網(wǎng)絡(luò )攝像機發(fā)展的三大技術(shù)

　　百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò )攝像機的技術(shù)發(fā)展主要取決于三個(gè)元器件：百萬(wàn)像素級鏡頭、百萬(wàn)像素傳感器，以及壓縮處理芯片。無(wú)論是普通網(wǎng)絡(luò )攝像機還是百萬(wàn)像素攝像機產(chǎn)品，真正最基本、最核心的還是傳感器技術(shù)的突破和編解碼技術(shù)的創(chuàng )新，圖像效果和適光性是永恒的主題，進(jìn)入百萬(wàn)像素級，只有鏡頭、傳感器以及芯片得到良好的配合，并且隨著(zhù)傳輸技術(shù)和帶寬的不斷演變，用戶(hù)才能得到清晰細膩的圖像效果，獲得實(shí)用價(jià)值。

　　百萬(wàn)像素鏡頭

　　視頻監控百萬(wàn)像素時(shí)代的到來(lái)，百萬(wàn)像素級的攝像機必然需要百萬(wàn)像素級光線(xiàn)配合，因而必然會(huì )誕生相配套的百萬(wàn)像素鏡頭。百萬(wàn)像素對應鏡頭可以更好地配合百萬(wàn)像素傳感器，以獲取焦距更清晰的圖像，目前， TAMRON，Computar，FUJINON、廈門(mén)力鼎、福建福光等廠(chǎng)商均有不同規格的百萬(wàn)像素鏡頭推出。

　　CCD與CMOS之爭

　　感光器件是攝像機最為核心的部分，在模擬攝像機以及標清網(wǎng)絡(luò )攝像機中，最為廣泛使用的是CCD，但隨著(zhù)百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò )攝像機的出現，其主要采用高分辨率的逐行掃描方式，逐行掃描的CMOS傳感器比隔行掃描CCD芯片更有優(yōu)勢，它依次掃描每一條電視線(xiàn)，而不是將電視線(xiàn)分成奇數和偶數線(xiàn)條再疊加成一副完整圖像。采用隔行掃描，快速運動(dòng)的物體在奇數場(chǎng)掃描和偶數場(chǎng)掃描中的位置存在較大差異，導致畫(huà)面模糊不清，對于交通等領(lǐng)域而言，更需要的是清晰、無(wú)鋸齒的運動(dòng)車(chē)輛圖像，CMOS在像素密度上的優(yōu)勢使其穩據一席之地。目前，130萬(wàn)網(wǎng)絡(luò )攝像機沿襲模擬的優(yōu)勢，較多采用CCD，而200萬(wàn)以上的網(wǎng)絡(luò )攝像機則更傾向于CMOS。CCD的特點(diǎn)是靈敏度高，但響應速度較低，而CMOS除了像素密集度的優(yōu)勢，成本和功耗優(yōu)勢更加得到廠(chǎng)家的青睞，其不足之處在于，低照度或黑暗的環(huán)境下噪點(diǎn)較多，如果沒(méi)有補光措施無(wú)法在夜間達到理想效果。

　　CMOS在更高像素點(diǎn)情況下成本方面低于CCD，但從圖像質(zhì)量來(lái)看，CCD會(huì )比CMOS圖像質(zhì)量更好，這取決于廠(chǎng)家是否優(yōu)先考慮圖像，松下推出的300萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò )攝像機采用的是CCD傳感器。當前，CCD與CMOS更多的是圍繞一個(gè)性?xún)r(jià)比的競爭以及與圖像質(zhì)量之間的平衡，既要保證一個(gè)比較好的圖像品質(zhì)，同時(shí)又要一個(gè)比較低的價(jià)格，據了解，目前市場(chǎng)上致力于CMOS研究的廠(chǎng)商已經(jīng)研發(fā)出720P與1080P專(zhuān)用的CMOS器件，其靈敏度性能已經(jīng)與CCD接近。CCD與CMOS在不同的應用場(chǎng)景下，各有優(yōu)勢，但是隨著(zhù)CMOS工藝和技術(shù)的不斷提升，以及高端CMOS價(jià)格的不斷下降，CMOS未來(lái)會(huì )成為數字IP攝像機(IPC)的主力的感光元器件，必然會(huì )取代CCD，

　　壓縮處理芯片技術(shù)

　　百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò )攝像機視頻數據量非常大，對壓縮芯片以及CPU處理能力要求較高。要獲得清晰的圖像，除了鏡頭和傳感器外，還包括圖像壓縮分辨率和幀數。芯片壓縮處理能力直接決定了對傳輸網(wǎng)絡(luò )、錄像存儲以及后端處理的要求，也很大程度上影響著(zhù)圖像的質(zhì)量。圖像清晰度愈高，所占用帶寬愈大。目前，芯片的處理能力主要體現在分辨率、低帶寬多碼流應用方面。

　　ACTi、Axis、松下、索尼等廠(chǎng)家擁有較深厚的研發(fā)實(shí)力，芯片均根據實(shí)際應用需要自主開(kāi)發(fā)。松下注重產(chǎn)品的高品質(zhì)，自主研發(fā)的視頻處理芯片在等離子電視等數字產(chǎn)品中均會(huì )用到，在技術(shù)及成本上都占有優(yōu)勢，功能及性能方面能夠得到保證，并且能與其它廠(chǎng)家形成差異化競爭。海思、TI以及升邁等芯片廠(chǎng)商均有相關(guān)芯片推出，以滿(mǎn)足百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò )攝像機對芯片的需求。

　　要實(shí)現良好的圖像質(zhì)量，除了前端鏡頭、傳感器部分對光線(xiàn)的處理，影像處理部分也是百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò )攝像機中不可忽視的一環(huán)。通常情況下，傳感器部分設置有內嵌的圖像處理芯片處理一些較簡(jiǎn)單的功能，自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡校對以及自動(dòng)化對焦等功能則必須通過(guò)后端ISP芯片處理，以獲得良好的影像效果。

　　在百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò )攝像機中被廣泛采用的圖像壓縮技術(shù)有M-JPEG/MPEG-4/H.264三種方式，每種壓縮方式有不同的特點(diǎn)，M-JPEG能獲得最高的單幅畫(huà)面質(zhì)量，但壓縮效率較低，占用帶寬最大;H.264可以獲得最高的壓縮比，對攝像機本身的處理平臺要求也最高。為了獲得較高的分辨率并且實(shí)現全實(shí)時(shí)傳輸，主流廠(chǎng)家均采用H.264的壓縮算法，以實(shí)現低帶寬下的應用。720P畫(huà)質(zhì)并不是唯一追求目標，在低碼流下實(shí)現一個(gè)高清流暢的畫(huà)面，才能夠滿(mǎn)足各行各業(yè)對于高清視頻的基本需求，據了解，主流廠(chǎng)家通過(guò)芯片壓縮處理，目前可以實(shí)現的壓縮率是720P@2~4Mbps 25幀全實(shí)時(shí)傳輸狀態(tài)，2Mbps的碼率還有另外一個(gè)含義，D1(720X480)畫(huà)質(zhì)下DVR的存儲碼流就是2Mbps為主，這也就意味著(zhù)用戶(hù)可以在不大幅增加網(wǎng)絡(luò )和存儲成本的情況下選用720P網(wǎng)絡(luò )攝像機。

　　在實(shí)際應用中，百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò )攝像機還必須實(shí)現多碼流的應用，網(wǎng)路攝像機在本地監控之外還有遠程管理的需求，因此在保證本地百萬(wàn)像素高畫(huà)質(zhì)傳輸的同時(shí)，還需提供一個(gè)低碼流的數據，以實(shí)現對關(guān)鍵圖像、關(guān)鍵畫(huà)面、關(guān)鍵錄像數據的遠程備份。目前，市場(chǎng)上比較高端的百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò )攝像機都配備了強大的M-JPEG/MPEG-4/H.264三編碼引擎，同時(shí)具有靈活的雙碼流功能，根據用戶(hù)的需求設計適合的解決方案。用戶(hù)可以根據實(shí)際情況采用720P全實(shí)時(shí)傳輸，也可以在正常情況下只采用普通分辨率來(lái)傳輸實(shí)時(shí)圖像(比如D1)，而在報警條件發(fā)生時(shí)以高像素的JPEG形式傳輸高分辨率的圖像，以便于事后放大觀(guān)看，也就是平時(shí)傳輸占用帶寬較小的實(shí)時(shí)圖像，而在關(guān)鍵時(shí)刻傳輸圖像效果好，但占用較大網(wǎng)絡(luò )帶寬的高清圖像，以獲取清晰的細節。