2010-05-05 17:52:11
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了解一体化摄像机
经过数十年的发展,一体化摄像机打破了国外产品独霸市场的局面,越来越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性成为CCTV的新宠。国内厂商努力正寻找突破口打造国产品牌与国外产品一争高下,但技术上依然存在难题。
一体化摄像机有几种不同的理解,有的指半球型一体机、快速球型一体机、结合云台的一体化摄像机和镜头内建的一体机。严格来说,快速球型摄像机、半球型摄像机与一般的一体机不是一个概念,但所用摄像机技术是一样的,因而一般也会将其归为一体化范畴。现在通常所说的一体化摄像机应专指镜头内建、可自动聚焦的一体化摄像机,也是本专题所要详细呈述的一类产品。
一体化摄像机现在专指可自动聚焦、镜头内建的摄像机,其技术从家用摄像机技术发展而来,与传统摄像机相比,一体化摄像机体积小巧、美观,安装、使用方便,监控范围广、性价比高,在成功应用于教育行业视频展示台之后,正对安防产业监控系统形成新一轮的冲击。
一体化摄像机与传统摄像机相比,一体机体积小巧、美观,在安装方面具有优势,比较方便,其电源、视频、控制信号均有直接插口,不似传统摄像机有麻烦的连线。一体机成像系统(镜头)、CCD、DSP技术专利均被国际知名大厂所掌握,相对传统摄像机来说,一体机质量可以得到较好的控制。同时,一体化摄像机监控范围广、性价比高。传统摄像机定位系统不够灵活,多需要手动对焦,而一体化摄像机最大的优点就是具有自动聚焦功能。
一体化摄像机可以做到良好的防水功能,一体化摄像机室外型都具有防水功能,而传统摄像机需和云台、防护罩配合使用才可以达到防水的功能。现在更有专门为水下作业开发出的潜水型一体化摄像机。
一体化摄像机性能指标
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。
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01Lux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。 毛孔 眼影 护肤 不错 左旋 最好 洗面
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。
一体化摄像机的技术进展
一体化摄像机的关键技术是镜头、CCD和DSP处理模块。镜头主要被日本厂商所掌握,如Canon、Camputar、Avenir等,在一体机领域提供OEM最多的是Canon镜头。从CCD(为摄像机优劣的关键元素)看,供应商以Sony为主,Sony产CCD又以民用为主流,SonyCCD分为SuperHAD和Exview两种类型,其中Exview是最新技术,普遍采用1/4寸尺寸,性噪比高于SuperHAD;Panasonic和Samsung各自用自己的CCD生产一体机;其他柯达、富士主要开发专业用的CCD。在DSP处理芯片上,不同厂家各有特色,如Sony的DSP芯片在色彩还原度方面比较优秀,而Canon、Nikon的DSP在捕光模式和对焦上比较好。
目前中国产一体机都是用进口机芯,因此在图像和画质上与国外产品基本没什么差别,因而考量国内产品的技术要点就集中在产品的耐用性方面,因为国内产品在一体机的电机和传动装置上是自己研发,电机和传动装置的耐热性直接影响到一体机的稳定性和耐用性。用于一体机的电机有同步电机和直流电机,同步电机温升快,使用寿命相对要短,但直流电机成本太高,因而市场仍以同步电机为主。
一体化摄像机和普通摄像机的不同点为:
1)一体化摄像机的镜头为内置,有自动聚焦功能,能远程控制镜头变倍。普通摄像机的镜头是外置的,变倍和聚焦通常需手动控制;
2)一体化摄像机可安装于云台中,监控范围广。普通摄像机通常为固定安装;
3)一体化摄像机的变焦镜头不可更换,普通摄像机的镜头可更换、焦距和光圈可配置。
对于摄像机的使用寿命,部分厂商认为,一体化摄像机镜头密闭好,受外界环境影响比传统摄像机要小,使用寿命更长;另外部分厂商认为,传统摄像机镜头外接,摄像机本身不具备机械装置,镜头坏后可以重新更换,不会影响到摄像机本身的摄像性能,而一体化摄像机镜头内建,在镜头伸缩过程中对机身有磨损,因而相比来说,一体机寿命要比传统摄像机短;但共同的观点是,一体化摄像机的使用寿命与厂家技术相关,无论一体机还是传统枪机,使用寿命都受到摄像机本身元器件构造、制作工艺(如防水、防尘、防潮等性能)、安装环境(如电压、温度、湿度等)的影响。