分析企业级视频会议高清摄像机技术的发展历程

    据市场咨询公司Winter Green Research预测，统一通信市场发展周期即将步入健康成长和快速应用阶段，而视频在企业级统一通信部署中将成为不折不扣的黑马。传统的企业视频技术包括：MCU、H.323、帧中继等，而基于IP承载网的视频应用，将把更丰富的功能推到用户的面前。但要顺利使用这些功能，用户需要对一些新的技术热点给与更多的关注。

    数字百万高清摄像机可以说是全面的超越了传统的模拟摄像机，由于其工作原理的本质性区别，模拟摄像机技术在发展中出现了各种瓶颈与限制，而数字百万高清产品的突出特点则克服了这些限制。百万高清摄像机与模拟摄像机最大的差别在于画质上的飞跃.

    高清时代摄像机技术发展

    随着高清专业影视摄像机、高清视频会议、高清视频监控等高清视频系统应用的逐步普及，高清视频时代已全面来临。对于广大视频行业从业人员而言，摄像机技术的重要变化，值得关注。

    1.高清摄像机是数字化摄像机

    CMOS高清摄像机从CMOS Sensor输出图像信号开始，产品整个系统中图像信号均为数字信号，数字信号处理技术贯穿系统全部。这一点与标清摄像机有着根本不同。标清摄像机，很多型号图像芯片输出模拟图像信号，整机也很多输出模拟图像信号

    CCD高清摄像机虽然CCD芯片输出的图像信号为模拟信号，但经AFE(模拟前端)后，即转换成数字信号，系统的其后部分也都是数字信号处理技术完成图像信号处理及输出。

    2. 数字化摄像机带来的一系列技术革新

    i. 高清摄像机往往在DSP图像信号处理阶段，也完成图像压缩，比如MPEG4和H.264压缩。这是数字化图像信号处理带来的特点。在标清摄像机时代，摄像机和视频压缩编码的视频服务器往往分开。

    ii.高清摄像机的高清视频数据量大，且高速。数字化的高速高清视频数据，导致标清时代传输介质和传输设备在高清时代将产生重要变化，甚至不再适用。未经压缩的1080P高清数据可达1Gbps以上。H.264算法图像压缩后，数据流量也将达到8Mbps甚至更高之多。对于视频监控应用，这种变化甚至可以说是巨大的。高速数字信号，很大程度上不能采用标清模拟图像信号传输设备及组网。

    iii. 标清时代，视频服务器、IPCAM等模拟图像信号数字化处理时，很多情况下，牺牲了图像信号主客观质量，换取数字化传输和存储的便利。高清时代，高清摄像机是数字化摄像机，这种情况将不再。

    iv. 高清视频信号的传输，与标清摄像机的模拟图像传输有着较大不同。HDMI接口传输距离短，HD/3G-SDI接口虽然传输距离要远一些，但价格不菲，往往用于演播室等专业传输领域。

    v. IPCAM将获得很大发展。高清摄像机是数字化摄像机，数字化图像信号与生俱来的传输手段是网络传输，加之标清摄像机图像传输的介质和设备很多不再适用于高清时代，在小区监控、楼宇监控等场合，传统模拟摄像机的组网及传输方式，很可能被彻底颠覆，代之以以太网等组网方式，实现高清摄像机组网。虽然IPCAM远程图像传输的功能，短期内，由于Internet网速不够，远程访问高清IPCAM还不现实，但随着网络带宽的逐步增大，高清IPCAM远程访问也将日渐增多。起码现在局域网范围内，对每路8Mbps的高清摄像机网速需求，立即可以廉价实现。加之以太网等组网的成熟廉价，可以预计高清IPCAM将在小区监控、楼宇监控等场合逐步普及流行。

    技术引领社会进步，高清摄像机的这些特点将很可能带来视频产业的一些重大变化。

    高清摄像机的关键技术

    现在市面上销售的高清晰摄像机主要水平分辨率标称500线、520线、530线、540线、550线等数种。其实有部分480TVL和540TVL摄像机的CCD是基本相同的，主要是视频数字处理芯片(DSP)不同。有些厂商具有强大的研发能力，他们研发出15?16位(比特)的视频数字处理芯片，比起市场上480TVL摄像机的SONY 10位(比特)芯片有更强的数据处理能力和更快的图像处理速度。

    由于芯片采用15?16位数据总线，内建精密的逻辑处理电路，具有强大快速精确图像处理能力，内置像素增强单位，全面兼容市场上SONY、夏普、松下等CCD，可以使普通高清晰度CCD图像采集达到540TLV以上的高清晰度，同时还具有超高速数据运算能力，能实行超宽的白平衡补偿范围和零色滚动。由于这些摄像机可以保证以540TVL以上的水平分辨率来传递彩色 图像，当然比市场上采用SONY 10位(比特)芯片的480TVL摄像机更受欢迎。

    高清晰摄像机主要是体现在画面的清晰度上，要做到画面的清晰度，不仅仅是一个水平分辨率达到540TVL就行了，必须在超宽动态、自动白平衡、图像的锐利度调整、超级数字降噪(信噪比)、智能数字自动测光补偿、亮度信号、彩色信号边缘补正、损坏象素自动调整与恢复、色彩调整、宽动态范围等指标上有集中体现。只有达到这些综合性的要求才能算得上是高清晰度摄像机。

    单就分辨率来讲，当然540TVL比520TVL和480TVL来得更好。较高端的高清晰度摄像机必须要处理伽玛修正问题，据相关资料显示伽玛修正是产生高质量图像的重要技术，多数CRT管只有1/0.45=2.22的伽玛曲线，而液晶显示屏的伽玛曲线只有1/0.3=3.33，由此可见一个高质量的线性视频信号送到CRT来显示时，由于80%的流明被压缩成只有30%的灰度等级而剩下较差的图像。景物变得模糊和黑暗，和人眼看到的完全不同。为了克服CRT管这种天然的物理特性，视频必须在送到CRT之前进行伽玛修正，在黑暗区域必须放大伽玛曲线底线到0.45，而2.22x0.45=1，此时才能在CRT屏幕上取得1：1的影像。由此可见，在伽玛修正过程中，数字信号处理器必须提供大于2.22倍以上的信息。较好的伽玛修正方法是使用12位的数字信号处理器，8位作为数字信号处理，4位用作修正，使其产生完美的图像。当然15?16位的芯片将更出色，而常规的摄像机只用10位数字处理芯片，只能提供12位的修正，结果黑暗区域的图像将丢失部分灰度和色彩转换信息。所以DSP芯片的处理能力和比特数也是我们在选择和辨别高清晰度摄像机的重要指标之一。