安防行業(yè)發(fā)展到今天，各種技術(shù)之水準(zhǔn)已達(dá)至相當(dāng)高度，行業(yè)對各種類型的攝像機(jī)，如槍型攝像機(jī)、球型攝像機(jī)、半球型攝像機(jī)、筒型攝像機(jī)等的設(shè)計(jì)制造可說輕架就熟了，而各種類型的攝像機(jī)依據(jù)其本身所固有的特點(diǎn)，在各自所擅長的領(lǐng)域內(nèi)堅(jiān)守著，如傳統(tǒng)的槍型攝像機(jī)在便于安裝的同時還能提供穩(wěn)定的監(jiān)控質(zhì)量，球型攝像機(jī)則依據(jù)其大變倍與云臺的靈活性，被較多地應(yīng)用于大范圍空曠場所的監(jiān)控應(yīng)用，而為其配上紅外或激光照明燈后，其可應(yīng)用的場所更是得以大幅擴(kuò)充。說了這么多，本文究竟要談?wù)撌裁茨?既不是槍型攝像機(jī)，亦非球型攝像機(jī)，所要談?wù)摰闹鹘悄艘惑w化攝像機(jī)。

　　何以成就“一體化”

　　在談?wù)撘惑w化攝像機(jī)之前，有必要重申下一體化攝像機(jī)的定義，那就是將機(jī)身與鏡頭集成在一起，同時具備變倍與自動對焦功能的攝像機(jī)，嚴(yán)格來說，照這個定義來講，球型攝像機(jī)可算是一體化攝像機(jī)了，但業(yè)界的普遍共識是球型攝像機(jī)不包括在一體化攝像機(jī)內(nèi)，也因此，本文所要談?wù)摰膬?nèi)容也不將球型攝像機(jī)囊括在內(nèi)。

　　由之前的敘述可知，一體化攝像機(jī)與常見的槍型攝像機(jī)并無本質(zhì)上的不同，無非就是增加了具變倍與快速聚焦功能的鏡頭，也因此它的結(jié)構(gòu)相對槍型攝像機(jī)而言會稍顯復(fù)雜，一般由曲面鏡片、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動、光電圖像處理主控板、自動變倍聚焦鏡頭、支架、機(jī)芯CCD控制板等幾個關(guān)鍵部分組成(圖1)。其運(yùn)作過程大體可歸結(jié)為：光線經(jīng)由鏡頭進(jìn)入攝像機(jī)的核心部件傳感器上，但在進(jìn)入傳感器之前，還需經(jīng)歷兩個過程，其一是進(jìn)行光學(xué)變倍，光學(xué)變倍的目的在于對監(jiān)控視野的掌控，如選擇對遠(yuǎn)處景物的監(jiān)控時需選擇大的光學(xué)變倍，但此時的監(jiān)控視野范圍會較窄，而對近物的監(jiān)控時當(dāng)然是選擇光學(xué)變倍較小甚至0變倍，此時的監(jiān)控視野會較大，適合對大范圍近距離的安全監(jiān)控應(yīng)用;其二是在光學(xué)變倍后，一體化攝像機(jī)還需經(jīng)歷一個自動聚焦的過程，聚焦的過程永遠(yuǎn)在光學(xué)變倍之后方能開展，因?yàn)榫劢剐枰粋€相對穩(wěn)定的畫面，倘若一體化攝像機(jī)一直在各種光學(xué)變倍間來回切換或者攝像機(jī)本身一直在抖動，那么想得到清晰的監(jiān)控畫面是相當(dāng)困難的，除非攝像機(jī)自身具備光學(xué)防抖功能，嚴(yán)格來說，即便是光學(xué)防抖功能的加入，也只是在輕微抖動或者有規(guī)律的抖動下方能見出成效，面對大幅度、無規(guī)則的抖動時依然是無計(jì)可施。在經(jīng)歷了這兩個過程后，此時光學(xué)清晰的圖像到達(dá)了一體化攝像機(jī)的傳感器上將光信息轉(zhuǎn)化為電信息，編碼壓縮后經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，在到達(dá)后端設(shè)備后還需進(jìn)行電/光轉(zhuǎn)換及解碼處理方能在監(jiān)視端顯示畫面，此便是一體化攝像機(jī)的整個運(yùn)作過程，從中我們可以窺見，其與槍型攝像機(jī)的運(yùn)作過程基本無異。

　　畫質(zhì)“決定論”

　　在一體化攝像機(jī)的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)制造過程中，其監(jiān)控質(zhì)量(如清晰度、色彩、延遲、碼流控制、低照度、寬動態(tài)等)要受到哪些因素的影響呢?“一體化攝像機(jī)的監(jiān)控素質(zhì)主要受Senor、芯片解決方案及圖像處理技術(shù)的影響，如果Senor和芯片解決方案確定后，那么決定一體化攝像機(jī)監(jiān)控素質(zhì)的便主要是圖像處理技術(shù)了。”杭州?？低晹?shù)字技術(shù)股份有限公司技術(shù)支持工程師童振華在面對筆者上述問題時如此回答。那么一體化攝像機(jī)詳細(xì)的監(jiān)控素質(zhì)會受到哪些因素的影響呢?在此，筆者不妨對其稍作深度闡述。

　　清晰度：清晰度對監(jiān)控的重要性不言而喻，其直接體現(xiàn)出監(jiān)控畫面細(xì)節(jié)的豐富性，關(guān)鍵的性能指標(biāo)是像素值，通常所言的200萬或300萬便是指此，在像素值相同時，決定清晰度表現(xiàn)的主要為鏡頭品質(zhì)及傳感器，高品質(zhì)的鏡頭從其中心清晰度到邊緣清晰度的折損會較小，品質(zhì)差的鏡頭則相反;而傳感器的差距則主要體現(xiàn)在感光面積及信噪比等方面，此外像碼流、寬動態(tài)范圍、編碼壓縮方案等因素亦會對清晰度造成影響;

　　碼流：其主要受到編碼壓縮算法方案的限制，碼流的作用主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)帶寬與存儲上，也就是說在保證圖像清晰流暢的基礎(chǔ)上，找到一個恰如其分的值，使得其既能節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬亦能節(jié)省存儲容量。當(dāng)碼流過高時，畫面雖能保證清晰順暢，但對網(wǎng)絡(luò)帶寬及存儲造成太大壓力，一旦大規(guī)模應(yīng)用，成本將成為用戶不能承受之痛;而碼流過低則會降低畫面清晰度，使其呈現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象。值得慶幸的是，或今明年，采用H.265編碼壓縮方式的產(chǎn)品很可能大規(guī)模批量上市，相對目前的H.264，H.265可用一半的帶寬即可達(dá)成與其相同的監(jiān)控效果，屆時對帶寬與存儲的需求皆會降低50%左右，這不但可大大節(jié)約成本，對高清監(jiān)控的廣泛普及亦起到良好的促進(jìn)作用;

　　色彩：在談?wù)撋是?，先談?wù)劙灼胶猓灼胶馐敲枋鲲@示器中紅、綠、藍(lán)三基色混合生成后白色精確度的一項(xiàng)指標(biāo)，最通俗的理解就是讓白色所成的像依然為白色，這里又不得不提及色溫這個概念，何為色溫?簡單地說就是定量地以開爾文溫度來表示色彩，不同的顏色可用不同的溫度來表示，我們在攝像機(jī)的IE設(shè)置界面通?？煽吹阶詣影灼胶馀c手動白平衡的選項(xiàng)，其中手動白平衡就是針對當(dāng)前環(huán)境的現(xiàn)狀，通過調(diào)節(jié)，使當(dāng)前的環(huán)境與其相應(yīng)的色溫吻合，從而讓顯示器呈現(xiàn)出準(zhǔn)確的色彩來。此外，一些知名廠商通常會有自己獨(dú)特的色彩風(fēng)格，比如索尼產(chǎn)品的色彩通常比較濃郁，較為養(yǎng)眼;尼康產(chǎn)品的風(fēng)格通常平實(shí)，準(zhǔn)確，不會有太多的加工成分;

　　灰階：灰階代表了由最暗到最亮之間不同亮度的層次級別，這中間層級越多，所能夠呈現(xiàn)的畫面效果也就越細(xì)膩，其主要受到傳感器的動態(tài)范圍、寬動態(tài)算法和性能的影響，灰階等級越高，其在強(qiáng)光、背光等特殊環(huán)境下的監(jiān)控效果便越好;

　　延遲：對延遲構(gòu)成影響的主要為碼流、網(wǎng)絡(luò)以及編碼算法。碼流越低，延遲越少;網(wǎng)絡(luò)越慢，延遲越長;編碼壓縮算法越先進(jìn)，延遲亦越少。此外測試計(jì)算機(jī)本身的性能亦會對延遲構(gòu)成影響。延遲主要影響到畫面的實(shí)時性以及平臺或客戶端相應(yīng)控制的速度和效率;

　　低照度：一體化攝像機(jī)的低照度表現(xiàn)主要受鏡頭、傳感器、降噪算法的影響，鏡頭對其的影響主要體現(xiàn)在通光量，即鏡頭的最大光圈，這點(diǎn)不難理解;傳感器則是其感光器件的靈敏度會對低照度成像形成影響。在攝像機(jī)的像素值確定后，傳感器的尺寸越大，那么其單位像素的感光面積便越大，靈敏度就越高，對光線便越敏感，低照度下的成像質(zhì)量自然會更好了。此外可在軟件方面提升低照度效果，如2D、3D降噪算法，幀累積技術(shù)等，由于安全事故多數(shù)發(fā)生在光線不佳條件下，攝像機(jī)的低照度性能將會越來越受重視，各大廠商在其上亦是發(fā)力頻頻;

　　寬動態(tài)：寬動態(tài)一般是通過同一時間兩次曝光，一次快，一次慢，然后進(jìn)行合成，使場景中明與暗的部分皆得以清晰顯示。其主要受到兩方面的影響，其一是傳感器，其影響在于前面所述的兩次曝光，毫無疑問，這兩次曝光后的圖像畫質(zhì)表現(xiàn)主要受到傳感器的影響;其二是寬動態(tài)算法，寬動態(tài)算法的影響主要在于兩次曝光之后的圖像合成上，前述的兩次曝光中，快的曝光主要在于摘取畫面中較為明亮位置的圖像(此時較暗部分的圖像往往會是漆黑一片)，而慢的曝光則是為摘取畫面中較暗部分的圖像(此時較亮部分的圖像往往是處于過曝狀態(tài)，細(xì)節(jié)會被白光掩蓋)，寬動態(tài)算法經(jīng)過比較權(quán)衡后，將兩次曝光所產(chǎn)生的有效部分的畫面進(jìn)行合成，形成明與暗皆能清晰呈現(xiàn)的畫面，其運(yùn)作過程大體如此，由此可知，寬動態(tài)主要應(yīng)用于前后景明暗反差較大的場景中。

　　上述我們較詳細(xì)的探討了影響一體化攝像機(jī)畫質(zhì)的各種因素，那么要提升其畫質(zhì)表現(xiàn)是不是從這些方面下手就萬事大吉了呢?非也!“一體化攝像機(jī)的監(jiān)控素質(zhì)由傳感器、機(jī)芯鏡頭、ISP算法、編碼技術(shù)甚至結(jié)構(gòu)品質(zhì)共同決定。傳感器決定了感光能力、動態(tài)范圍等;鏡頭決定了焦距、光圈、清晰度等;ISP用于對3A、噪聲等的處理;編碼決定了碼流帶寬、延遲等;品質(zhì)結(jié)構(gòu)又會對其一致性、平整度及可靠性提供保障。”來自浙江宇視科技有限公司高級產(chǎn)品經(jīng)理管蓓如是說，“圖像是個綜合工程。”管蓓再次強(qiáng)調(diào)!

　　提升一體化攝像機(jī)的監(jiān)控素質(zhì)，絕非按上述的方式進(jìn)行羅列便可，需要對各項(xiàng)性能參數(shù)進(jìn)行綜合考量，而非將各項(xiàng)參數(shù)堆積成最高便可得出最佳監(jiān)控素質(zhì)來，比如就高幀率與寬動態(tài)這兩項(xiàng)而言，魚與熊掌，是很難兼得的，二者需要舍棄一個方能成就另一個了。

　　差異與優(yōu)勢

　　現(xiàn)在我們將一體化攝像機(jī)與常規(guī)的槍型攝像機(jī)來展開比較，看看二者具體的差異體現(xiàn)在哪里，以及二者各自所具備的優(yōu)勢是什么。就結(jié)構(gòu)而言，一體化攝像機(jī)比槍機(jī)多了一個具變倍與聚焦功能的鏡頭，那么它們最本質(zhì)的差異自然就體現(xiàn)在這兩個方面了。一體機(jī)具備變倍和快速聚焦功能，這意味著其在安裝和調(diào)試上比槍機(jī)更靈活，有效監(jiān)控的距離亦更大;再者由于集成度較高，一體化攝像機(jī)相對槍機(jī)要顯得更加迷你小巧;但一體機(jī)有一個較為致命的缺陷，那就是其鏡頭不可更換，因此，一體化攝像機(jī)的壽命相對槍型攝像機(jī)要短，一旦鏡頭損壞，則需要整機(jī)更換，而槍型攝像機(jī)只需更換鏡頭即可，當(dāng)然在使用壽命上，二者皆還跟其自身的元器件構(gòu)造、制作工藝及安裝環(huán)境等相關(guān)了。

　　不可更換鏡頭的缺陷亦導(dǎo)致同期的一體化攝像機(jī)與槍型攝像機(jī)在某些特定的焦距段上的畫質(zhì)比拼中處于下風(fēng)，“一體機(jī)在廣角段(2.8-5mm)和長焦段(150mm以上)沒有特別好的解決方案，另外，由于機(jī)芯鏡頭產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)限制，即使同焦段覆蓋中，一些特性(比如更大光圈、MTF值等)的優(yōu)化不如槍機(jī)可以選配的高端C/CS鏡頭。”宇視科技高級產(chǎn)品經(jīng)理管蓓說。這點(diǎn)跟相機(jī)產(chǎn)業(yè)一樣，那些不可更換鏡頭的相機(jī)素質(zhì)多數(shù)是比不過可更換鏡頭的相機(jī)，因?yàn)殓R頭對畫質(zhì)的影響頗為關(guān)鍵。也因此，“高像素的傳統(tǒng)攝像機(jī)的發(fā)展速度比一體化攝像機(jī)要快。”海康威視技術(shù)支持工程師童振華如此表示。

　　外國的月亮更圓嗎

　　中國安防業(yè)一直在以驚人的速度發(fā)展著，安防這塊蛋糕亦是越做越大，面對具備13億人口的龐大市場，任何一家國際知名品牌都在心動的同時亦伴隨著行動。那么就一體化攝像機(jī)而言，國際國內(nèi)是怎樣一番風(fēng)景呢?是否就是冰火兩重天?非也非也!“在一體化攝像機(jī)領(lǐng)域，國際品牌與國內(nèi)品牌各有特色，前者更注重圖像或視頻質(zhì)量的好壞，而后者在追求圖像或視頻質(zhì)量的同時，加入了更多輔助功能，如視頻質(zhì)量診斷、移動偵測等智能分析功能，至于性能及設(shè)計(jì)上已沒有明顯差距。”金三立視頻科技(深圳)有限公司售前工程師向中記對筆者如此表示。

　　國內(nèi)品牌在經(jīng)過相當(dāng)長一段時間的技術(shù)沉淀與殘酷的國內(nèi)市場洗禮后，在產(chǎn)品的圖像功能、產(chǎn)品性能以及外觀設(shè)計(jì)上正如金三立售前工程師向中記所言，其與國際品牌已經(jīng)較為相近，在某些方面甚至實(shí)現(xiàn)了超越。國內(nèi)品牌更加關(guān)注市場趨勢及用戶需求，一旦市場發(fā)生改變后，國內(nèi)品牌的反應(yīng)往往非常迅速，而在產(chǎn)品的定制化應(yīng)用方面比國際品牌走得更遠(yuǎn)，再加上國內(nèi)品牌具備的價(jià)格優(yōu)勢，民族品牌完全不用妄自菲薄。但在滿懷信心的同時亦需正視自身的弱點(diǎn)，即在一些核心的技術(shù)應(yīng)用方面，國內(nèi)品牌依然缺乏主導(dǎo)權(quán)，正如?？低暭夹g(shù)支持工程師童振華所言：“國內(nèi)廠商在最關(guān)鍵的傳感器技術(shù)上并沒掌握話語權(quán)，而國際品牌多年積累下來的品牌效應(yīng)，和國內(nèi)品牌相比依然存在較大的優(yōu)勢。”對國內(nèi)品牌而言，逸仙先生所言甚是，革命尚未成功，同志仍需努力!謹(jǐn)以此言與國內(nèi)品牌共勉之!

　　結(jié)語

　　一體式攝像機(jī)的應(yīng)用范圍其實(shí)是相當(dāng)廣泛的，其可代替大部分的槍型攝像機(jī)、半球型攝像機(jī)的應(yīng)用場景，而配合云臺后，替代球型攝像機(jī)亦無問題，但這替代是把雙刃劍，反過來亦可被對方替代，因此體現(xiàn)一體化攝像機(jī)獨(dú)特價(jià)值的應(yīng)用場景并不多，這導(dǎo)致一體化攝像機(jī)的處境頗為尷尬，事實(shí)是一體化攝像機(jī)更多被廠家拿去做集成開發(fā)，組裝成云臺攝像機(jī)或球機(jī)了。

　　但隨著技術(shù)的發(fā)展，在變倍與自動聚焦的優(yōu)勢充分發(fā)揮時，一體式攝像機(jī)依然可能成為主流應(yīng)用，比如小倍數(shù)機(jī)芯一體機(jī)完全可取代手動變焦筒機(jī);而在突破200mm的長焦及加入防抖技術(shù)后，配合云臺的一體式攝像機(jī)取代高點(diǎn)云臺也不是沒有可能的，相信屆時其完全可突破目前尷尬的“半成品”角色，主演更多的安防應(yīng)用。

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