高清時(shí)代攝像機(jī)技術(shù)發(fā)展

    由于其工作原理的本質(zhì)性區(qū)別，模擬攝像機(jī)技術(shù)在發(fā)展中出現(xiàn)了各種瓶頸與限制，而數(shù)字百萬(wàn)高清產(chǎn)品的突出特點(diǎn)則克服了這些限制，迎來(lái)了畫(huà)質(zhì)上的飛躍。

    隨著高清專(zhuān)業(yè)影視攝像機(jī)、高清視頻會(huì)議、高清視頻監(jiān)控等高清視頻系統(tǒng)應(yīng)用的逐步普及，高清視頻時(shí)代已全面來(lái)臨。對(duì)于廣大視頻行業(yè)從業(yè)人員而言，攝像機(jī)技術(shù)的重要變化，值得關(guān)注。

    1.高清攝像機(jī)是數(shù)字化攝像機(jī)

    CMOS高清攝像機(jī)從CMOS Sensor輸出圖像信號(hào)開(kāi)始，產(chǎn)品整個(gè)系統(tǒng)中圖像信號(hào)均為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)貫穿系統(tǒng)全部。這一點(diǎn)與標(biāo)清攝像機(jī)有著根本不同。標(biāo)清攝像機(jī)，很多型號(hào)圖像芯片輸出模擬圖像信號(hào)，整機(jī)也很多輸出模擬圖像信號(hào)

    CCD高清攝像機(jī)雖然CCD芯片輸出的圖像信號(hào)為模擬信號(hào)，但經(jīng)AFE(模擬前端)后，即轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，系統(tǒng)的其后部分也都是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)完成圖像信號(hào)處理及輸出。

    2. 數(shù)字化攝像機(jī)帶來(lái)的一系列技術(shù)革新

    i. 高清攝像機(jī)往往在DSP圖像信號(hào)處理階段，也完成圖像壓縮，比如MPEG4和H.264壓縮。這是數(shù)字化圖像信號(hào)處理帶來(lái)的特點(diǎn)。在標(biāo)清攝像機(jī)時(shí)代，攝像機(jī)和視頻壓縮編碼的視頻服務(wù)器往往分開(kāi)。

    ii.高清攝像機(jī)的高清視頻數(shù)據(jù)量大，且高速。數(shù)字化的高速高清視頻數(shù)據(jù)，導(dǎo)致標(biāo)清時(shí)代傳輸介質(zhì)和傳輸設(shè)備在高清時(shí)代將產(chǎn)生重要變化，甚至不再適用。未經(jīng)壓縮的1080P高清數(shù)據(jù)可達(dá)1Gbps以上。H.264算法圖像壓縮后，數(shù)據(jù)流量也將達(dá)到8Mbps甚至更高之多。對(duì)于視頻監(jiān)控應(yīng)用，這種變化甚至可以說(shuō)是巨大的。高速數(shù)字信號(hào)，很大程度上不能采用標(biāo)清模擬圖像信號(hào)傳輸設(shè)備及組網(wǎng)。

    iii. 標(biāo)清時(shí)代，視頻服務(wù)器、IPCAM等模擬圖像信號(hào)數(shù)字化處理時(shí)，很多情況下，犧牲了圖像信號(hào)主客觀(guān)質(zhì)量，換取數(shù)字化傳輸和存儲(chǔ)的便利。高清時(shí)代，高清攝像機(jī)是數(shù)字化攝像機(jī)，這種情況將不再。

    iv. 高清視頻信號(hào)的傳輸，與標(biāo)清攝像機(jī)的模擬圖像傳輸有著較大不同。HDMI接口傳輸距離短，HD/3G-SDI接口雖然傳輸距離要遠(yuǎn)一些，但價(jià)格不菲，往往用于演播室等專(zhuān)業(yè)傳輸領(lǐng)域。

    v. IPCAM將獲得很大發(fā)展。高清攝像機(jī)是數(shù)字化攝像機(jī)，數(shù)字化圖像信號(hào)與生俱來(lái)的傳輸手段是網(wǎng)絡(luò)傳輸，加之標(biāo)清攝像機(jī)圖像傳輸?shù)慕橘|(zhì)和設(shè)備很多不再適用于高清時(shí)代，在小區(qū)監(jiān)控、樓宇監(jiān)控等場(chǎng)合，傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)的組網(wǎng)及傳輸方式，很可能被徹底顛覆，代之以以太網(wǎng)等組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)高清攝像機(jī)組網(wǎng)。雖然IPCAM遠(yuǎn)程圖像傳輸?shù)墓δ�，短期�?nèi)，由于Internet網(wǎng)速不夠，遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)高清IPCAM還不現(xiàn)實(shí)，但隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的逐步增大，高清IPCAM遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)也將日漸增多。起碼現(xiàn)在局域網(wǎng)范圍內(nèi)，對(duì)每路8Mbps的高清攝像機(jī)網(wǎng)速需求，立即可以廉價(jià)實(shí)現(xiàn)。加之以太網(wǎng)等組網(wǎng)的成熟廉價(jià)，可以預(yù)計(jì)高清IPCAM將在小區(qū)監(jiān)控、樓宇監(jiān)控等場(chǎng)合逐步普及流行。

    技術(shù)引領(lǐng)社會(huì)進(jìn)步，高清攝像機(jī)的這些特點(diǎn)將很可能帶來(lái)視頻產(chǎn)業(yè)的一些重大變化。

    如何判定高清攝像機(jī)性能

    高清攝像機(jī)作為高清產(chǎn)品中的重要成員，用戶(hù)在選擇的時(shí)候往往不知道從哪些方面來(lái)判定它的性能，筆者認(rèn)為高清攝像機(jī)性能的判定主要從以下幾方面進(jìn)行考慮：

    首先用戶(hù)在選擇高清攝像機(jī)的時(shí)候，要了解自身的需求，高清攝像機(jī)主要用于金融系統(tǒng)、道路交通的監(jiān)控，因?yàn)檫@些場(chǎng)所對(duì)于圖像有特殊的要求，如果用戶(hù)使用的場(chǎng)所不必要能夠看清人臉特征、車(chē)牌號(hào)碼等，就沒(méi)有必要選擇高清攝像機(jī)，選擇一款普通攝像機(jī)就完全可以了，畢竟高清攝像機(jī)在價(jià)格上要比普通的高，所以說(shuō)在選擇的時(shí)候要首先明確自己的需求。

    第二就是攝像機(jī)的功能，這主要體現(xiàn)在畫(huà)面的清晰度上，在看畫(huà)面的時(shí)候主要觀(guān)察靜態(tài)清晰度、動(dòng)態(tài)清晰度、色彩還原度，還有就是在拍攝風(fēng)光、景物、鮮花、移動(dòng)的物體時(shí)，看畫(huà)面是否干凈，色彩是否自然逼真。畫(huà)面的清晰度不僅僅是看水平分辨率，還要看它具備的寬動(dòng)態(tài)、自動(dòng)白平衡、圖像的銳利度調(diào)整、超級(jí)數(shù)字降噪、智能數(shù)字自動(dòng)測(cè)光補(bǔ)償?shù)裙δ�。在檢測(cè)寬動(dòng)態(tài)功能時(shí)，需要觀(guān)察亮區(qū)與暗區(qū)之間過(guò)渡是否清晰自然，寬動(dòng)態(tài)范圍是否能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)。好的攝像機(jī)在亮區(qū)和暗區(qū)都會(huì)有豐富的層次和細(xì)膩的表現(xiàn)，在夜間的大燈下看車(chē)牌時(shí)，大燈的輪廓、燈絲和車(chē)牌都十分清楚，而且不出現(xiàn)豎亮線(xiàn)。而低照度則要在夜晚來(lái)觀(guān)測(cè)攝像機(jī)的監(jiān)視畫(huà)面是否清晰，噪聲大小如何，以上這些方面都影響著攝像機(jī)的功能。

    第三就是攝像機(jī)其它的一些方面，比如攝像機(jī)的操作設(shè)定，目前的高清攝像機(jī)作設(shè)定主要是通過(guò)菜單和撥碼兩種方式來(lái)調(diào)節(jié)，帶有菜單的攝像機(jī)則需注重菜單功能是否豐富，是否容易調(diào)好，能否滿(mǎn)足不同的復(fù)雜監(jiān)控環(huán)境。另外有的攝像機(jī)還有不同的模式，用戶(hù)在使用的時(shí)候只需根據(jù)不同的環(huán)境進(jìn)行選擇就可以了。還要看攝像機(jī)的數(shù)據(jù)接口是否豐富，因?yàn)樵谑褂眠^(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)監(jiān)控?cái)z像機(jī)因?yàn)榄h(huán)境或者人為破壞，無(wú)法正常工作的現(xiàn)象。在安裝調(diào)試的時(shí)候還要注意鏡頭選配，因?yàn)殓R頭的質(zhì)量不好，或者選配不好，很大程度上會(huì)影響到畫(huà)面的清晰度。在攝像機(jī)的配套產(chǎn)品上也要注意，因?yàn)橐�達(dá)到高清效果，除了前端是高清攝像機(jī)之外，傳輸系統(tǒng)，中間系統(tǒng)和終端顯示系統(tǒng)都必須滿(mǎn)足帶寬和壓縮的要求。最后就是看攝像機(jī)廠(chǎng)商的技術(shù)支持力度，包括是否能夠提供專(zhuān)門(mén)的技術(shù)培訓(xùn)，對(duì)產(chǎn)品的特殊功能和操作菜單進(jìn)行詳細(xì)的解說(shuō)，出現(xiàn)問(wèn)題后能否在最短的時(shí)間里進(jìn)行維修等。

    以上幾點(diǎn)雖然說(shuō)明了在選擇高清攝像機(jī)時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)，但是用戶(hù)在購(gòu)買(mǎi)的時(shí)候還應(yīng)該謹(jǐn)慎選擇，貨比三家。

高清攝像機(jī)選購(gòu)技巧

    真正的“高清”畫(huà)質(zhì)，除了高分辨率之外，還要考察哪些方面呢？下面從工程應(yīng)用角度，分析了在安防監(jiān)控工程中怎樣選購(gòu)高清攝像機(jī)。

    1、了解需求

    高清攝像機(jī)主要應(yīng)用在金融系統(tǒng)、道路交通監(jiān)控和其他一些對(duì)圖像有特殊要求的場(chǎng)所。這些場(chǎng)所都是對(duì)影像有高要求的，能夠看清楚人臉特征、車(chē)牌號(hào)碼等。因此，如果你承接的工程是這些應(yīng)用場(chǎng)所的話(huà)，則可以從成本上來(lái)考慮是否選擇該產(chǎn)品。

    2、了解產(chǎn)品

    目前，市場(chǎng)上把高于480線(xiàn)的攝像機(jī)定位為高清攝像機(jī)，其實(shí)市場(chǎng)上銷(xiāo)售的500線(xiàn)以上的高清晰攝像機(jī)有部分和480線(xiàn)的CCD是基本相同的，主要是視頻數(shù)字處理芯片(DSP)不同。有些廠(chǎng)商具有強(qiáng)大的研發(fā)能力，他們研發(fā)出15?16位(比特)的視頻數(shù)字處理芯片，比起市場(chǎng)上480TVL攝像機(jī)的SONY10位(比特)芯片有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和更快的圖像處理速度。

    3、指標(biāo)檢測(cè)

    其實(shí)，500線(xiàn)以上的高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)和480線(xiàn)的清晰度，單從肉眼上是很難分辨出來(lái)的。因此，首先要用專(zhuān)業(yè)的測(cè)試儀器來(lái)測(cè)試，測(cè)試攝像機(jī)的清晰度、色彩還原度、信噪比、低照度、同步、色同步、副載波頻率等技術(shù)指標(biāo)。其次，可以模擬一些場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試。主要是觀(guān)測(cè)靜態(tài)清晰度、動(dòng)態(tài)清晰度、色彩還原度。可以拍攝風(fēng)光、景物、鮮花、移動(dòng)的物體，人，觀(guān)察畫(huà)面是否干凈，噪聲大小、色彩是否自然逼真。

    4、功能性

    高清晰監(jiān)控?cái)z像機(jī)主要是體現(xiàn)在畫(huà)面的清晰度上，要做到畫(huà)面的清晰度，不僅僅是一個(gè)水平分辨率達(dá)到540TVL就行了，最好還具備一些寬動(dòng)態(tài)、自動(dòng)白平衡、圖像的銳利度調(diào)整、超級(jí)數(shù)字降噪(信噪比)、智能數(shù)字自動(dòng)測(cè)光補(bǔ)償?shù)裙δ�。在檢測(cè)寬動(dòng)態(tài)功能時(shí)，需要觀(guān)察亮區(qū)與暗區(qū)之間過(guò)渡是否清晰自然，寬動(dòng)態(tài)范圍是否能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)。好的攝像機(jī)在亮區(qū)和暗區(qū)都會(huì)有豐富的層次和細(xì)膩的表現(xiàn)，在夜間的大燈下看車(chē)牌時(shí)，大燈的輪廓、燈絲和車(chē)牌都十分清楚，而且不出現(xiàn)豎亮線(xiàn)。而低照度則要在夜晚來(lái)觀(guān)測(cè)攝像機(jī)的監(jiān)視畫(huà)面是否清晰，噪聲大小如何。

    5、操作設(shè)定

    操作設(shè)定主要從攝像機(jī)參數(shù)設(shè)置是否方便來(lái)考察。目前的高清攝像機(jī)操作設(shè)定主要是通過(guò)菜單和撥碼兩種方式來(lái)調(diào)節(jié)。帶有菜單的攝像機(jī)則需注重菜單功能是否豐富，是否容易調(diào)好，能否滿(mǎn)足不同的復(fù)雜監(jiān)控環(huán)境。中文菜單要比英文菜單調(diào)試直觀(guān)，容易上手。目前，有的攝像機(jī)菜單有標(biāo)準(zhǔn)白天、日夜、夜晚KTV娛樂(lè)場(chǎng)所、自定義模式，你只需要選擇一種模式就能夠輕松應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的環(huán)境需要，快速方便。L5=Tj4`

    6、數(shù)據(jù)接口

    在實(shí)際應(yīng)用中，監(jiān)控?cái)z像機(jī)可能因?yàn)榄h(huán)境或者人為破壞，導(dǎo)致無(wú)法正常工作。因此，在購(gòu)買(mǎi)高清攝像機(jī)的同時(shí)，還要注意它的數(shù)據(jù)接口是否豐富。觀(guān)察后面板上是否有報(bào)警接口，音頻接口和RS-485接口。有的接口能夠提高監(jiān)控的安全等級(jí)，有的接口能夠方便遠(yuǎn)程菜單調(diào)用設(shè)置。

    7、電源范圍寬

    在實(shí)際工程中，常常會(huì)遇到電源不穩(wěn)定而燒壞攝像機(jī)的現(xiàn)象。特別是在一些邊遠(yuǎn)山區(qū)，電壓時(shí)高時(shí)低，非常容易導(dǎo)致監(jiān)控?cái)z像機(jī)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，攝像機(jī)的電源大部分是DC24V和AC12V。但是有的廠(chǎng)家的攝像機(jī)是有電源冗余功能的，比如標(biāo)準(zhǔn)電壓是AC12V，但是攝像機(jī)卻可以在9?16V之間正常工作。電源范圍寬的優(yōu)勢(shì)在電壓不穩(wěn)定時(shí)候自然也就凸顯。

    8、安裝調(diào)試

    高清攝像機(jī)和普通攝像機(jī)的安裝和調(diào)試方法基本相同，但必須要注意好鏡頭選配，因?yàn)殓R頭的質(zhì)量不好，或者選配不好，很大程度上會(huì)影響到畫(huà)面的清晰度。比如鏡頭的尺寸，與監(jiān)控?cái)z像機(jī)是否匹配都要考慮。還有鏡頭的后焦面要調(diào)準(zhǔn)，防護(hù)罩的前端玻璃要采用質(zhì)量好的光學(xué)玻璃，這些都會(huì)影響到清晰度。

    9、配套產(chǎn)品

    要獲取高清影像，除了前端是高清攝像機(jī)之外，傳輸系統(tǒng)，中間系統(tǒng)和終端顯示系統(tǒng)都必須滿(mǎn)足帶寬和壓縮的要求，才能達(dá)到高清晰度的實(shí)際效果。包括線(xiàn)纜、矩陣、硬盤(pán)錄像機(jī)，視頻服務(wù)器、各種視頻編碼器等。光纜的帶寬大、衰減小、高抗干擾、可較好保證圖像傳送的各項(xiàng)指標(biāo)。終端顯示設(shè)備最好選擇逐行掃描監(jiān)視器，而且是600線(xiàn)以上的。因此，光使用高清晰度攝像機(jī)而忽視其他配套設(shè)備的選用是達(dá)不到真正目的的。

    10、技術(shù)支持

    最后，在購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品之前，千萬(wàn)不要忘記了解該廠(chǎng)商在產(chǎn)品上的技術(shù)支持力度，是否能夠提供專(zhuān)門(mén)的技術(shù)培訓(xùn)，對(duì)產(chǎn)品的特殊功能和操作菜單進(jìn)行詳細(xì)的解說(shuō)，這些對(duì)于工程施工來(lái)說(shuō)，都是最實(shí)際的。另外，如果產(chǎn)品出現(xiàn)問(wèn)題無(wú)法正常工作，該廠(chǎng)商是否能夠提供相應(yīng)的技術(shù)服務(wù)，在最短的時(shí)間里，來(lái)維護(hù)和檢修產(chǎn)品，這點(diǎn)也是很重要的。