一次定焦,三次定焦的方式给用户感觉是“图像来回摆动”。

  低照度

  通常,最低照度由CCD的灵敏度决定的。目前,采用1/4“彩色CCD可达到0.1Lux级别的照度,为达到更低照度,一般采用帧积累模式。另外,采用红外阵列补光模组,也可达到更低照度,但这会使画面失真程度

  较大,而使用自动滤光片切换能提高晚上图像效果。

  通讯接口

  一般是RS232RS485接口,有多种485通信协议。常用的品牌有有PELCO-P/D,松下,三星。然而与球机的接口协议就各不相同,协议的不同会带来兼容性问题。

  其他

  除以上5类重要性能指标外,还有白平衡模式、数字放大开关、自动光圈/手动光圈、镜像功能等性能指标。

 

  一体化摄像机的选购与前景

  低照度、超级宽动态、转速与焦距成正比、电子稳定系统一体化摄像机的出现严格来说并非偶然,它是伴随着传统云台时代终结而随之崛起的划时代产物。

  谈到摄像机就会谈到画质这个第一要素,对于一体化摄像机来说也不例外。如今,市场上主流机型的图像分辨率都达到了520线,一体化机的分辨率有着向540线或者更高清晰度前进的强劲态势。不过摄像机与监视器的分辨率不能相差太远,否则一味追求高分辨率的摄像机而忽略了对监视器的选择,会造成设备浪费。就目前的实际应用而言,480线至520线的分辨率就是最实用的了。

  在选购一体化摄像机时要了解自己的需求,通常工程商首先指标就是变倍率,一般来说,机身上都会标示该产品具有多少变倍率,有些国产品牌在标示倍率时会把数码变倍也算进去,因此会出现220×或是270×之类的数据。事实上,由于数字变倍会对拍摄的画质产生影响,画面容易出现马赛克,所以并不是非常实用,重点还是在光学变倍上面,市面上的产品大多为22×或是27×,其中22×更是市场主流。

  由于一体化摄像机具有较为宽广的监控范围,多被用在户外环境,这就