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1、一体化摄像机演奏技术提升进行曲 由AS2007/2008年中国摄像机市场大调查得知，2008年最受工程商关注的摄像机类型中，一体化摄像机名列首榜，所占比例为70%。与传统摄像机相比，一体化摄像机具有自动聚焦、功能齐全、监控范围广、体积小巧、外型美观、安装方便、良好的防水功能、性价比高等优点。本文主要针对一体化摄像机的技术发展趋势进行相关介绍，希望给读者提供些许前沿技术的参考。 关于一体化摄像机，一直以来有几种不同的理解，本文要详细陈述的是指镜头内建、可自动聚焦和变倍的一体化摄像机。 真正意义上的第一台一体化摄像机诞生于1997年，一体化摄像机在国内市场上正式出现于1998年，但当时基本上都是国
2、外产品。 与传统摄像机相比，一体化摄像机具有自动聚焦、功能齐全、监控范围广、体积小巧、外型美观、安装方便、良好的防水功能、性价比高等优点。但一体化摄像机成像系统（镜头）、CCD、DSP专利技术均被国外著名厂商所掌控，这样的结果直接导致只有少数国外厂商对一体化摄像机的垄断。而在国内，大部分厂家仅只能对一体化摄像机进行一些表层的基本功能（如机壳、背部面板、后段的控制电路等）设置，而无法深入地对一体化摄像机进行研发，这样则导致国产品的同质化较高。“芯”决定一切 一体化摄像机可以看作是一个单元个体，其中包括：电动光学变焦镜头，视频信号采集处理控制模块（CCD和DSP），视频、电源/数据控制接口，管理编
3、程信息按钮接口等。其中，电动光学变焦镜头，视频信号采集处理控制模块已经被统一装在体积、形状近似四方形的金属盒内，俗称机芯。 一体化摄像机机芯的好坏直接决定了一体化摄像机产品之间的差距。目前市场上的一体化机芯以Sony、HITACHI、LG、CNB四大品牌为主。据诸多业内资深人士反映，Sony、HITACHI、LG、CNB四大品牌的质量都不错，如果只从效果的差别来说，如聚焦速度和聚焦精度，Sony、HITACHI的一体化机芯可能强一点。而LG的一体化机芯在色彩还原性方面相对占优势。就一体化机芯价格而言，根据采访得知，四大品牌中，CNB品牌的性价比较高。 目前，市面上较有代表性的一体化机芯有LG的
4、LM937系列之37倍一体化摄像机机芯，其采用隔行扫描1/4 EX-View CCD，LG-XDI智能芯片、37倍光学变焦、日夜两用（双滤光片切换）功能，还具备XDI芯片的超宽动态技术（双快门）、HSBLC超强光抑制和EIS电子防抖动等功能。其中，LG-XDI智能芯片系列产品之SENSUP功能可自动或手动进行2、4128设置，方便在低照度环境下不适宜采用红外技术的场合，如博物馆等。HITACHI近期推出的VK-S858N/EN系列一体化机芯，该机芯采用日立最新改进版DSP，具有宽动态、高灵敏度、高分辨率、低噪点、数字图像翻转等功能和特点；隐私区域屏蔽可达4个点位，比普通一体机机芯增加一倍；同时
5、具有模拟和数字输出功能，数字输出无须通过解码器，可直接输出高质量图像，大大降低了系统成本。 国产品牌的一体化摄像机基本上都是采用Sony、HITACHI、LG、CNB四大进口机芯。因此在图像和画质上与国外产品基本没什么差别。国内产品的功能性与质量也能够维持一个较佳的水平。整体来说，国产品牌主要在价格方面具有优势，在市场定位中占有自己的份额。就一体化摄像机整机而言，Sony、HITACHI、LG、CNB、三星电子等在业内享有声誉。其中，三星电子由于其性价比相对出色、知名度也比较高，在近几年安防电子一体化摄像机销售领域继续保持较高的市场占有率。国内宏天智、深视音、三立等品牌凭借高性价比也有不俗的市
6、场表现，具体价格也因不同厂家、不同产品型号、不同技术而有差异。技术发展趋势分辨率朝高清化方向发展 摄像机的分辨率主要由CCD的像素决定，目前CCD供应商以Sony为主，Panasonic、Sharp、三星电子也有一定的市场份额。Sony的CCD分为Super HAD、Exview、SSII、HQI四大系列，现在市场上比较常见的是Super HAD、Exview两大系列。一体化摄像机因为镜头口径小型化的要求，目前使用最多的是1/4CCD。 目前，彩色一体化摄像机的分辨率以480线为主，但随着市场的逐步发展，520线、540线的一体化摄像机也已推向市场。三洋电机国际贸易有限公司的WCC-800PC
7、/600PC、Sony的SSC-ET365P/185P都是540线的高分辨率。三星泰科光电子有限公司近期推出的新品SDZ375P已经达550线分辨率，可以说是目前业内分辨率较高的一体化摄像机。如此看来，一体化摄像机的分辨率正朝高清化方向发展。大变焦倍数彰显时代需求 一体化摄像机内置数字聚焦镜头。光学变焦是依靠光学镜头结构来实现变焦，通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距。当成像面在水平方向运动的时候，焦距就会发生变化，更远的景物会变得清晰，让人产生像物体递进的感觉。真正具有实用效果的应该是光学变焦，大变焦后不会影响摄取的画面效果。光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。而电子变焦实
8、际上是画面的电子放大，是改变成像面的大小，即成像面的对角线的长短，实际上电子变焦并没有改变镜头的焦距，只是通过改变成像面对角线的角度来改变视角，从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果，通过摄像机内的处理器，把图片内的每个像素面积增大（把原来CCD影像感应器上的一部分像素使用“插值”处理手段做放大），从而达到图像放大的目的。但它的清晰度会有一定程度的下降，体现在放映效果上便是画面上会有明显的马赛克状的噪点出现，所以电子变焦并没有太大的实际意义。尽管如此，电子变焦倍数近几年也呈现由8、10向12发展。目前，一线品牌的一体化摄像机通常都是采用12电子变焦，当然不排除更高倍电子变焦的存在或出现。 笔者
9、在采访中发现，近几年，一体化摄像机变焦倍数总体来说是越来越高。市面上22倍、26倍、27倍、30倍、36倍的光学变焦等都比较常见，更大变倍（如37倍）的一体化摄像机也已经出现。上海恒生电讯工程有限公司技术总监虞志辰就说：“在某些特殊场合甚至需要使用50、60倍的大变倍一体化摄像机，使某监测部位局部放大以监察清楚”。如上海乐金广电电子有限公司2008年推出的LC903P为37倍全功能型高清日夜一体摄像机，具有37倍光学变焦、12倍数字变焦，共444倍的整体变焦功能，适合超远距离监控的需要。也是当时市面上比较少见的高倍数变焦一体化摄像机。而三星泰科光电子有限公司2009年新推出的SDZ375P，具
10、有37（3.5129.5mm）光学变焦倍数。低照度环境适应性增强 实际中，光线的变化和不足一直是安防监控的较大挑战。随着监控应用范围越来越广，应用环境越来越复杂，以及人们对安防意识的加强和安全管理水平的提高，诸多场合的24小时全天监控成为监控的基本需求，如何在弱光环境下保证良好的图像对一体化摄像机来说就显得尤为重要。尤其是针对在夜晚光线照度不足的情况下，要保证一体化摄像机能够适应低照度的摄像环境。低照度指的是当被摄景物的照度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低于某一规定值时（25dB）的景物照度值。为使一体化摄像机在弱光条件下能确保监控画面的清晰度，日夜转换功能、DSS（慢快门）、红外成
11、像功能及高灵敏度等逐渐在一体化摄像机上得以实现。 目前，一体化摄像机通常采用滤光片切换式日夜转换方式。用于一体化摄像机的滤光片分双滤光片、单滤光片（一个滤光片）、电子转换（软件处理）几种。其中，双滤光片是内置两个滤光片，白天使用时，滤光片是对进入CCD的光线进行过滤修整；晚上使用时，则把尽量多的光线进入镜头聚光。另外，市面上的一体化摄像机有些是单滤光片，有些是电子转换，其使用效果远远不如双滤光片。深圳市新望明洋电子技术有限公司技术工程师岳全斌特别强调：“在选购一体化摄像机时，要弄清楚究竟是双滤光片还是单滤光片或电子转换，否则价格就有差异。” 在弱光条件下如果采用辅助光源会达到更好的图像效果，因
12、此，目前通常是配带红外灯来实现，这样就出现了相应的新机种，如红外一体化摄像机。宽动态助力画质提升功不可没 在一些明暗反差较大、逆光的监控场所，一体化摄像机的宽动态功能则能充分发挥其优势。宽动态技术是通过对光亮区域采用高速快门爆光和对黑暗区域采用低速快门爆光的二次爆光的最佳组合，使明亮的部分和暗的部分都可以看得清晰。对不同终极亮度进行精确分析，在不受光亮部分饱和的影响下，从光亮和黑暗区域中获取有用的信息是一体化摄像机宽动态功能的最佳体现。 较早具有宽动态功能的一体化摄像机是日立的VK-454。渐渐地，宽动态便成为一体化摄像机的一项重要功能。目前，一体化摄像机的宽动态范围逐渐增加，具有超宽动态技术
13、的一体化摄像机也出现，如LG的LC903P 37倍一体化摄像机就具备超宽动态技术（双快门），是普通摄像机的170倍，Sony的SSC-ET365P和三星泰科光电子有限公司的SDZ375P都能提供高达128倍的宽动态范围。 另外，一体化摄像机的影像噪点也是影响画质的原因之一。市场上一体化摄像机的降噪技术多样，但降噪原理类似，都是通过控制画面上的噪点，确保画面清晰。目前已经有一体化摄像机生产厂家采用工业标准的三维噪点过滤系统、3D-DNR噪声抑制滤波器等技术/系统，可以比市场上一般产品更有效地消除图像的噪点，这就意味着该种一体化摄像机画质情况更佳，噪点所占数据带宽和硬盘存储空间比普通摄像机已明显减
14、少。通常信噪比越高，干扰点对画面的影响就越小。特殊功能不容忽视 镜像、翻转、冻结等许多功能近年也能在一体化摄像机当中看到。 其中，镜像功能是将监控到的影像实现水平方向的偏转以满足实际需求。 翻转功能则是图像全方位（上下、左右）的转动。一体化摄像机翻转功能最直接的理解是某监控的画面如果是倒立状态，则可以通过翻转功能将图像翻转成正立状态，以方便察看。 冻结功能是指摄像机画面需要出现短暂的停止，监控过程中采用该技术可以实现类似抓拍之类的需求。 事实上，一线阵营的一体化摄像机厂家的产品通常都具备上述几项特殊功能。将其作为附加值，只不过相对其他新颖功能而言，容易被忽略。 至于一体化摄像机的隐私区域遮蔽功
15、能是为了确保某局部范围被遮蔽以确保其隐私性；移动侦测功能是指当监控画面有变化时（如有人经过监控区域），系统能通过一定的设置自动作出相应的处理，如发出报警信号。步步为营，扎根未来市场 对于一体化摄像机的未来发展趋势可谓众说纷纭，一方认为一体化摄像机未来道路坎坷，理由是一体化摄像机由于自身条件的限制，制约其无法进入某些领域或原有市场被挤兑。如武汉明大电力技术工程有限公司信息事业部经理姚龙腾认为：“在某些特定场合，如机场、高速公路等，则一般采用高速智能球等高端监控产品，加上单纯的一体化摄像机配合云台使用转速低、没有预置位等功能且环境适应性弱，低照度、宽动态等功能也不如相应的枪机等，所以在部分环境中其
16、应用明显受制约，如现在新建的机场、地铁、道路监控等项目单纯的一体化摄像机在其中的比例也相应减少，大部分可能都采用高速球机，单纯的一体化整机虽然在很多环境中被高速球所取代，但作为高速球的内核一体化机芯，市场发展前景依然是很大的。”另一方则认为，一体化摄像机发展前景乐观，应用领域广泛。上海乐金广电电子有限公司技术支持赵培植解释：“一体化摄像机凭借其便利性、性能的不断提高及成本的下降等因素，逐渐受到市场青睐；枪机的应用领域依然广泛且有很大的生存空间，一体化摄像机取代枪机也只是时间问题”。某业内人士如此分析，除了一体化摄像机本身的特点（前面已详述），另一个原因是受近期金融风暴影响，各方都在考虑压低成本，也会更倾向于性价比较高的一体化摄像机。 纵观近几年一体
