【安防知識網(wǎng)】閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)是隨著電視和攝像機的出現(xiàn)不斷發(fā)展壯大起來的。從20世紀70、80年代黑白攝像機的誕生開始，伴隨著新技術(shù)革命的興起和微處理技術(shù)進一步普及發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)推出了高清晰的模擬攝像機。
圖像分辨率的發(fā)展
眾所周知，圖像清晰度主要取決于攝像機的水平分辨率，而要看到更加清晰的圖像，CCD的作用不容忽視。CCD芯片經(jīng)歷了從普通的CCD→Super CCD→EX-VIEW CCD的發(fā)展過程，攝像機的水平分辨率也在不斷地提高。其經(jīng)歷了從380線→420線→480線→500線→520線→540線的發(fā)展過程，而像素也從25萬、38萬再發(fā)展到47萬，甚至目前的3CCD攝像機水平分辨率已經(jīng)可以達到1000線，像素也達到100萬以上。
隨著國際市場和國內(nèi)市場對于監(jiān)控系統(tǒng)的普及，人們對圖像的要求越來越高，從開始要求能看到圖像，至要看到清晰的圖像，到現(xiàn)在要求能進行處理分析的高清晰圖像。作為攝像機的核心技術(shù)圖像傳感器(CCD與CMOS芯片)也必將面臨研發(fā)和推出更高像素的器件以適合市場的需要。各大品牌攝像機廠家也陸續(xù)推出了500線以上、甚至650線以上的高清晰攝像機，使得模擬攝像機的監(jiān)控圖像清晰度得到不斷地提高，令畫面的細節(jié)更清晰、更細膩、更銳利。
在模擬攝像機向高清線數(shù)發(fā)展的同時，網(wǎng)絡(luò)攝像機也在日新月異的發(fā)展，市場上不斷推出了不同類別的百萬像素以上的網(wǎng)絡(luò)高清攝像機。但是，基于目前高清模擬攝像機自身的優(yōu)勢和幾十年的視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)和慣性，大部分視頻監(jiān)控系統(tǒng)還是基于模擬系統(tǒng)發(fā)展起來的，因而高清模擬攝像機不論是在充分利用已有的監(jiān)控系統(tǒng)或者是小規(guī)模的擴容、增加模擬攝像機點位等，都是性價比更高的選擇;另外由于模擬攝像機的照度、色彩的細膩和實時性等方面的優(yōu)勢，再加上模擬攝像機向高清方向的發(fā)展很大程度上解決了攝像機的清晰度和畫面的銳利等問題。模擬攝像機特別是高清模擬攝像機，在日后較長的時間內(nèi)還將繼續(xù)存在于各類不同行業(yè)的視頻監(jiān)控市場。
由于整個視頻監(jiān)控市場需求的持續(xù)增長，模擬攝像機可能在與網(wǎng)絡(luò)高清攝像機的博弈中逐漸轉(zhuǎn)向下風，市場的占有率可能會逐漸減少，但是整個視頻監(jiān)控市場總量的持續(xù)增長，高清模擬攝像機市場的絕對銷售額在相當時間內(nèi)還是會增長的。
核心技術(shù)原理
由于CCD輸出的圖像極限清晰度與CCD的原始像素數(shù)密切相關(guān)，即攝像機最終圖像分辨率與CCD的像素數(shù)密切相關(guān)。
按照CCD的像素數(shù)量，PAL制水平方向只有768個像素，換算成電視分辨率為768×3/4=576電視線，因此水平清晰度不可能超過600線。超過600線的水平分辨率是從哪來的呢?這主要是因為CCD技術(shù)廣泛地采用了稱為像素空間偏置等的設(shè)計與生產(chǎn)工藝。[nextpage]
圖1是采用像素偏置技術(shù)對提高分辨率效果的示意圖。當采用像素偏置技術(shù)時，綠色CCD和紅藍CCD將取得不同點的圖像信息，經(jīng)過DSP數(shù)字信號處理之后，就可以得到紅色曲線的圖像信息(如物體有高于紅線的細節(jié)信息則無法得到)，而不采用像素偏置技術(shù)，則只能得到如藍色曲線的圖像信息，顯然，實際輸出的圖像細節(jié)就少多了。在標清攝像機中，目前基本上都采用了這種技術(shù)，所以標稱水平分辨率都大于750電視線。像素偏置的方法通常只用于水平方向，主要是由于垂直方向受掃描線數(shù)的限制，增加垂直方向的分辨力能力將沒有意義。而在高清系統(tǒng)中，還有一種CCD采用了水平/垂直兩個方向的像素偏置方法。需要說明的是采用像素偏置的方法后，必須再通過DSP數(shù)字處理之后，才能真正達到提高分辨力水平的效果，將CCD輸出的R、G、B原始信號通過處理，變換后的信號就包含了像素偏置而得到的高頻率的圖像信息，才能真正達到提高分辨率水平的效果。
圖1 提高分辨率效果的示意圖
正是這種技術(shù)與工藝，有效地提高了圖像分辨率和調(diào)制度指標。這種技術(shù)在高清領(lǐng)域的應用，產(chǎn)生了顯著的效果，既平衡了圖像分辨率、靈敏度、動態(tài)范圍、抗摩爾干擾等指標的關(guān)系，同時匹配了記錄格式的特點，實現(xiàn)了高性價比，構(gòu)成理想的組合。目前由于CCD技術(shù)的成熟度很高，在標清情況下，CCD的像素數(shù)已高于理論上的標清分辨率極限。
高清攝像機應用和選購
基于高清攝像機的特點和較高的價格，一直以來只是在一些如金融、道路交通監(jiān)控以及對圖像有特殊要求的場所需要選擇高清攝像機。這些場所都是要求能夠看清楚人臉和某些細節(jié)特征、或能清楚分辨出車牌號碼，至于其它要求不高的一些普通場合如果出于工程成本的考慮，是沒有太大的必要去安裝高清模擬攝像機的。
在應用上，高清攝像機清晰度的確是一個主要的參數(shù)，但并不是唯一參考的參數(shù)。一個攝像機要實現(xiàn)它的高性能還需諸如最低照度、色彩還原度、信噪比、低照度等一系列的技術(shù)指標進行匹配。在一些特殊要求的應用環(huán)境中攝像機即使達到了高清晰的要求，但其它的指標如照度等參數(shù)要求沒有達到也是無法在特定的環(huán)境中使用，所以大家在使用的時候一定要根據(jù)攝像機使用的具體環(huán)境來選購攝像機。
未來的發(fā)展方向
由于高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)不是單純?nèi)Q于高清攝像機單獨存在的，其伴隨的整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)都要得到高清的標準才能實現(xiàn)真正的高清。如：模擬攝像機實現(xiàn)了高清后，傳輸設(shè)備如非壓縮的數(shù)字光端機也要配合高清攝像機的線數(shù)進行重新的設(shè)計，作為近距離傳輸?shù)耐S線纜也必須支持高清傳輸?shù)臉藴?那么在大型模擬監(jiān)控系統(tǒng)的中心控制設(shè)備如矩陣等設(shè)備的視頻帶寬，也必須支持480線以上的模擬高清輸入和輸出;另外還要選擇高清的顯示設(shè)備，目前廣泛使用的數(shù)字硬盤錄像機瀏覽和回放所支持的最高分辨率是D1(704×576)畫質(zhì)，使用高清攝像機能達到1280×720，如果存儲設(shè)備達不到高清的要求，那這個高清的適應性和意義又在哪呢?在目前網(wǎng)絡(luò)高清攝像機和高清存儲解決方案日益成熟的今天，按照模擬的標準去重新研發(fā)和生產(chǎn)支持模擬高清的光端機和硬盤錄像機等還是很值得商榷的事情。
在高清晰攝像機的推廣和使用中，用戶的確切身感受到高清晰攝像機帶來的好處，高清晰的攝像機讓監(jiān)控的圖像更加清晰和細膩，這樣的攝像機已經(jīng)基本滿足普通監(jiān)控的需求。但是目前攝像機的CCD總像素只有47萬像素，對于一些需要更高像素畫質(zhì)的場合，例如火車站廣場的監(jiān)控，既要求攝像機能大范圍的控制人流的動向，又要求錄像回放中對圖像放大看清人流中某個人的臉部特征。而47萬像素的圖像對于這樣的圖像處理明顯不行，對于放大兩倍以上的圖像就很模糊。而達到100萬像素的3CCD攝像機，由于目前價格太高，還不是目前監(jiān)控市場的主流。當然這對高清模擬攝像機來說也是個挑戰(zhàn)，但可能也更是個發(fā)展的機會。
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