一體化攝像機(jī)一般專指鏡頭內(nèi)嵌、可自動(dòng)聚焦的攝像機(jī)，它與球形攝像機(jī)(球機(jī))共用一個(gè)核心部件一體化攝像機(jī)機(jī)芯(簡(jiǎn)稱一體機(jī)機(jī)芯)。相比普通攝像機(jī)，使用一體機(jī)機(jī)芯的攝像機(jī)監(jiān)控范圍廣，特別是球機(jī)，它能實(shí)現(xiàn)全方位更遠(yuǎn)距離監(jiān)控。普通攝像機(jī)稍遠(yuǎn)距離監(jiān)控只能達(dá)到“看得見”程度，而球機(jī)在這個(gè)距離可以表現(xiàn)到“看得清”，高清球機(jī)更是將這個(gè)效果表現(xiàn)到極致。

　　機(jī)芯為核心部件

　　一體機(jī)機(jī)芯主要由兩大部分構(gòu)成：光學(xué)部分和軟硬件(自動(dòng)聚焦板等)。光學(xué)部分是一體機(jī)機(jī)芯的成像系統(tǒng)，通常稱一體機(jī)鏡頭。一體機(jī)鏡頭是一體機(jī)機(jī)芯的核心部件，它直接影響一體機(jī)機(jī)芯的品質(zhì)。一體化攝像機(jī)機(jī)芯的研發(fā)和生產(chǎn)廠家基本上采用外購一體機(jī)鏡頭方式。

　　評(píng)判一體機(jī)鏡頭品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)大致可以分為：光學(xué)性能、關(guān)鍵部件的穩(wěn)定性和一致性。光學(xué)性能主要參考各種光學(xué)倍數(shù)下鏡頭的解像力;其它還包括鬼影、紫邊、色散等問題嚴(yán)重性。關(guān)鍵部件主要包括：光圈、馬達(dá)和濾光片切換等部件。而根據(jù)一體機(jī)鏡頭的品質(zhì)大致可以分為三檔：日系鏡頭、臺(tái)灣鏡頭和國(guó)產(chǎn)鏡頭。日系鏡頭一般光學(xué)性能和穩(wěn)定性表現(xiàn)都不錯(cuò)，但價(jià)格較高;臺(tái)灣鏡頭性價(jià)比相對(duì)較高，但光學(xué)性能特別是高倍解像力表現(xiàn)不足;而國(guó)內(nèi)廠家一體機(jī)鏡頭在穩(wěn)定性和一致性上表現(xiàn)不太理想。

　　另外，濾光片也是這個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的一部分，但有時(shí)并不被攝像機(jī)研發(fā)公司所重視，品質(zhì)高的濾光片對(duì)圖像色彩和降低鏡頭光學(xué)上的不足有獨(dú)特作用。與光學(xué)系統(tǒng)相關(guān)的就是感光器件，由于一體機(jī)機(jī)芯應(yīng)用的監(jiān)控環(huán)境通常需要全天侯監(jiān)控，因此對(duì)白天、晚上均有同樣的要求。要兼顧白天和晚上的效果，目前一般會(huì)選用CCD，而由于標(biāo)清鏡頭光學(xué)上的孔徑只有1/4英寸，因此，標(biāo)清一體機(jī)機(jī)芯一般都選取1/4英寸的SONY CCD(特別是低噪度表現(xiàn)優(yōu)越)。對(duì)于高清一體機(jī)機(jī)芯則需要根據(jù)鏡頭孔徑選取感光器件。一直以來，CMOS成像器件在速度與低噪度方面表現(xiàn)要遜于CCD，而最新的CMOS在低噪度方面則有很大提高。綜合性價(jià)比來看，CMOS在后端DSP處理和發(fā)熱方面也相對(duì)優(yōu)于CCD;因此，CMOS傳感器用于高清一體機(jī)機(jī)芯(特別是數(shù)字高清一體機(jī)機(jī)芯)將會(huì)越來越多。除光學(xué)系統(tǒng)外，軟硬件系統(tǒng)是一體機(jī)芯開發(fā)公司主要開發(fā)部分，其核心技術(shù)在于自動(dòng)聚焦。

　　自動(dòng)聚焦是優(yōu)勢(shì)

　　與普通攝像機(jī)相比，一體機(jī)機(jī)芯主要差異在于自動(dòng)聚焦(Auto Focus)，這也是限制國(guó)內(nèi)一體機(jī)機(jī)芯發(fā)展的瓶頸。聚焦速度和效果的好壞，直接影響到用戶對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)圖像的抓取和錄像。好的產(chǎn)品，可以一次性準(zhǔn)確聚焦;反之，在聚焦時(shí)會(huì)來回往復(fù)，需要3、4次才能定焦，更有甚者聚焦不到“最清晰點(diǎn)”。

　　自動(dòng)聚焦這一技術(shù)，成為廠商亟需解決的技術(shù)難題。目前自動(dòng)聚焦的實(shí)現(xiàn)方式有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種，其中主動(dòng)式自動(dòng)聚焦比較簡(jiǎn)單，成本低，但控制沒有被動(dòng)式自動(dòng)聚焦方式靈活，聚焦精準(zhǔn)度及效果較差;而被動(dòng)式自動(dòng)聚焦一般采集視頻信號(hào)，計(jì)算能量邊緣算子或者提取高頻分量，控制上很靈活并且算法上占優(yōu)勢(shì)，聚焦精準(zhǔn)度較好，包括高對(duì)比度場(chǎng)景和低照度場(chǎng)景的聚焦。

　　自動(dòng)聚焦的性能可以從聚焦精準(zhǔn)度、聚焦速度、定焦時(shí)的穩(wěn)定性三個(gè)方面來評(píng)價(jià)。聚焦精準(zhǔn)度主要表現(xiàn)在各種環(huán)境下、各種光學(xué)倍數(shù)下聚焦精確度。各種環(huán)境主要在于各種照度特別是晚上的聚焦精度，在有燈光場(chǎng)景和照度1Lux以下的場(chǎng)景中，不同的聚焦算法聚焦準(zhǔn)確性差異較大，這是聚焦算法的一大難點(diǎn)。

　　聚焦速度主要表現(xiàn)為在各種光學(xué)倍數(shù)下，各種場(chǎng)景切換后聚焦的速度。由于在最大倍數(shù)下焦距最長(zhǎng)，因此簡(jiǎn)單的測(cè)試方法是在鏡頭光學(xué)最大倍數(shù)下，近處物體(如3米遠(yuǎn)物體)聚焦完成后切換到遠(yuǎn)處物體(如50米遠(yuǎn)物體)聚焦完成所用時(shí)間。性能好的AF算法能夠迅速一次定焦，而采用差A(yù)F算法“圖像來回?cái)[動(dòng)”給用戶感覺是多次聚焦，且聚焦速度較慢。定焦時(shí)的穩(wěn)定性由于較難測(cè)試而不被用戶所重視;在光學(xué)倍數(shù)較大時(shí)，性能差的AF算法監(jiān)控有較大物體移動(dòng)的場(chǎng)景時(shí)會(huì)經(jīng)常來回聚焦，特別是晚上，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)監(jiān)控場(chǎng)景長(zhǎng)時(shí)間處于模糊狀態(tài)和不穩(wěn)定狀態(tài)。

　　向高清化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

　　安防行業(yè)正在經(jīng)歷“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、高清化、智能化”的方向發(fā)展，一體機(jī)機(jī)芯也不例外。一體機(jī)機(jī)芯在邁入高清時(shí)代，日韓公司率先推出了高清機(jī)芯產(chǎn)品。2010年索尼和三星主推模擬高清機(jī)芯，而日立公司則推出了數(shù)字高清機(jī)芯。模擬高清相對(duì)D1標(biāo)清來說，參數(shù)指標(biāo)上由原來480TVL提升到640TVL，而數(shù)字高清則由原來D1的40萬像素提高到百萬像素。因此單從參數(shù)指標(biāo)上可以看出模擬高清比標(biāo)清整體效果提高了1/3，而數(shù)字高清提高了1倍多。[nextpage]

　　另外，由于模擬高清在傳輸過程中的損耗較大，而百萬高清僅僅是高清最低的要求，因此，數(shù)字高清在圖像效果上要比模擬高清有更大優(yōu)勢(shì)。因此，數(shù)字高清一體機(jī)機(jī)芯必將是一體機(jī)機(jī)芯發(fā)展的主要趨勢(shì)。

　　結(jié)語

　　回顧高清一體機(jī)機(jī)芯的發(fā)展歷程，2009年騰龍率先推出高清鏡頭，爾后其它日系鏡頭公司也都推出或研發(fā)高清鏡頭。2010年，日立推出基于該鏡頭的第一款數(shù)字高清一體機(jī)機(jī)芯，緊隨國(guó)內(nèi)一些廠家推出了同類型自主研發(fā)的高清一體機(jī)機(jī)芯。高清一體機(jī)機(jī)芯相比標(biāo)清機(jī)芯除光學(xué)部分的技術(shù)瓶頸外，自動(dòng)聚焦是一個(gè)主要的難點(diǎn)。對(duì)市場(chǎng)主流高清一體機(jī)機(jī)芯研究發(fā)現(xiàn)，高清機(jī)芯白天的整體圖像效果與標(biāo)清機(jī)芯相比有明顯提高，但晚上的總體效果改善不明顯;同時(shí)聚焦速度也總體比標(biāo)清一體機(jī)機(jī)芯要慢點(diǎn)。由于使用一體機(jī)機(jī)芯的產(chǎn)品(特別是球機(jī))性價(jià)比會(huì)顯著提高，因此這些產(chǎn)品必將會(huì)得到更快發(fā)展!另外，國(guó)內(nèi)一流安防企業(yè)通過多年的研究，已經(jīng)完全掌握一體機(jī)機(jī)芯自動(dòng)聚焦等核心技術(shù)(如LTOE高新技術(shù)研究所等)，相信我國(guó)一體機(jī)機(jī)芯不久必將在市場(chǎng)占有一席之地。