CCTV监控系统的新宠 一体化摄像机详解

一体化摄像机的定义及特色

    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。  

　　一体化摄像机的定义  

　　对于一体化摄像机，一直以来有几种不同的理解，有指半球型一体机、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  

　　一体化摄像机的特色  

　　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。  

　　可以做到良好的防水功能也是一体化摄像机的特色之一，一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。  

　　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。通常来说，好的产品使用寿命是5-10年，实际上在5-10年以后肯定会有新的替代产品出现，因而只要不是技术太低劣的产品，使用寿命一般不会是很大的问题。  

　　一体化摄像机多用于政府项目、高档次高层大楼，以及商场、学校、酒店、宾馆大堂等，另外还有专门适合医院手术室等对环境要求较高场所的防尘型以及低温、电机无火花的防爆型产品。其他专业用一体化摄像机，如军用、航空、极地、海底、生化环境用等，因为用途不同，相应具有不同的特殊功能，如防高压、防腐蚀、防震动等。  

　　一体化摄像机类型繁多  

　　一体化摄像机种类繁多，不一而足，目前的市场主体可分为彩色高解型和日夜转换型，以16、18、20、22倍变倍最多，其他6倍、10倍应用较少。总体来说，一体机的趋势是照度越来越低，倍数越来越高。如Samsung最新推出的SCC-C4203P型一体化摄像机，具有日夜彩色自动转黑白功能，内置22倍光学变焦及10倍电子变焦镜头，彩色最低照度0.02LUX，黑白最低照度0.002LUX，Samsung该款机型可说代表了技术上的新潮流。  

　　新进入中国市场的韩国ELIM一体机主打机型是——22倍和27倍光学变焦一体机，其中27倍机型具有日夜彩色黑白自动转换功能，且能在水下20m处正常作业；22倍一体机具有内置jiemaqi，可帮用户省去后端应用的一些产品。  

　　Honeywell的一体机经过几代改良，在价格与变化不大的基础上，产品性能有了更大提高，如从最初16倍光学×2/×4到现在25倍光学×8的镜头，可加装红外灯，可实现日夜彩色自动转黑白功能等，现阶段Honeywell传统摄像机和一体化摄像机销售量几乎各占50%。  

一体化摄像机的技术进展

  

　　关键技术比较集中  

　　安防用一体化摄像机技术是从家用摄像机技术发展出来，摒弃了家用摄像机的便携装置、显示界面和存储设备等附加功能，只保留其适合CCTV监控的摄像功能。一般的民用一体机电机寿命短，摄像时间过长时会自行停止，而安防用一体机一般要求24小时不停拍摄，对电机、摄像时间要求均比较高，单从摄像部分来看，当然其价格也比普通民用一体机要高，如果只讲求成本低廉，会影响到安防系统的有效监控，如几年前武汉商场曾因为成本问题而选择民用一体机安装到安防系统上，结果问题层出不穷。  

　　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，Sony CCD分为Super HAD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Super HAD；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。  

　　网络与自动跟踪功能是发展方向  

　　一体化摄像机技术发展方向可从几个方面看：成像技术——镜头倍数更高，拍摄距离更广、更远；像素数更高——提高图像清晰度；实用性——开发商的思路、对市场的理解，决定其产品是否具有实用价值。  

　　2002年新加入一体化摄像机的技术有日夜自动转换功能、图像遮盖效果、图像翻滚、图像报警（针对特定检测区域的报警）等。与普通摄像机一样，一体化摄像机在数字化及网络功能上也有新的进展，主要是数字化处理技术，在一体机内部嵌入IP处理模块，具备网络功能；另外就是目标锁定、自动跟踪功能。理论上来说自动跟踪功能可以很好地实现，可是实际应用中在多目标跟踪时一体机只能自动选择最大的目标进行锁定。网络功能与自动跟踪功能也是未来摄像机（包括一体化摄像机和普通摄像机）发展的方向。  

一体化摄像机的优劣比较

 

　　对于一体化摄像机性能优劣的比较，受访厂商普遍认为应注重品牌与实际使用效果。Honeywell中国分公司CCTV部负责人陈虎表示，衡量一体机的性能，要看其光学倍数、强光抑制功能、自动白平衡功能、信噪比等，但更重要的是要看其实际的效果，因为很多OEM品牌在性能参数上面看与国际品牌没有很大的区别，但真正应用时的效果差距却很大，此时只看参数不一定真实反应产品性能。  

　　比较一体机优劣，从光学角度看，要注意其成像范围、光线反应（色彩、清晰度）、镜片组设计。  

　　一体机的核心技术当集中在镜头的自动聚焦功能上，好的产品，可以一次性准确聚焦，而品质不好的产品，在聚焦时会来回往复，需要3、4次才能定焦，或者在聚焦范围内某些特定的距离上不能完全聚焦。  

　　C&B总经理崔祥雯则表示，比较一体机性能优劣，档次相当的厂商在产品指标、参数上可能相差不大，现在也都开发出日夜转换、低照度产品，变焦倍数也达到25、27倍，因而看产品好坏，还是要注重品牌，一般来说，品牌好的产品，其质量较有保证。  

　　价格逐年下降  

　　一体化摄像机包含更高的技术在内，通常人们认为一体化摄像机价格高，但C&B公司总经理崔祥雯表示，近年来很多企业尤其是韩国企业进入中国市场，令一体化摄像机价格下滑，与普通摄像机相差无几，用户对一体化摄像机已经乐于接受。代理日本Panasonic的南京冠之林电子有限公司总经理李绍荣表示，Panasonic一体机2002年价格降幅大约为10-15%，保守估计2003年将下降10%。为增强产品竞争力，Panasonic于2002年在苏州设厂，令生产成本大幅度降低，产品销售额也大幅度提升。根据不同的性能、档次，一体化摄像机价格从1,000多元人民币到3,000多元人民币不等，如果是应用于特殊场所的特殊机型，价格更高。  

　　欣远盛电子有限公司总经理何淦表示，应用于普通摄像机的好的变焦镜头价格较高，而一体机因竞争激烈价格反而下降，如果在摄像机性能相当的情况下进行比较，传统摄像机价格可能还高出一体化摄像机。如果价格不是问题，那么一体机更为小巧、美观、使用方便的特性，令其更容易被用户接受。但是一体机在技术上更为复杂，因而有一定的进入门槛。  

一体化摄像机发展前景

  

　　一体化摄像机进入中国市场已经有4、5年的时间，厂商及用户都可以感受到一体机是未来的发展方向，尤其2001、2002年一体化摄像机在中国的应用得到很快的增长，但市场对传统摄像机的接受度和认可度仍然很高。一体化摄像机作为一个新生事物，虽然具有优良的性能，正对传统彩色摄像机市场形成冲击，但短时间内不可能取代传统彩色摄像机市场，若对于整个摄像机市场（包括彩色和黑白），一体化的市场占有率更低。  

　　C&B总经理崔祥雯表示，虽然一体机市场成长快速，但目前还不可能完全取代传统枪机市场。首先在内地及小规模项目中广泛应用的黑白摄像机市场，即使是一般的彩色摄像机也无法完全取代，一体机更是无法将其成本降到比黑白摄像机更低。在安防产业，仍以传统摄像机为主流。理论上来说，应用于一体机的镜头减少了很多周边设备，价格应该比普通镜头低，但是因为规模小、要求高，价格反而要高，欣远盛总经理何淦表示，只有当一体机镜头价格降至与普通镜头一致时，才可能完全取代传统彩色摄像机市场（特殊应用场合除外）。  

　　阻碍因素之二——共同协议  

　　Honeywell陈虎表示，一体机发展的技术瓶颈在于镜头供应商如何与摄像机厂商合作进行开发。目前镜头厂商与摄像机厂商间缺少共同的协议与标准，镜头厂商都是对摄像机厂商进行特供，镜头厂商为某一摄像机厂商生产的适用于一体机的镜头，拿到另外一家摄像机厂商的一体机上可能就不适用。  

　　目前一体机应用规模不是很大，这样进行特供的镜头数目势必也不会很大，那么一体机专用镜头的价格也就居高不下，这也就导致一体化摄像机的成本居高不下，反过来又影响到市场的开发应用。从厂家利益来看，各厂家当然希望对各自的技术保密，但对整个产业的技术进展来说，有一个共同的协议和标准的平台，将对技术的发展起很大的促进作用。  

　　阻碍因素之三——特殊应用场所  

　　一体机除了在超低照度、宽动态方面很难做到和传统摄像机一样外，在很多特殊场所目前也还不能应用一体机。传统摄像机有它自身的优势，如传统摄像机聚焦与变倍同步，可以跟踪运动物体，可用于高速公路车辆跟踪，而一体化摄像机是自动聚焦，当摄像机自动变倍时，聚焦需要经过一个调节时间，聚焦总比变倍要慢一拍，那么在监控高速运动物体时，倍数不断变化，就不能做到精确定焦。理论上说，一体化摄像机技术较传统摄像机高，传统摄像机能做到的一体化摄像机都能做到，当一体化摄像机电机速度足够快，聚焦速度与变倍速度时间差缩到足够小时，也可以做到对运动物体的跟踪监控。就目前的技术来看，一体机进入市场时间不长，暂时还没有很好的对快速运动物体跟踪拍摄的产品出现。  

　　另外传统摄像机可以实现超远距离监控，如边境、海岸线几十公里的监控，这种监控镜头的倍数非常高，体积也非常大，如果这样的镜头要内建，那么内建出的一体化摄像机可以称之为“庞然大物"了。  

　　结束语  

　　一体化摄像机市场应用呈快速增长之势，而价格呈不断下降之势，早期普遍认为一体化摄像机价格太高，影响了一体化摄像机的市场开拓，而最近两年人们理性地看到，从综合性价比及实用性来说，一体化摄像机以其独特的魅力，正在成为CCTV监控系统（闭路电视的简称）的新宠，一般应用领域的传统彩色摄像机则面临来自一体机的强烈冲击，市场的均衡正在被一步步打破，可以预见，几年以后，市场格局将与今天完全不同。