當(dāng)電視、手機(jī)等慢慢步入高清時(shí)代,攝像機(jī)領(lǐng)域也不甘示弱,各生產(chǎn)廠家爭(zhēng)先投入新科技,一體化攝像機(jī)也應(yīng)運(yùn)而生,開始成為了攝像機(jī)領(lǐng)域新的亮點(diǎn)。從目前一體化攝像機(jī)市場(chǎng)呈平穩(wěn)增長(zhǎng)之勢(shì)可以預(yù)計(jì),在未來幾年,一體化攝像機(jī)定會(huì)普遍出現(xiàn)在我們的生活中。
一體化攝像機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
在安防市場(chǎng)迅猛發(fā)展的今天,一體化攝像機(jī)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)向前穩(wěn)步發(fā)展。相對(duì)于普通攝像機(jī),一體化攝像機(jī)體積精巧,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔美觀,適合于高檔次的應(yīng)用場(chǎng)合,可與精美的裝潢相得益彰。而其內(nèi)在性能更具明顯特點(diǎn),首先是自動(dòng)聚焦功能,使得圖像非常清晰,實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)監(jiān)控。尤其在高速公路監(jiān)控中,由于車輛速度較快,容易出現(xiàn)監(jiān)控圖像模糊、拖尾等現(xiàn)象,高品質(zhì)的一體化攝像機(jī)可對(duì)車輛圖像進(jìn)行自動(dòng)聚焦,并能達(dá)到很好的定焦效果,為道路監(jiān)控和交通管理提供理想的監(jiān)控圖像。
除此之外,一體化攝像機(jī)監(jiān)控范圍更廣,特別適用于各類大范圍監(jiān)控場(chǎng)所。對(duì)于高溫、雨雪等惡劣的室外環(huán)境,通過良好的防爆、防水等功能的配置,能夠解決用戶室外監(jiān)控的后顧之憂。另外,對(duì)于特殊環(huán)境的需求,一體化攝像機(jī)同樣有著出色表現(xiàn),有專門用于生化環(huán)境的防腐蝕一體化攝像機(jī)、有可用于海底的防水一體化攝像機(jī),還有為應(yīng)對(duì)室外高溫天氣而研制的,具有散熱功能的一體化攝像機(jī)等。可以樂觀地預(yù)計(jì),隨著一體化攝像機(jī)功能優(yōu)勢(shì)的全面發(fā)揮,將會(huì)給各類安防應(yīng)用帶來更積極的監(jiān)控體驗(yàn)。
上述諸多優(yōu)勢(shì),可清晰看到了一體化攝像機(jī)廣闊的發(fā)展前景。面對(duì)視頻監(jiān)控高清化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展趨勢(shì),一體化攝像機(jī)同樣需要在這條道路上長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。在高清被廣泛談及的安防領(lǐng)域,一體化攝像機(jī)的高清時(shí)代也已來臨,只有積極迎合這種趨勢(shì),不斷滿足行業(yè)用戶的高清監(jiān)控需求,才能在安防這條道路上越走越寬,開辟出屬于自己的一片天地。IP攝像機(jī)在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用,為一體化攝像機(jī)的IP化道路指明了方向,無人實(shí)時(shí)監(jiān)控的模式會(huì)全面涉及各個(gè)行業(yè),屆時(shí)IP一體化攝像機(jī)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)將會(huì)發(fā)揮得淋漓盡致。不僅如此,如隱私區(qū)域遮蔽、圖像翻滾、移動(dòng)偵測(cè)等智能功能的嵌入,使其實(shí)用性更強(qiáng),應(yīng)用領(lǐng)域更廣。
高清時(shí)代,諸如智能交通、數(shù)字城市、平安校園等領(lǐng)域?qū)σ曨l監(jiān)控?cái)z像機(jī)高清晰圖像質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)格。以智能交通為例,部署于重要道路、十字路口、出入口等地的視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)需要清晰記錄下車輛的信息,在一定的車速下,快門時(shí)間過長(zhǎng),會(huì)造成圖像模糊不清,難以有效識(shí)別車牌信息;快門時(shí)間過短,則會(huì)造成曝光不足,圖像亮度不夠,同樣缺少有用的車牌信息,給實(shí)時(shí)交通監(jiān)控帶來了很大困擾。而高清一體化攝像機(jī)則可通過光學(xué)變焦,使圖像更清晰。光學(xué)變焦是依靠光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)變焦,光學(xué)變焦倍數(shù)越大,能拍攝的景物就越遠(yuǎn)。據(jù)市場(chǎng)調(diào)研了解到,一體化攝像機(jī)變焦倍數(shù)已有從22倍、26倍、27倍到30倍、36倍,甚至更高,這對(duì)于在大范圍內(nèi)捕捉高清晰度圖像有著重要意義。
談到高清,就不得不提到分辨率,一體化攝像機(jī)的分辨率由上面談到的核心技術(shù)CCD的像素?cái)?shù)量決定,在目前的行業(yè)應(yīng)用中,多以480線和520線為主,有些一體化攝像機(jī)的分辨率達(dá)到了540線或者更高,足見一體化攝像機(jī)向著高清晰度發(fā)展的強(qiáng)勁態(tài)勢(shì)。面對(duì)高清浪潮,安防廠商不僅要在高清晰度方面有所作為,還要考慮到低照度,提高CCD的靈敏度,實(shí)現(xiàn)夜間監(jiān)控的高清化。
在IP化方面,與常規(guī)型攝像機(jī)一樣,一體化攝像機(jī)也逐漸涉及IP功能。通過嵌入一體化攝像機(jī)內(nèi)部的IP模塊,來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接和圖像上傳,以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。另一方面,隨著民用安防市場(chǎng)的興起,用戶越來越看中一體化攝像機(jī)的實(shí)用性,促使安防廠商不斷研發(fā)具有更多智能功能的一體化攝像機(jī)。如通過對(duì)智能分析模塊的特定設(shè)置,可對(duì)飛機(jī)場(chǎng)、火車站等人群密集地的可疑人員、遺棄物進(jìn)行自動(dòng)偵別、鎖定、跟蹤及報(bào)警。[nextpage]
一體化攝像機(jī)主要性能
一體化攝像機(jī)可以方便地對(duì)鏡頭倍率、聚焦、光圈、自動(dòng)增益進(jìn)行控制,主要性能指標(biāo)如下:
分辨率
攝像機(jī)的分辨率由CCD和鏡頭決定的。根據(jù)一體機(jī)采用的CCD及DSP方案的不同,主要有480/520/540TV線等多種。SonyCCD是常用的類型,Exview性噪比高于SuperHAD。
光學(xué)變焦
光學(xué)變焦倍率是衡量一體化攝像機(jī)空間成像范圍的重要指標(biāo)。光學(xué)變焦倍率跟變焦鏡頭相關(guān),目前一般有10X/18X/22X/27X/36X等倍率,如果加上電子放大功能,則可對(duì)約500米范圍內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行有效監(jiān)控(如圖1所示)。
自動(dòng)聚焦
當(dāng)前,限制國內(nèi)一體機(jī)發(fā)展的瓶頸在于自動(dòng)聚焦。聚焦速度和效果好壞,直接影響到用戶對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)圖像的抓取和錄像。好的產(chǎn)品,可以一次性準(zhǔn)確聚焦;差的產(chǎn)品,在聚焦時(shí)會(huì)來回往復(fù),需要3、4次才能定焦,或者聚焦不到“最清晰點(diǎn)”。自動(dòng)聚焦這一技術(shù),成為廠商急需要解決的技術(shù)難題。一些廠商為了避開這個(gè)障礙,只能在后端的電機(jī)控制部分、產(chǎn)品外殼上下功夫,加上一些OSD菜單開發(fā),用來設(shè)置攝像機(jī)的各種參數(shù)。更有圖省事的廠商,直接采用進(jìn)口機(jī)芯做二次開發(fā),圖像畫質(zhì)上與國外產(chǎn)品無多大差別,AF效果卻無可比性。
AF性能,可從聚焦精準(zhǔn)度、聚焦速度、定焦效果來評(píng)價(jià)。聚焦精準(zhǔn)度是一個(gè)很重要的因素,目前自動(dòng)聚焦的實(shí)現(xiàn)方式有模擬自動(dòng)聚焦和數(shù)字自動(dòng)聚焦兩種。模擬自動(dòng)聚焦比較簡(jiǎn)單,成本低,但控制沒有數(shù)字方式靈活,聚焦精準(zhǔn)度及效果較差。數(shù)字自動(dòng)聚焦一般采集視頻信號(hào),計(jì)算能量邊緣算子或者提取高頻分量,控制上很靈活并且算法上占優(yōu)勢(shì),聚焦精準(zhǔn)度較好,包括高對(duì)比度場(chǎng)景和低照度場(chǎng)景的聚焦。聚焦速度來說,用于球機(jī)的機(jī)芯比一體化槍機(jī)的要求要高。就定焦效果來講,性能好的AF算法能夠迅速一次定焦,三次定焦的方式給用戶感覺是“圖像來回?cái)[動(dòng)”。
低照度
通常,最低照度由CCD的靈敏度決定的。目前,采用1/4“彩色CCD可達(dá)到0.1Lux級(jí)別的照度,為達(dá)到更低照度,一般采用幀積累模式。另外,采用紅外陣列補(bǔ)光模組,也可達(dá)到更低照度,但這會(huì)使畫面失真程度
較大,而使用自動(dòng)濾光片切換能提高晚上圖像效果。
通訊接口
一般是RS232或RS485接口,有多種485通信協(xié)議。常用的品牌有有PELCO-P/D,松下,三星。然而與球機(jī)的接口協(xié)議就各不相同,協(xié)議的不同會(huì)帶來兼容性問題。
其他
除以上5類重要性能指標(biāo)外,還有白平衡模式、數(shù)字放大開關(guān)、自動(dòng)光圈/手動(dòng)光圈、鏡像功能等性能指標(biāo)。[nextpage]
一體化攝像機(jī)的選購與前景
低照度、超級(jí)寬動(dòng)態(tài)、轉(zhuǎn)速與焦距成正比、電子穩(wěn)定系統(tǒng)一體化攝像機(jī)的出現(xiàn)嚴(yán)格來說并非偶然,它是伴隨著傳統(tǒng)云臺(tái)時(shí)代終結(jié)而隨之崛起的劃時(shí)代產(chǎn)物。
談到攝像機(jī)就會(huì)談到畫質(zhì)這個(gè)第一要素,對(duì)于一體化攝像機(jī)來說也不例外。如今,市場(chǎng)上主流機(jī)型的圖像分辨率都達(dá)到了520線,一體化機(jī)的分辨率有著向540線或者更高清晰度前進(jìn)的強(qiáng)勁態(tài)勢(shì)。不過攝像機(jī)與監(jiān)視器的分辨率不能相差太遠(yuǎn),否則一味追求高分辨率的攝像機(jī)而忽略了對(duì)監(jiān)視器的選擇,會(huì)造成設(shè)備浪費(fèi)。就目前的實(shí)際應(yīng)用而言,480線至520線的分辨率就是最實(shí)用的了。
在選購一體化攝像機(jī)時(shí)要了解自己的需求,通常工程商首先指標(biāo)就是變倍率,一般來說,機(jī)身上都會(huì)標(biāo)示該產(chǎn)品具有多少變倍率,有些國產(chǎn)品牌在標(biāo)示倍率時(shí)會(huì)把數(shù)碼變倍也算進(jìn)去,因此會(huì)出現(xiàn)220×或是270×之類的數(shù)據(jù)。事實(shí)上,由于數(shù)字變倍會(huì)對(duì)拍攝的畫質(zhì)產(chǎn)生影響,畫面容易出現(xiàn)馬賽克,所以并不是非常實(shí)用,重點(diǎn)還是在光學(xué)變倍上面,市面上的產(chǎn)品大多為22×或是27×,其中22×更是市場(chǎng)主流。
由于一體化攝像機(jī)具有較為寬廣的監(jiān)控范圍,多被用在戶外環(huán)境,這就勢(shì)必會(huì)受到戶外光線變化的影響。隨著社會(huì)上犯罪案件的日益增多,以及人們對(duì)安防意識(shí)的加強(qiáng)和安全管理水平的提高,如今用戶普遍有了24小時(shí)全天候不間斷監(jiān)控的需求,尤其是針對(duì)在夜晚光線照度不足的情況下,要保證一體機(jī)能夠適應(yīng)低照度的攝像環(huán)境。
隨著對(duì)一體化攝像機(jī)DSP處理電路的設(shè)計(jì)越來越精密,對(duì)視頻信號(hào)的數(shù)字化處理程度越來越高,機(jī)器的功能性也逐漸強(qiáng)大起來。如超級(jí)寬動(dòng)態(tài)功能、日夜轉(zhuǎn)換功能等。一體機(jī)的核心技術(shù)當(dāng)集中在鏡頭的自動(dòng)聚焦功能上。好的產(chǎn)品,可以一次性準(zhǔn)確聚焦;而品質(zhì)不好的產(chǎn)品,在聚焦時(shí)會(huì)來回往復(fù),需要三四次才能定焦,或者在聚焦范圍內(nèi)某些特定的距離上不能完全聚焦。
對(duì)于攝像機(jī)的使用壽命,很多人認(rèn)為由于技術(shù)的改進(jìn)和設(shè)備的增加,一體機(jī)壽命要比傳統(tǒng)攝像機(jī)短。其實(shí)通常來說,好的產(chǎn)品使用壽命是5-10年,實(shí)際上在5-10年以后肯定會(huì)有新的替代產(chǎn)品出現(xiàn),因而只要不是技術(shù)太低劣的產(chǎn)品,使用壽命一般不會(huì)有很大的問題。
由于一體化攝像機(jī)很好地將鏡頭與機(jī)身做了完善的整合,使得一體機(jī)在體積上就有了很大的優(yōu)勢(shì),因此可以通過在機(jī)器上本地或是遠(yuǎn)程控制的方式對(duì)鏡頭進(jìn)行變倍的調(diào)節(jié),也因?yàn)槠鋬?nèi)部的控制電路可以直接與鏡頭進(jìn)行控制,因此鏡頭可以對(duì)拍攝物進(jìn)行對(duì)焦的動(dòng)作,如此一來,便大幅簡(jiǎn)化了攝像機(jī)的安裝與使用過程,因此逐漸受到用戶的喜愛。一體化攝像機(jī)機(jī)體積小巧、美觀,安裝方便,其電源、視頻、控制信號(hào)均有直接插口。
早期一些生產(chǎn)商對(duì)一體化攝像機(jī)的"暴利"預(yù)期值過高,影響了一體化攝像機(jī)的初期市場(chǎng)表現(xiàn),目前一體化攝像機(jī)市場(chǎng)呈平穩(wěn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),而價(jià)格在逐年降低之后已趨于合理化和理性化并回歸小幅調(diào)整階段。各生產(chǎn)商表示,從綜合性價(jià)比及實(shí)用性來說,一體化攝像機(jī)以其獨(dú)特的魅力,正在成為CCTV監(jiān)控系統(tǒng)的新寵,以往傳統(tǒng)槍機(jī)"市場(chǎng)霸主"的地位面臨著來自一體化攝像機(jī)和紅外夜視機(jī)的強(qiáng)烈沖擊,一體化攝像機(jī)以其緊湊、實(shí)用、小巧的優(yōu)點(diǎn)正在一步步打破監(jiān)控應(yīng)用市場(chǎng)的均衡性。