监控摄像机机芯简介

和普通摄像机相比，除了镜头内嵌的特征外，一体机机芯的主要差别在于自动聚焦。本文细致剖析一体机机芯的技术特性，以及一体机与高清镜头的搭配等问题，可在一定水平上协助读者了解一体化摄像机。

监控摄像机机芯普通专指镜头内嵌、可自动聚焦的摄像机，它与球形摄像机(球机)共用一个中心部件一体化摄像机机芯(简称一体机机芯)。相比普通摄像机，运用一体机机芯的摄像机监控范围广，特别是球机，它能完成全方位更远间隔监控。普通摄像机稍远间隔监控只能到达“看得见”水平，而球机在这个间隔能够表现到“看得清”，高清球机更是将这个效果表现到极致。

机芯为中心部件

一体机机芯主要由两大局部构成：光学局部和软硬件(自动聚焦板等)。光学局部是一体机机芯的成像系统，通常称一体机镜头。一体机镜头是一体机机芯的中心部件，它直接影响一体机机芯的质量。一体化摄像机机芯的研发和消费厂家根本上采用外购一体机镜头方式。

评判一体机镜头质量的规范大致能够分为：光学性能、关键部件的稳定性和分歧性。光学性能主要参考各种光学倍数下镜头的解像力;其它还包括鬼影、紫边、色散等问题严重性。关键部件主要包括：光圈、马达和滤光片切换等部件。而依据一体机镜头的质量大致能够分为三档：日系镜头、台湾镜头和国产镜头。日系镜头普通光学性能和稳定性表现都不错，但价钱较高;台湾镜头性价比相对较高，但光学性能特别是高倍解像力表现缺乏;而国内厂家一体机镜头在稳定性和分歧性上表现不太理想。

另外，滤光片也是这个光学系统的一局部，但有时并不被摄像机研发公司所注重，质量高的滤光片对图像颜色和降低镜头光学上的缺乏有共同作用。与光学系统相关的就是感光器件，由于一体机机芯应用的监控环境通常需求全天侯监控，因而对白昼、晚上均有同样的请求。要统筹白昼和晚上的效果，目前普通会选用CCD，而由于标清镜头光学上的孔径只要1/4英寸，因而，标清一体机机芯普通都选取1/4英寸的SONY CCD(特别是低噪度表现优越)。关于高清一体机机芯则需求依据镜头孔径选取感光器件。不断以来，CMOS成像器件在速度与低噪度方面表现要逊于CCD，而最新的CMOS在低噪度方面则有很大进步。综合性价比来看，CMOS在后端DSP处置和发热方面也相对优于CCD;因而，CMOS传感器用于高清一体机机芯(特别是数字高清一体机机芯)将会越来越多。除光学系统外，软硬件系统是一体机芯开发公司主要开发局部，其中心技术在于自动聚焦。

自动聚焦是优势

与普通摄像机相比，一体机机芯主要差别在于自动聚焦(Auto Focus)，这也是限制国内一体机机芯开展的瓶颈。聚焦速度和效果的好坏，直接影响到用户对监控现场图像的抓取和录像。好的产品，能够一次性精确聚焦;反之，在聚焦时会来回往复，需求3、4次才干定焦，更有甚者聚焦不到“最明晰点”。

自动聚焦这一技术，成为厂商亟需处理的技术难题。目前自动聚焦的完成方式有主动式和被动式两种，其中主动式自动聚焦比拟简单，本钱低，但控制没有被动式自动聚焦方式灵敏，聚焦精准度及效果较差;而被动式自动聚焦普通采集视频信号，计算能量边缘算子或者提取高频重量，控制上很灵敏并且算法上占优势，聚焦精准度较好，包括高比照度场景和低照度场景的聚焦。

自动聚焦的性能能够从聚焦精准度、聚焦速度、定焦时的稳定性三个方面来评价。聚焦精准度主要表如今各种环境下、各种光学倍数下聚焦准确度。各种环境主要在于各种照度特别是晚上的聚焦精度，在有灯光场景和照度1Lux以下的场景中，不同的聚焦算法聚焦精确性差别较大，这是聚焦算法的一大难点。

聚焦速度主要表现为在各种光学倍数下，各种场景切换后聚焦的速度。由于在最大倍数下焦距最长，因而简单的测试办法是在镜头光学最大倍数下，近处物体(如3米远物体)聚焦完成后切换到远处物体(如50米远物体)聚焦完成所用时间。性能好的AF算法可以疾速一次定焦，而采用差AF算法“图像来回摆动”给用户觉得是屡次聚焦，且聚焦速度较慢。定焦时的稳定性由于较难测试而不被用户所注重;在光学倍数较大时，性能差的AF算法监控有较大物体挪动的场景时会经常来回聚焦，特别是晚上，有时会发现监控场景长时间处于含糊状态和不稳定状态。

向高清化、网络化开展

安防行业正在阅历“数字化、网络化、高清化、智能化”的方向开展，一体机机芯也不例外。一体机机芯在迈入高清时期，日韩公司率先推出了高清机芯产品。2010年索尼和三星主推模仿高清机芯，而日立公司则推出了数字高清机芯。模仿高清相对D1标清来说，参数指标上由原来480TVL提升到640TVL，而数字高清则由原来D1的40万像素进步到百万像素。因而单从参数指标上能够看出模仿高清比标清整体效果进步了1/3，而数字高清进步了1倍多。[nextpage]

另外，由于模仿高清在传输过程中的损耗较大，而百万高清仅仅是高清最低的请求，因而，数字高清在图像效果上要比模仿高清有更大优势。因而，数字高清一体机机芯必将是一体机机芯开展的主要趋向。

结语

回忆高清一体机机芯的开展进程，2009年腾龙率先推出高清镜头，此后其它日系镜头公司也都推出或研发高清镜头。2010年，日立推出基于该镜头的第一款数字高清一体机机芯，紧随国内一些厂家推出了同类型自主研发的高清一体机机芯。高清一体机机芯相比标清机芯除光学局部的技术瓶颈外，自动聚焦是一个主要的难点。对市场主流高清一体机机芯研讨发现，高清机芯白昼的整体图像效果与标清机芯相比有明显进步，但晚上的总体效果改善不明显;同时聚焦速度也总体比标清一体机机芯要慢点。由于运用一体机机芯的产品(特别是球机)性价比会显著进步，因而这些产品必将会得到更快开展!另外，国内一流安防企业经过多年的研讨，曾经完整控制一体机机芯自动聚焦等中心技术(如LTOE高新技术研讨所等)，置信我国一体机机芯不久必将在市场占有一席之地。