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1、一体化摄像机概述及技术瓶颈经过多年的发展，一体化摄像机市场已开始打破了国 外产品独霸的局面，持续走低的价格吸引了人们的目光。现 在，一体化摄像机以传统摄像机无法比拟的独特优势成为了 CCTV 的新宠。国内厂商正在努力寻找突破口打造上乘的国 产品牌，以与国外产品一争高低，但技术上依然存在难题有 待解决。一体机的现状与发展“一体化摄像机”是集摄像机、变焦镜头于一体，具有 自动聚焦 (AF) 及变焦功能，简称一体机，并区别于红外日夜 两用型一体机及球型机。近年来，一体化摄像机受快球匀 速球的迅猛装机量的影响而受到用户的欢迎，特别是一体化 摄像机引领的快球等设备在“平安城市” 、“科技强警”工程 中担
2、纲主角。现在市场上的一体化摄像机与传统摄像机比 较，具有监控范围广、聚焦灵活、性价比高等诸多优势。1998 年，一体机正式出现在国内本市场， 但基本上都是 国外产品。目前国内一体机市场上，主流产品依然由 Sony、 HITACHI 、Samsung、CNB 、LG 所统领。一体机技术从家用 摄录机发展而来，主要由变焦镜头， CCD 和 DSP 处理模块 组成。其最大的特点是具有自动聚焦功能。相对模拟摄像机 而言，一体化摄像机图像质量可以得到较好的控制。CCD 供应商以 Sony 为主，限于镜头尺寸大小，普遍采 用 1/4 CCD ，在 DSP处理芯片上，主要有 Sony Canon、Nikon
3、 ， Samsung这几大国外品牌。国内外能够掌握变焦与自动聚焦 镜头的厂商数量不多，主要是一些日本厂商，如Canon、Computar、 Avenir 、目前，国产光学镜头很难达到一体机的 性能要求。使用于一体机镜头的电机包括步进电机和直流电 机。步进电机具有定位精度高，但升温快，寿命相对要短的 特点，特别是在球机这样封闭性的环境下， 如果导热不够好， 元器件及芯片就很容易损坏。 至于直流电机， 因为其成本高， 使用率仍比较低，因此市面变焦镜头仍以步进电机为主。主要的性能指标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
4、和镜头决定的。根据一体机采 用的 CCD 及 DSP 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 SuperHAD 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
5、，需要 3、4 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
6、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 RS232 或 RS485接口，有多种 48
7、5 通信协议。 常 用的有 PELCO-P/D ，松下、 三星。然而与球机的接口协议会 有不尽相同，协议的不同会带来与球机的兼容性问题。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。技术有待继续提升一体化摄像机应用初期，人们普遍认为一体化摄像机价 格太高，影响了一体化摄像机的市场开拓。而最近两年人们 看到，一体化摄像机市场应用呈快速增长之势，价格却不断 下降。不论是从综合性价比还是实用性来说，一体化摄像机 都具有其独特的魅力，并成为 CCTV 监控系统的新宠。突破自动聚焦技术瓶颈只是国内一体机发展的一个起 点，从技术发展来看，一方面，提高成像质量需要更高的镜 头倍数，更高像素数与高信噪比的 CCD 。另一方面，网络化与智能化也是一体机发展的方向。在 一体机内部嵌入 IP 处理模块， 使其具备网络功能。 智能化主 要表现在目标锁定，自动跟踪功能，结合自动跟踪技术，一 体机可锁定用户感兴趣的目标。国内厂商暂时无法在技术上与国外厂商抗衡，但国内厂 商在突破了一些技术壁垒后，不久的将来，市场格局的变动 将会展示出另一番景象。
