在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，由網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控剝離出來(lái)的高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控正以超乎想像的速度發(fā)展著。剛剛過(guò)去的3年，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與模擬攝像機(jī)的產(chǎn)銷量與市占率構(gòu)成比例已經(jīng)發(fā)生了顯著的變化，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)從之前的5%比重增長(zhǎng)到如今的25%。造成這一變化的原因多種多樣，比如網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了高清實(shí)時(shí)圖像，產(chǎn)品類型越來(lái)越豐富，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的改善帶來(lái)了更大的帶寬和更高的網(wǎng)速等等。
高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)主要針對(duì)圖像清晰度要求比較高的高端監(jiān)控市場(chǎng)的應(yīng)用需求，包括：高速公路、銀行、遠(yuǎn)程醫(yī)療、安檢關(guān)口等領(lǐng)域。但是隨著安防監(jiān)控由高端專用領(lǐng)域日趨民用化，高清攝像機(jī)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛，很多監(jiān)控條件差、光線昏暗的地方也要求安裝功能多樣的攝像機(jī)，網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控正以成熟的技術(shù)和合理的價(jià)格逐漸進(jìn)入增長(zhǎng)期和普及階段，已經(jīng)被越來(lái)越多的用戶所接受。
像素與分辨率賽跑
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)顧名思義，便是整合了傳統(tǒng)攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的功能，它將視頻信號(hào)數(shù)字化并且壓縮，然后通過(guò)自身具備的網(wǎng)絡(luò)接口通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，并且記錄在裝有視頻管理軟件的電腦主機(jī)或?qū)Ｓ玫腎PSAN里面。米卡(中國(guó))有限公司副總經(jīng)理侯武東認(rèn)為：“現(xiàn)在很多主流大廠的IPC清晰度已經(jīng)在向500萬(wàn)像素靠攏(需要清楚認(rèn)知的是本文所談的是真實(shí)像素，而非很多所謂的插值像素)，但是我們要看到其實(shí)攝影業(yè)界所采用的成像清晰度已經(jīng)在千萬(wàn)像素以上了，我們安防監(jiān)控行業(yè)在新技術(shù)的采用上還是稍稍落后了半拍;因此，未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)應(yīng)該會(huì)和DV機(jī)等攝影行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)更為貼近。”
目前，安防行業(yè)的高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)經(jīng)歷了分辨率為720P與1080P兩種格式后，如果將高清分為3個(gè)等級(jí)，被業(yè)界定義為準(zhǔn)高清的720P即1280×720分辨率嚴(yán)格算來(lái)只能達(dá)到約等于百萬(wàn)像素的92萬(wàn)像素;被定義為全高清的1080P則是1920×1080，像素值超過(guò)200萬(wàn)達(dá)到了207萬(wàn)，其中后綴“P”代表的是逐行掃描。對(duì)于移動(dòng)目標(biāo)的圖像采集，相對(duì)隔行掃描，逐行掃描可以獲得更好的動(dòng)態(tài)圖像，視覺(jué)方面幾乎不會(huì)產(chǎn)生拖尾，因此對(duì)安防監(jiān)控應(yīng)用來(lái)說(shuō)逐行掃描更加適合;而目前最高端、最主流的高達(dá)2560×1920分辨率約等于500萬(wàn)(實(shí)際有效像素為492萬(wàn))則被行業(yè)公認(rèn)為超高清攝像機(jī)。當(dāng)然，像素值的發(fā)展也不是永無(wú)止境的，APS-C幅面影像傳感器最高只能達(dá)到1800萬(wàn)像素值的瓶頸，因此，未來(lái)用于視頻監(jiān)控的高清攝像機(jī)在像素值方面還會(huì)有所提升，但是受限于CMOS和CCD的發(fā)展，只能等待全新半導(dǎo)體材料影像傳感器的誕生來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。另外，根據(jù)國(guó)外最新研究成果，如果將搭載了全畫幅大尺寸CMOS的兩臺(tái)高清高像素?cái)z像機(jī)并列同時(shí)打開快門攝像，可以得到超過(guò)1億像素的靜態(tài)畫面，但轉(zhuǎn)為動(dòng)態(tài)的話，則會(huì)損失大量像素。
深圳波粒智能科技有限公司總經(jīng)理毛忠彪指出，目前百萬(wàn)高清IPC應(yīng)用以720P作為普及，重要通道采用1080P，而特殊監(jiān)控則采用500萬(wàn)像素，從使用量上看還是720P占多。攝像機(jī)單純提升像素并不難，但是考慮硬盤占用、網(wǎng)絡(luò)帶寬、視頻壓縮處理壓力、低照度、大數(shù)據(jù)處理穩(wěn)定性、后端主機(jī)與配套，以目前的狀況，還不能過(guò)分貪圖太高的像素。由此可見，偏于低端的100萬(wàn)像素仍占多數(shù)，在這個(gè)層面上，CCD與CMOS兩型影像傳感器各領(lǐng)風(fēng)騷，
臺(tái)系映佳、智源、賽靈思以及國(guó)產(chǎn)的海思等方案占主體;200萬(wàn)像素基本是廠商宣稱的“真高清”陣地，這里可以算是韓系主陣地，薈萃了三星、LG等我們所熟知的品牌，韓系Nextchip、美國(guó)德儀TI、Ambarella等方案在此
領(lǐng)域均有建樹;300萬(wàn)像素陣營(yíng)因?yàn)镾ONY、Panasonic的加入而顯得底氣十足，Exmor和MOS兩大CMOS影像傳感器分立潮頭，與之相匹配的是仍舊是原汁原味的原廠方案和表現(xiàn)出色的德儀TI方案;400萬(wàn)像素與500萬(wàn)像素區(qū)別不是很大，方案也是以TI為主，主要是CMOS的選材和方案算法的升級(jí)才造就了像素值的不同，這里匯集了美
贊美、愛銳康特、海康威視、MOBOTIX、Basler等專業(yè)、高端品牌。
相對(duì)于傳統(tǒng)的4:3圖像比例，高清圖像的16:9格式更適合安防監(jiān)控的應(yīng)用。監(jiān)控場(chǎng)景往往是需要對(duì)大范圍橫向區(qū)域進(jìn)行監(jiān)看，比如高速公路收費(fèi)站、鐵路沿線、體育場(chǎng)館出入檢票口等，這些場(chǎng)所的特點(diǎn)都是以橫向排列的方式出現(xiàn)在畫面中，而畫面頂部的天空和底部的路面往往是我們不關(guān)心的內(nèi)容。所以16:9的畫面可以去除這些不
重要的區(qū)域，而增大我們關(guān)心的監(jiān)控目標(biāo)的面積。以往要用好幾支模擬攝像機(jī)橫向排列才能監(jiān)控的區(qū)域，現(xiàn)在只要一只高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)就可以覆蓋，不僅提高了清晰度，也節(jié)省了成本。
兩強(qiáng)相遇“清”者勝
圖像傳感器有CMOS和CCD兩種模式。CMOS既互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體，CMOS主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，通過(guò)CMOS上帶負(fù)電和帶正電的晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)基本的功能的。這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片記錄和解讀成影像。CMOS針對(duì)CCD最主要的優(yōu)勢(shì)就是非常省電。不像由二級(jí)管組成的CCD和CMOS電路幾乎沒(méi)有靜態(tài)電量消耗。這就使得CMOS的耗電量只有普通CCD的1/3左右，CMOS重要問(wèn)題是在處理快速變換的影像時(shí)，由于電流變換過(guò)于頻繁而過(guò)熱。暗電流抑制的好就問(wèn)題不大，如果抑制的不好就十分容易出現(xiàn)噪點(diǎn)。
眾所周知，感光器件是攝像機(jī)最為核心的部件，在模擬攝像機(jī)以及標(biāo)清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中，最為廣泛使用的是CCD，而CCD長(zhǎng)期以來(lái)都在市場(chǎng)上占有主導(dǎo)地位，出貨量遙遙領(lǐng)先。進(jìn)入高清監(jiān)控時(shí)代以后，CMOS逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。CCD的特點(diǎn)是靈敏度高，但響應(yīng)速度較低，不適用于高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)采用的高分辨率逐行掃描方式，因此高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)普遍采用CMOS感光器件。對(duì)于相同尺寸的感光器件，像素越高，意味著每個(gè)像素的進(jìn)光量越少，因此目前高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)的突出問(wèn)題是清晰度提高，靈敏度降低。幸運(yùn)的是，目前已經(jīng)研發(fā)出720P與1080P專用的CMOS器件，其靈敏度性能已經(jīng)與CCD接近。索尼大名鼎鼎的Exmor背照式COMS圖像傳感器，這種背照式CMOS被SONY廣泛應(yīng)用于Cyber-shot系列DC和Handycam系列DV上面，Exmor改變了傳統(tǒng)傳感器二極管位于電路晶體管下方的布局，讓光線首先到達(dá)感光二極管，由于不受金屬線路和晶體管的阻礙，開口率可提高至近100%。與表面照射型CMOS傳感器相比，背照式CMOS在靈敏度(S/N)上具有很大優(yōu)勢(shì)，顯著提高低光照條件下的拍攝效果，因此在低照度環(huán)境下拍攝，能夠大幅降低噪點(diǎn)。
傳統(tǒng)表面照射型CMOS傳感器每個(gè)像素點(diǎn)都要搭配一個(gè)對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換器以及對(duì)應(yīng)的放大電路，因此，這部分電路會(huì)占用更多的像素面積，直接導(dǎo)致光電二極管實(shí)際感光的面積變小，感光能力變?nèi)酢６鳨xmorCMOS將光電二極管放置在傳感器芯片的最上層，把
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