一体化摄像机应用优势浅析

　　一体化摄像机在行业应用中的优势是显而易见的，但对于其关键技术的掌握和完善还需安防厂商不断加强研发力度。同时，各安防企业急需搭上高清、IP和智能这趟“高速列车”，紧紧抓住发展机遇，为用户提供高品质的一体化摄像机。

　　一体化摄像机的应用优势

　　作为专业的监控产品，一体化摄像机以其自动聚焦功能、美观精巧等特点，得到了安防行业的高度认可。从实用性方面来说，一体化摄像机凭借其良好的性能正成为CCTV监控系统的新宠;随着专业镜头价格的下降，一体化摄像机成本会随之降低，其应用规模也将不断扩大，从而带动视频监控领域的深入拓展。

　　一、掌握关键技术 提高监控效果

　　从技术层面看，一体化摄像机镜头的自动聚焦功能、DSP和CCD决定了摄像机的性能。首先就自动聚焦功能来说，摄像机的聚焦速度、准确性和定焦效果至关重要，这也是制约一体化摄像机应用的瓶颈，关系到摄像机能否快速、清晰地捕获到图像。随着安防市场对聚焦要求的进一步提升，具有精准自动聚焦功能的一体化摄像机越来越受到用户青睐，成为一体化摄像机研发的新方向。当摄像机能够快速跟踪、监控移动物体时，聚焦的准确性和速度会受到实时考验;另一方面，一体化摄像机多用于室外监控，当摄像机持续监控同一画面时，光线变化很容易造成摄像机反复聚焦，影响到定焦效果。目前国产一体化摄像机的聚焦问题无法得到很好解决，所以只能用于中速和低速球，以减少因高速旋转而聚焦不良的问题。因此，国产一体化摄像机的自动聚焦功能还需要不断完善，以满足安防市场需求。

　　一体化摄像机的光学变倍镜头将决定着被捕获图像的监控效果。镜头变倍一般是通过改变镜头中各镜片的相对位置来实现焦距的调节，其是决定一体机镜头性能的关键因素。目前安防上一体化摄像机应用比较多的是10倍、12倍的光学变倍镜头，据悉，现在也有了18倍、22倍、26倍、36倍，甚至更高的光学变倍镜头，其为一体化摄像机提供了更加广阔的应用前景。

　　另一核心技术――DSP(数字信号处理)技术，高性能的DSP能为一体化摄像机提供强大的数字处理能力和高运算速度。高性能的一体化摄像机需要DSP同时具有智能控制和数字信号处理两种功能，以应对摄像机技术不断改进的应用现状，这就对DSP的性能提出了更高的要求。两种功能的融合推动了智能应用的探索，同时也提高了一体化摄像机的实用效果。现在，有较多的安防厂商都在做DSP，但要想在竞争中胜出，只有通过提升软件功能来实现技术更新，即通过开发更多功能来达到关键技术和性能的升级。

　　对于CCD这一核心技术，目前安防市场主要以Sony CCD为主，如选用1/4″SONY Super HAD II CCD来提高摄像机的低照度性能。此外，摄像机高性能的处理电路也会影响摄像机低照度性能。例如，某公司推出的一款一体化摄像机采用自行研发的CDS低噪前级放大器，通过二次取样，大大提增了放大器增益，创造出额外递增6dB的超低照度性能，使摄像机的最低照度在彩色模式下为0.3Lux、黑白模式可达0.05Lux，能够帮助用户实现24小时全天候监控。此外，为确保一体化摄像机在夜间环境下能监控到高清晰度画面，该摄像机还内置了日夜转换、慢快门等技术。就慢快门技术，该摄像机将其技术级别更加细分化，增强了摄像机的表现能力，可为用户提供不同层次的选择。

　　二、发挥独特优势 拓展行业应用

　　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。

　　一体化摄像机的主要性能指标

　　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(如图1所示)。

　　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和市场前景

　　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,由于一体化摄像机兼具自动变倍与自动对焦能力，尤其受快球/匀速球的迅猛装机量而受到用户的青睐，特别是以一体化摄像机引领的快球等设备在近两年展开的”平安城市”、”科技强警”工程中担任着重要角色。

　　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，这就势必会受到户外光线变化的影响。随着社会上犯罪案件的日益增多，以及人们对安防意识的加强和安全管理水平的提高，如今用户普遍有了24小时全天候不间断监控的需求，尤其是针对在夜晚光线照度不足的情况下，要保证一体机能够适应低照度的摄像环境。

　　随着对一体化摄像机 DSP 处理电路的设计越来越精密，对视频信号的数字化处理程度越来越高，机器的功能性也逐渐强大起来。如超级宽动态功能、日夜转换功能等。一体机的核心技术当集中在镜头的自动聚焦功能上。好的产品，可以一次性准确聚焦;而品质不好的产品，在聚焦时会来回往复，需要三四次才能定焦，或者在聚焦范围内某些特定的距离上不能完全聚焦。

　　对于摄像机的使用寿命，很多人认为由于技术的改进和设备的增加，一体机寿命要比传统摄像机短。其实通常来说，好的产品使用寿命是5-10年，实际上在5-10年以后肯定会有新的替代产品出现，因而只要不是技术太低劣的产品，使用寿命一般不会有很大的问题。

　　由于一体化摄像机很好地将镜头与机身