高清摄像机的组成与六大因素

高清摄像机的组成

    如今“高清”已经成为安防行业中的热门词汇，但是没有具体的标准。大部分工程商和用户也只是以高分辨率来判断是否是高清摄像机。其实，高分辨率是“高清”的一个必要条件，但不是充分条件，高分辨率只能说近似于静态的“高清”。那么，真正的“高清”画质，除了高分辨率之外，还要考察哪些方面呢?本文就从工程应用角度，并着重实用性，分析了在安防监控工程中怎样选购高清摄像机。

    进入2011年，高清已经实实在在的来到了我们身边，对于高清，您又了解多少，下面就让我们简单的介绍下高清摄像机的组成部分，这里着重讲述HD-SDI或IP高清摄像机为主：

    1、摄像机CCD或CMOS成像器件，完成光学图像转换为电学信号，输出电子图像信号。

    2、AFE，模拟前端，用于CCD成像时，将CCD图像信号数字化，并产生CCD控制时序。而对于CMOS型成像器件，可直接输出数字信号，故不需要AFE模拟前端。

    3、CPU为整个高清摄像机核心器件，其主要完成图像信号处理(ImageSignalProcessor)和图像信号编解码(编解码为MPEG4、H.264标准图像数据等)。早期的CPU即DSP(DigitalSignalProcessor)，主要完成图像信号处理，如：透镜校正、Gamma校正、边缘校正、自动曝光、自动聚焦、自动黑白平衡、防抖动等处理及控制。

    这其中IP高清摄像机的CPU还要完成图像的编码压缩，再经IP网络口输出，而HD-SDI高清摄像机不经编码压缩即以原始数字信号经HDMI或HD-SDI口输出。总体说，CPU除图像处理和编码功能外，还要完成高清摄像机系统控制及计算，充作整个系统的中央处理器。

    4、存储接口：存储主要是指存储卡/硬盘等数据存储。

    5、信号输出接口：HDMI为高清数字多媒体接口，支持5Gpbs以上高速信号传输速率，为民用消费电子接口;HD-SDI为高速串行接口，符合SMPTE组织制定的用于影视演播室的数字音视频信号传输，是专业标准。其早期支持标清数字电视信号的270Mbps速率，已发展到传输1.485Gbps高清数字电视信号，再发展到当前的2.97Gbps高速信号，用于传输RGB24bit以上高清数字电视信号。

高清摄像机的六大选购因素

    1)考察发热量

    【分析】：目前百万高清数字摄像机所用到的DSP有很多选项中，如：TI、安霸、海思、美信等等，目前TI的达芬奇DSP性能表现不错，功耗与发热也小，但是开发难度较大，国内很多公司都试图采用TI的DSP开发，大多失败，而TI作为一个国际大公司，并且安防只是他们的一小块，国外公司语言交流也不太方便，技术服务比不上国内的海思，也比不上安霸，因此在TI上翻了跟斗的厂家更多的选择了海思，安霸，如果厂家不会研发，芯片公司可以帮忙。大大降低了研发厂家的难度。

    普通百万摄像机发热大，主要原因在DSP上，发热大，难免稳定性令人担忧。特别在炎热的夏天中午太阳烈日下，更加担忧。

    值得一提的是，原本枪机就发热非常大，如果继续在枪机前面添加红外灯，那不是热上加热吗?而且目前大多百万高清摄像机属于高照度百万高清摄像机，而不是低照度，普通的百万高清摄像机低照度通常为2-10LUX，这种摄像机不仅感应可见光能力弱，感应红外光也很弱，因此如果要想拿普通百万高清摄像机做成红外，红外灯数量也要比低照度红外机放多几倍，或者放大电流，让红外灯变得更亮，但是这样做红外灯的使用寿命就令人担忧了。

    说到这里，我们就知道了，选择百万高清摄像机，一定要测试机器的发热量，了解他们用的是什么DSP。功耗发热如何。另外大家也许也明白了，为什么百万高清厂家有不少，但是能提供与批量销售红外百万高清的厂家则寥寥无几。原因就这样这里。

    2)考察延时

    【分析】：只要是数字摄像机，都有不同程度的延时，同样720P高清画面，有的摄像机延时只有0.1秒(如波粒))，而有的则高达0.4秒、0.7秒，深知更高，说到这里，工程商朋友可能会奇怪，为什么同样的分辨率却有不一样的延时呢?因为数字摄像机需要经过3个过程，压缩、传输与解压缩显示。如果一个厂家完全是依赖方案商或者缺乏自己压缩算法开发能力与核心底层技术能力，那么在图像压缩，网络传输，解压缩软件效率方面就会落后他人。

    说到这里，我要提醒一下广大工程商，延时是一个非常重要的参数，否则在PTZ控制方面就非常麻烦，另外延时也侧面地反映了一个软件的开发实力，与产品的稳定性。大家试想，如果一路监控视频处理都那么累，如何有能力开发几百上千路数字高清监控呢?

    3)考察低照度

    【分析】：大家应该都知道，安防行业监控与消费类的数码相机与交通监控不一样，不可能在光线暗的时候不停地打闪光灯。因此说，百万高清没有低照度特性，应用就极为受限制。遇到光线偏暗时，就成了瞎子。像素再高也白搭。特别是民用监控，对低照度的要求更高，甚至比一些高端监控项目的监控环境还复杂。比如银行监控，24小时强灯下监控，条件非常适合。

    4)考察拖尾

    【分析】：这部分本来是打算与低照度一起讲的，后来想一想，因为拖尾现象是百万高清摄像机最常见的弊端，因此把它单独提出来讨论，前面我们已经讨论了，低照度的重要性，但是有的安防厂家为了提高低照度，采用电子慢门或帧累积，这一招，绝对是会大大提升低照度效果，但是弊端也是非常明显的，当画面上有运动物体时，你就会发现人走动怎么会一个鬼影(拖尾)呢，导致看不清楚运动物体(看不清楚行动中的人特征)，运动物体时模糊的。当物体静止下来，才能看清楚。

    5)考察红外

    【分析】：红外摄像机，不就是在普通机器里加个红外灯吗?太简单的。哈哈，很多人都这样说，这种说法好像有一点道理，果真如此简单吗?不!如果真有那么简单，为什么市面上能卖的百万高清红外机却非常少??其实红外高清，除了我在1)上说的那些分析道理，还有很多细节要处理。

    6)考察价格

    【分析】：一个厂家把价格标高容易，但是能把价格做低，就难了，可能大家会说，这有什么难，打价格战不常常这样吗?是的，但是大家见过哪家公司打价格战，能把模拟摄像机做到30元/支?没有一个，为什么呢?因为谁都没有能力把成本控制到如此之低，就算是偷工减料也最多降低10%左右的成本。大家想一想，以前的电脑与CPU性能差而贵，为什么今天的电脑与CPU性能强还很便宜呢?

    提醒一下大家，不要忘记科技的神奇力量，科学家与研发工程商们除了不断地提升产品的品质，还要不断地降低产品的成本，否则优先的科技产品永远只能小范围应用，或永远在试验室里，难以造福人类，造福社会。能把价格做低一点也许可以考偷工减料，但是如果能把价格大幅度落下，那就是一门高科技了。当然厂家也会根据市场定位，把用户很少用上的功能，不放在普通机里，而放到高档机里。