高清攝像機(jī)的組成

    如今“高清”已經(jīng)成為安防行業(yè)中的熱門詞匯，但是沒有具體的標(biāo)準(zhǔn)。大部分工程商和用戶也只是以高分辨率來判斷是否是高清攝像機(jī)。其實(shí)，高分辨率是“高清”的一個(gè)必要條件，但不是充分條件，高分辨率只能說近似于靜態(tài)的“高清”。那么，真正的“高清”畫質(zhì)，除了高分辨率之外，還要考察哪些方面呢?本文就從工程應(yīng)用角度，并著重實(shí)用性，分析了在安防監(jiān)控工程中怎樣選購高清攝像機(jī)。

    進(jìn)入2011年，高清已經(jīng)實(shí)實(shí)在在的來到了我們身邊，對(duì)于高清，您又了解多少，下面就讓我們簡單的介紹下高清攝像機(jī)的組成部分，這里著重講述HD-SDI或IP高清攝像機(jī)為主：

    1、攝像機(jī)CCD或CMOS成像器件，完成光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào)，輸出電子圖像信號(hào)。

    2、AFE，模擬前端，用于CCD成像時(shí)，將CCD圖像信號(hào)數(shù)字化，并產(chǎn)生CCD控制時(shí)序。而對(duì)于CMOS型成像器件，可直接輸出數(shù)字信號(hào)，故不需要AFE模擬前端。

    3、CPU為整個(gè)高清攝像機(jī)核心器件，其主要完成圖像信號(hào)處理(ImageSignalProcessor)和圖像信號(hào)編解碼(編解碼為MPEG4、H.264標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)等)。早期的CPU即DSP(DigitalSignalProcessor)，主要完成圖像信號(hào)處理，如：透鏡校正、Gamma校正、邊緣校正、自動(dòng)曝光、自動(dòng)聚焦、自動(dòng)黑白平衡、防抖動(dòng)等處理及控制。

    這其中IP高清攝像機(jī)的CPU還要完成圖像的編碼壓縮，再經(jīng)IP網(wǎng)絡(luò)口輸出，而HD-SDI高清攝像機(jī)不經(jīng)編碼壓縮即以原始數(shù)字信號(hào)經(jīng)HDMI或HD-SDI口輸出。總體說，CPU除圖像處理和編碼功能外，還要完成高清攝像機(jī)系統(tǒng)控制及計(jì)算，充作整個(gè)系統(tǒng)的中央處理器。

    4、存儲(chǔ)接口：存儲(chǔ)主要是指存儲(chǔ)卡/硬盤等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

    5、信號(hào)輸出接口：HDMI為高清數(shù)字多媒體接口，支持5Gpbs以上高速信號(hào)傳輸速率，為民用消費(fèi)電子接口;HD-SDI為高速串行接口，符合SMPTE組織制定的用于影視演播室的數(shù)字音視頻信號(hào)傳輸，是專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其早期支持標(biāo)清數(shù)字電視信號(hào)的270Mbps速率，已發(fā)展到傳輸1.485Gbps高清數(shù)字電視信號(hào)，再發(fā)展到當(dāng)前的2.97Gbps高速信號(hào)，用于傳輸RGB24bit以上高清數(shù)字電視信號(hào)。

高清攝像機(jī)的六大選購因素

    1)考察發(fā)熱量

    【分析】：目前百萬高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)所用到的DSP有很多選項(xiàng)中，如：TI、安霸、海思、美信等等，目前TI的達(dá)芬奇DSP性能表現(xiàn)不錯(cuò)，功耗與發(fā)熱也小，但是開發(fā)難度較大，國內(nèi)很多公司都試圖采用TI的DSP開發(fā)，大多失敗，而TI作為一個(gè)國際大公司，并且安防只是他們的一小塊，國外公司語言交流也不太方便，技術(shù)服務(wù)比不上國內(nèi)的海思，也比不上安霸，因此在TI上翻了跟斗的廠家更多的選擇了海思，安霸，如果廠家不會(huì)研發(fā)，芯片公司可以幫忙。大大降低了研發(fā)廠家的難度。

    普通百萬攝像機(jī)發(fā)熱大，主要原因在DSP上，發(fā)熱大，難免穩(wěn)定性令人擔(dān)憂。特別在炎熱的夏天中午太陽烈日下，更加擔(dān)憂。

    值得一提的是，原本槍機(jī)就發(fā)熱非常大，如果繼續(xù)在槍機(jī)前面添加紅外燈，那不是熱上加熱嗎?而且目前大多百萬高清攝像機(jī)屬于高照度百萬高清攝像機(jī)，而不是低照度，普通的百萬高清攝像機(jī)低照度通常為2-10LUX，這種攝像機(jī)不僅感應(yīng)可見光能力弱，感應(yīng)紅外光也很弱，因此如果要想拿普通百萬高清攝像機(jī)做成紅外，紅外燈數(shù)量也要比低照度紅外機(jī)放多幾倍，或者放大電流，讓紅外燈變得更亮，但是這樣做紅外燈的使用壽命就令人擔(dān)憂了。

    說到這里，我們就知道了，選擇百萬高清攝像機(jī)，一定要測(cè)試機(jī)器的發(fā)熱量，了解他們用的是什么DSP。功耗發(fā)熱如何。另外大家也許也明白了，為什么百萬高清廠家有不少，但是能提供與批量銷售紅外百萬高清的廠家則寥寥無幾。原因就這樣這里。

    2)考察延時(shí)

    【分析】：只要是數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，都有不同程度的延時(shí)，同樣720P高清畫面，有的攝像機(jī)延時(shí)只有0.1秒(如波粒))，而有的則高達(dá)0.4秒、0.7秒，深知更高，說到這里，工程商朋友可能會(huì)奇怪，為什么同樣的分辨率卻有不一樣的延時(shí)呢?因?yàn)閿?shù)字?jǐn)z像機(jī)需要經(jīng)過3個(gè)過程，壓縮、傳輸與解壓縮顯示。如果一個(gè)廠家完全是依賴方案商或者缺乏自己壓縮算法開發(fā)能力與核心底層技術(shù)能力，那么在圖像壓縮，網(wǎng)絡(luò)傳輸，解壓縮軟件效率方面就會(huì)落后他人。

    說到這里，我要提醒一下廣大工程商，延時(shí)是一個(gè)非常重要的參數(shù)，否則在PTZ控制方面就非常麻煩，另外延時(shí)也側(cè)面地反映了一個(gè)軟件的開發(fā)實(shí)力，與產(chǎn)品的穩(wěn)定性。大家試想，如果一路監(jiān)控視頻處理都那么累，如何有能力開發(fā)幾百上千路數(shù)字高清監(jiān)控呢?

    3)考察低照度

    【分析】：大家應(yīng)該都知道，安防行業(yè)監(jiān)控與消費(fèi)類的數(shù)碼相機(jī)與交通監(jiān)控不一樣，不可能在光線暗的時(shí)候不停地打閃光燈。因此說，百萬高清沒有低照度特性，應(yīng)用就極為受限制。遇到光線偏暗時(shí)，就成了瞎子。像素再高也白搭。特別是民用監(jiān)控，對(duì)低照度的要求更高，甚至比一些高端監(jiān)控項(xiàng)目的監(jiān)控環(huán)境還復(fù)雜。比如銀行監(jiān)控，24小時(shí)強(qiáng)燈下監(jiān)控，條件非常適合。

    4)考察拖尾

    【分析】：這部分本來是打算與低照度一起講的，后來想一想，因?yàn)橥衔铂F(xiàn)象是百萬高清攝像機(jī)最常見的弊端，因此把它單獨(dú)提出來討論，前面我們已經(jīng)討論了，低照度的重要性，但是有的安防廠家為了提高低照度，采用電子慢門或幀累積，這一招，絕對(duì)是會(huì)大大提升低照度效果，但是弊端也是非常明顯的，當(dāng)畫面上有運(yùn)動(dòng)物體時(shí)，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)人走動(dòng)怎么會(huì)一個(gè)鬼影(拖尾)呢，導(dǎo)致看不清楚運(yùn)動(dòng)物體(看不清楚行動(dòng)中的人特征)，運(yùn)動(dòng)物體時(shí)模糊的。當(dāng)物體靜止下來，才能看清楚。

    5)考察紅外

    【分析】：紅外攝像機(jī)，不就是在普通機(jī)器里加個(gè)紅外燈嗎?太簡單的。哈哈，很多人都這樣說，這種說法好像有一點(diǎn)道理，果真如此簡單嗎?不!如果真有那么簡單，為什么市面上能賣的百萬高清紅外機(jī)卻非常少??其實(shí)紅外高清，除了我在1)上說的那些分析道理，還有很多細(xì)節(jié)要處理。

    6)考察價(jià)格

    【分析】：一個(gè)廠家把價(jià)格標(biāo)高容易，但是能把價(jià)格做低，就難了，可能大家會(huì)說，這有什么難，打價(jià)格戰(zhàn)不常常這樣嗎?是的，但是大家見過哪家公司打價(jià)格戰(zhàn)，能把模擬攝像機(jī)做到30元/支?沒有一個(gè)，為什么呢?因?yàn)檎l都沒有能力把成本控制到如此之低，就算是偷工減料也最多降低10%左右的成本。大家想一想，以前的電腦與CPU性能差而貴，為什么今天的電腦與CPU性能強(qiáng)還很便宜呢?

    提醒一下大家，不要忘記科技的神奇力量，科學(xué)家與研發(fā)工程商們除了不斷地提升產(chǎn)品的品質(zhì)，還要不斷地降低產(chǎn)品的成本，否則優(yōu)先的科技產(chǎn)品永遠(yuǎn)只能小范圍應(yīng)用，或永遠(yuǎn)在試驗(yàn)室里，難以造福人類，造福社會(huì)。能把價(jià)格做低一點(diǎn)也許可以考偷工減料，但是如果能把價(jià)格大幅度落下，那就是一門高科技了。當(dāng)然廠家也會(huì)根據(jù)市場(chǎng)定位，把用戶很少用上的功能，不放在普通機(jī)里，而放到高檔機(jī)里。