文/本刊記者 鄭展棒 整理
由于一體機(jī)機(jī)芯靈活的組裝特性以及不可替代的功能特性,讓其可以在多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域得到應(yīng)用,如平安城市、道路監(jiān)控、小區(qū)監(jiān)控、廠區(qū)監(jiān)控、校園監(jiān)控均可常見到它們的身影。在一些細(xì)分行業(yè),如公檢法行業(yè)、電力行業(yè)等也均有涉足。本文主要針對一體機(jī)機(jī)芯的技術(shù)和功能特性與讀者共同探討,并對行業(yè)內(nèi)較為突出的產(chǎn)品進(jìn)行一個(gè)簡要介紹和分析。
目前,市場上模擬機(jī)芯產(chǎn)品還是占據(jù)主流,但從行業(yè)的發(fā)展與廠家的一系列動(dòng)向可以了解到,高清一體機(jī)機(jī)芯的角色在監(jiān)控市場的地位日益加重。相比模擬機(jī)芯產(chǎn)品,雖然涉及到多個(gè)模組技術(shù)的改變與升級,但從本質(zhì)上來講,高清機(jī)芯的優(yōu)勢體現(xiàn)在高清畫面和全面的數(shù)字化,而在機(jī)芯的傳感器、鏡頭、DSP這三大核心硬件層面上,高清機(jī)芯比模擬產(chǎn)品還是有著明顯的技術(shù)區(qū)別。
如在傳感器技術(shù)層上,高清機(jī)芯產(chǎn)品與標(biāo)清機(jī)芯產(chǎn)品的差異化就是CMOS和CCD之間的博弈。如在高清機(jī)芯產(chǎn)品中,CMOS圖像傳感器的應(yīng)用最為廣泛。目前,市場的主流CMOS圖像傳感器有SONY公司的Exmor系列的CMOS高清傳感器和Panasonic公司最新推出的MN34031/MN34041 CMOS高清傳感器,其低照性能和耐用性已經(jīng)接近或達(dá)到CCD水平。美光Aptina推出的9M034和AR0331 CMOS高清傳感器在性價(jià)比上要由于兩者。在這三者之間,Panasonic公司的圖像傳感器的市場渠道較為封閉,不像SONY和Aptina公司全面鋪開的市場策略。深圳市菲特?cái)?shù)碼技術(shù)有限公司吳德鐘表示:“從技術(shù)上看,CMOS易于實(shí)現(xiàn)高解析度,DSP處理和發(fā)熱方面也相對優(yōu)于CCD。目前采用最新的CMOS圖像傳感器的攝像機(jī)在圖像質(zhì)量方面明顯優(yōu)于CCD;因此,CMOS傳感器用于高清攝像機(jī)將是未來發(fā)展的趨勢?!?/p>
在鏡頭層面上,一些鏡頭廠家開始推出更高變倍的如22X、28X等光學(xué)變倍的高清鏡頭,以適應(yīng)市場需求,但由于長焦鏡頭技術(shù)門檻相對較高,且對應(yīng)能制造相應(yīng)高清鏡頭的實(shí)力廠家相對較少,所以價(jià)格相對來說也很高。不過機(jī)芯廠商在鏡頭選擇上,依然是國外廠商優(yōu)先,騰龍、富士能、佳能、賓得等廠商在高清、長焦鏡頭上的技術(shù)相比國內(nèi)廠商還是有一定的優(yōu)勢,但國廠鏡頭廠商如鳳凰、福光、鴻發(fā)光電等企業(yè)隨著技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步,應(yīng)用于高清一體機(jī)機(jī)芯的鏡頭產(chǎn)品不斷成熟,相信在不久的將來,國產(chǎn)化的一體機(jī)鏡頭會(huì)是機(jī)芯廠家的重點(diǎn)選擇企業(yè)。
DSP技術(shù)是考驗(yàn)各家技術(shù)實(shí)力的關(guān)鍵,目前,用于高清機(jī)芯產(chǎn)品的ISP芯片大多數(shù)來自于國外廠商,如日立、SONY的高清機(jī)芯產(chǎn)品主要是采用自己的DSP技術(shù),其產(chǎn)品在聚焦、低照度性能上非常出色,另外,TI的DM365、DM368、海思半超導(dǎo)體的Hi3516、Hi3518、安霸的A5等媒體處理芯片也內(nèi)置ISP模塊,或許,在不久的將來也會(huì)得到相應(yīng)的應(yīng)用。
DSP內(nèi)置的ISP功能對于3A(自動(dòng)白平衡、自動(dòng)曝光、自動(dòng)聚焦)的處理是衡量一個(gè)機(jī)芯優(yōu)劣的重要指標(biāo)。就自動(dòng)聚焦而言,高清機(jī)芯產(chǎn)品與標(biāo)清機(jī)芯產(chǎn)品的根本區(qū)別在于高清機(jī)芯不再采用模擬聚焦技術(shù),而是采用集成在ISP芯片內(nèi)的AF功能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聚焦,聚焦速度和靈敏度比模擬產(chǎn)品更具優(yōu)勢。據(jù)悉,成都動(dòng)力視訊公司也研發(fā)出專門針對高清一體機(jī)的專用ISP芯片PV8112,其運(yùn)用簡潔,方案完整,可適用國內(nèi)外各種鏡頭和傳感器。從目前的樣機(jī)看PV8112聚焦性能和畫質(zhì)接近進(jìn)口水平,是性價(jià)比較高的選擇。
2010年日立推出第一款真正意義上的高清產(chǎn)品后,眾多機(jī)芯廠家也同時(shí)看到國內(nèi)安防行業(yè)正朝著高清化的發(fā)展路線,而高清機(jī)芯類產(chǎn)品需求量占據(jù)重要市場份額的巨大商機(jī),紛紛推出相應(yīng)高清機(jī)芯產(chǎn)品,市場競爭非常激烈。當(dāng)2010年日立的130萬像素高清機(jī)芯DI-SC110C面世后,索尼、三星紛紛推出200萬CMOS高清機(jī)芯以獲取相應(yīng)的市場份額。隨后,LG的LNM1220 12倍變焦全高清1080P與LNM2810 28倍變焦720P高清一體機(jī)機(jī)芯,松下400萬像素GPMH310高清一體機(jī)機(jī)芯也相繼面世。當(dāng)然,不僅國外機(jī)芯廠商的競爭如此激烈,國內(nèi)視頻監(jiān)控企業(yè)的機(jī)芯產(chǎn)品同樣也是不落下風(fēng)。
如波粒在2011年推出自主研發(fā)低照度一體機(jī)芯BL-1080DC,成為國內(nèi)為數(shù)不多的百萬高清一體機(jī)芯廠商之一,打破了國外高清視頻監(jiān)控技術(shù)的壟斷。??档腄S-2ZMN3007采用高折射率、低色散光學(xué)變焦鏡頭,結(jié)合獨(dú)特的光圈聯(lián)動(dòng)技術(shù)和高性能高清圖像處理技術(shù)。大華股份的200萬20倍 ICR日夜型高清一體化機(jī)芯 DH-CA-HZ2020將光學(xué)成像、圖像采集、圖像處理、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)曝光、自動(dòng)聚焦、變焦控制設(shè)計(jì)為一體,可靠性高;景陽的SNCMD8100DN/Z22的200萬高清機(jī)芯搭載的是22倍高性能光學(xué)變焦鏡頭,結(jié)合景陽自主研發(fā)的高精度圖像聚焦算法,變倍速度極快,其不僅可以提供理想的監(jiān)控視野,而且還能實(shí)現(xiàn)完美自動(dòng)對焦。
下面,就讓筆者對當(dāng)前業(yè)內(nèi)主流的機(jī)芯產(chǎn)品做一個(gè)簡要分析與介紹。
日立DI-SC233-C 30倍全高清一體化攝像機(jī)機(jī)芯采用日立獨(dú)立開發(fā)的擁有高速運(yùn)算處理能力的DSP來實(shí)現(xiàn)其高速拍攝功能。除了具備日立之前所有高清機(jī)芯產(chǎn)品的性能之外,還進(jìn)一步提高了強(qiáng)光、黑暗以及濃霧環(huán)境下的可視化,無論白天還是晚上,都可以應(yīng)對復(fù)雜的環(huán)境,起到各方面的監(jiān)控作用。
全高清30倍光學(xué)變倍鏡頭及圖像防抖動(dòng)功能。
日立機(jī)芯DI-SC233-C配備30倍光學(xué)變倍全高清鏡頭,即使在全高清模式(1920x1080)下,也可以獲得最大30倍光學(xué)變倍,12倍數(shù)字變倍,因此最高可以獲得360倍放大倍率。采用日立特有的高速自動(dòng)聚焦系統(tǒng)保證自動(dòng)聚焦過程的快速、準(zhǔn)確,同時(shí)帶有圖像防抖動(dòng)(EIS)功能能最大限度減少如強(qiáng)風(fēng),車輛等外界干擾因素帶來的圖像抖動(dòng),即使在高變倍下也能獲得穩(wěn)定的圖像輸出。DI-SC233-C最高支持全高清50p/60p視頻輸出模式,使得在較高速運(yùn)動(dòng)場景下仍可以獲得流暢的視頻圖像。
自動(dòng)強(qiáng)光抑制。低照度下,攝像機(jī)在某些有強(qiáng)光的場景下容易出現(xiàn)過曝現(xiàn)象,使得過曝區(qū)域周圍的目標(biāo)物無法看清,如車輛大燈附近的車牌等;此時(shí),日立DI-SC233-C的自動(dòng)強(qiáng)光抑制功能能夠降低畫面中過曝區(qū)域的亮度水平,使得圖像可視性增強(qiáng),有效信息如車牌等可見,而且日立自動(dòng)強(qiáng)光抑制功能可以快速、準(zhǔn)確的自動(dòng)檢測畫面中是否有強(qiáng)光源,如果沒有,攝像機(jī)將按照普通場景處理,達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的高效、實(shí)用性。
最低照度0.41x。高靈敏度的CMOS傳感器配合高清鏡頭及日立的DSP10,實(shí)現(xiàn)了最低照度0.4lx(50IRE)。除了交通監(jiān)控外,在如火車站臺(tái)、繁華商業(yè)街等環(huán)境亮度時(shí)刻變化的都市監(jiān)控上也能發(fā)揮很大的左右,提高了低照度下的可視化。
夜視。以前的監(jiān)控?cái)z像機(jī)在夜間,對于沒有照明的暗部,往往難以識(shí)別。通過夜視功能可以在不改變較亮部分的情況下,只提高較暗部分的亮度,從而能清楚識(shí)別較暗環(huán)境下的任務(wù),強(qiáng)化了低照度下的安防監(jiān)控。
自動(dòng)透霧。機(jī)芯內(nèi)搭載有Defog的功能。即使處在船舶監(jiān)控、高地、機(jī)場和高速公路等易出現(xiàn)霧氣的場所也能拍攝出清晰地畫面。在霧氣、大雨等雨霧籠罩的環(huán)境下仍能進(jìn)行正常監(jiān)控,從而進(jìn)一步擴(kuò)大了其監(jiān)控領(lǐng)域。
從企業(yè)給出的DI-233-C技術(shù)特性來看,其相對上一代Full HD產(chǎn)品DI-SC221-C,鏡頭光學(xué)變焦升級到30倍,擁有更遠(yuǎn)的監(jiān)控距離;圖像輸出增加了1080 50/60p模式,將在視頻會(huì)議等需求高幀率的行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。另外,除了優(yōu)越的低照度性能,自動(dòng)強(qiáng)光抑制、夜視、自動(dòng)透霧等可視化功能均得到優(yōu)化,這樣可以更加輕松應(yīng)對復(fù)雜多變的環(huán)境,提升了機(jī)芯的應(yīng)用價(jià)值。且上述可以看出,DISC233-C比同類產(chǎn)品有優(yōu)越的基本性能,還有差異化的可視化選擇功能,DI-SC233-C是一款很強(qiáng)競爭力的最新力作,將確立日立在整個(gè)市場的領(lǐng)先優(yōu)勢地位。
自動(dòng)聚焦、大倍率鏡頭……一體化機(jī)芯自面世以來,以其強(qiáng)大的功能立刻受到市場的歡迎。球機(jī)、一體機(jī)、云臺(tái)攝像機(jī)等產(chǎn)品均是由此衍生出來的。隨著監(jiān)控領(lǐng)域的不斷發(fā)展,歷經(jīng)模擬、數(shù)字兩代,現(xiàn)在又來到了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代,提供更高清的圖像,并讓集成商更加方便進(jìn)行二次開發(fā),是市場的新要求,因此輸出網(wǎng)絡(luò)高清信號(hào)的機(jī)芯的發(fā)展必然是大勢所趨。
市場上監(jiān)控產(chǎn)品廠家眾多,實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的互聯(lián)互通,就要依靠全球性的開放接口標(biāo)準(zhǔn),目前主流協(xié)議包括Onvif、PSIA、CGI以及中國公安部制定的28181,因此IP機(jī)芯也應(yīng)該支持上述協(xié)議。以??低旾P機(jī)芯DS-2ZMN3007為例,通過介紹它的一些功能特性,使大家進(jìn)一步了解IP高清機(jī)芯。
如何看得更遠(yuǎn)、更清晰。更遠(yuǎn)、更清晰,一直是機(jī)芯廠家的追求目標(biāo)。機(jī)芯的核心技術(shù)是一體化鏡頭和自動(dòng)聚焦算法。衡量鏡頭好壞的標(biāo)準(zhǔn)是高解像力和對鬼影、紫邊等現(xiàn)象的抑制。DS-2ZMN3007采用高折射率、低色散光學(xué)變焦鏡頭,結(jié)合獨(dú)特的光圈聯(lián)動(dòng)技術(shù)和高性能高清圖像處理技術(shù)。目前的主流廠家都有自己獨(dú)特的聚焦算法,海康威視采用運(yùn)動(dòng)聚焦和光源聚焦相結(jié)合的方式,前者優(yōu)化對運(yùn)動(dòng)物體聚焦,聚焦速度更快速,聚焦精度更精準(zhǔn),后者優(yōu)化對點(diǎn)光源聚焦,可做到一次性聚焦,不會(huì)重復(fù)聚焦。
如何將高分辨率與低碼率相結(jié)合。720P的視覺效果已經(jīng)滿足不了大家的要求,目前1080P才是監(jiān)控產(chǎn)品的主流。但是它給大家?guī)砀玫募?xì)節(jié)體驗(yàn)的同時(shí),又增加了傳輸與存儲(chǔ)成本。普通的編碼壓縮算法,1080P需要6-8M的碼率,一天就需要84G的存儲(chǔ)空間。因此監(jiān)控廠家都在積極開發(fā)更先進(jìn)的編碼壓縮算法。DS-2ZMN3007可以做到1080P的碼率達(dá)到3-4M, 除此外,還支持ROI感興趣區(qū)域編碼算法,ROI可將碼流資源按需分配,將有限的資源集中在一塊或多塊感興趣區(qū)域,提升感興趣區(qū)域(如車牌、人臉)圖像質(zhì)量,例如,將1080p 的碼率設(shè)為2M,開啟ROI,人臉、車牌等感興趣區(qū)域的碼率可能會(huì)達(dá)到6M,而非關(guān)鍵區(qū)域的碼率可能會(huì)變?yōu)?M,這樣,就可以在不提高整體碼率的情況下,實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵區(qū)域圖像質(zhì)量的提升,這其實(shí)也從另一方面降低了成本。
如何應(yīng)對復(fù)雜的使用環(huán)境。由于攝像機(jī)應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜,確保始終獲得高清畫質(zhì)的有力武器就是各種圖像處理技術(shù)。寬動(dòng)態(tài)技術(shù)可以在逆光環(huán)境下,調(diào)整畫面亮度,使圖像不會(huì)過曝。目前市場上的監(jiān)控產(chǎn)品為達(dá)到透霧效果,通常采用透霧鏡頭或者透霧算法這兩種方式。前者由于是采用硬件透霧,極大地提高了成本。后者通過對畫面進(jìn)行數(shù)學(xué)算法處理,從而獲得清晰的畫質(zhì),以其低廉的成本為廣大監(jiān)控廠家所接受。除此之外,大家對夜晚效果的要求越來越高,提高低照度效果,除了使用高性能鏡頭和傳感器,還依賴各大廠家的編碼壓縮和數(shù)字降噪技術(shù)。采用時(shí)域、空域聯(lián)合降噪處理,結(jié)合準(zhǔn)確的噪聲強(qiáng)度評估算法,在光照理想、噪聲較低時(shí)圖像清晰細(xì)節(jié)沒有損傷,光照不足時(shí)噪聲明顯抑制,圖像細(xì)節(jié)大量保留,有效提升視頻監(jiān)控圖像質(zhì)量。DS-2ZMN3007集寬動(dòng)態(tài)和透霧算法于一體,其低照度效果更是達(dá)到“星光級”。
如何更方便地集成球機(jī)。國內(nèi)絕大多數(shù)的球機(jī)廠家是中小型企業(yè),因?yàn)槿鄙倬幋a壓縮技術(shù),90%以上的廠家只能生產(chǎn)模擬球機(jī)。IP機(jī)芯直接輸出網(wǎng)絡(luò)高清信號(hào),對于沒有編碼能力,而又想要制造網(wǎng)絡(luò)高清球機(jī)的廠家來說,只需要在原有模擬球機(jī)的基礎(chǔ)上,將模擬機(jī)芯換成IP機(jī)芯,然后再從硬件結(jié)構(gòu)上做一些輕微的改變,即可制造網(wǎng)絡(luò)高清球機(jī)。同時(shí)IP機(jī)芯應(yīng)該具備功能強(qiáng)大的Web操作界面,通過瀏覽器可以輕松控制球機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),設(shè)置巡航、守望、報(bào)警聯(lián)動(dòng)等球機(jī)必備功能,避免集成商進(jìn)行二次復(fù)雜的軟件開發(fā)。
高清一體機(jī)機(jī)芯是集嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、圖像處理技術(shù)、鏡頭控制技術(shù)、自動(dòng)聚焦技術(shù)等結(jié)合在一起的新技術(shù)。近兩年來,機(jī)芯產(chǎn)品雖是在不斷推陳出新,但圖像質(zhì)量、變焦速度、聚焦速度依然是衡量高清機(jī)芯性能的重要指標(biāo)。圖像質(zhì)量的好壞是用戶最直觀的體驗(yàn)。圖像質(zhì)量大致可以分為兩方面,白天用戶會(huì)強(qiáng)調(diào)圖像的清晰度、色彩還原;夜晚會(huì)強(qiáng)調(diào)低照效果。如何才能獲取更好的圖像質(zhì)量,這是一個(gè)很難回答的問題,它與傳感器,鏡頭、圖像處理等都有很大的關(guān)系。
舉例來說,大華高清兩百萬數(shù)字機(jī)芯DH-CAHZ2030E作為最新一代的高清機(jī)芯的代表作,擁有30倍光學(xué)變焦,光學(xué)變焦4.30-129mm;200萬像素 1/2.8"CMOS圖像傳感器;高性能的工業(yè)級FPGA處理器;強(qiáng)大的圖像處理性能涵蓋了寬動(dòng)態(tài)、強(qiáng)光抑制、背光補(bǔ)償、電子透霧等高級功能。這其中,高清一體機(jī)鏡頭是一體機(jī)機(jī)芯重要的光學(xué)器件,其直接影響一體機(jī)機(jī)芯的品質(zhì),評判一體機(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。圖像傳感器是成像的關(guān)鍵,主要有CCD和CMOS兩種,由于CCD工藝復(fù)雜、成本較高,像素提升難度大,且后端DSP處理技術(shù)較CMOS難度更大,與此同時(shí),最新的CMOS在低噪度方面有很大提高以及發(fā)熱方面明顯優(yōu)于CCD,所以CMOS傳感器現(xiàn)已普遍應(yīng)用于高清一體化攝像機(jī)機(jī)芯。
對國內(nèi)廠家而言,鏡頭和傳感器都沒有太多的選擇余地,關(guān)鍵技術(shù)基本都被日本廠商所掌握,所以國內(nèi)廠家會(huì)將精力集中在圖像算法上,以提高自己的核心競爭力。每家的圖像處理技術(shù)都是各有千秋,圖像風(fēng)格也不盡相同,有些廠家喜歡細(xì)膩柔和的畫面,有些廠家喜歡銳利鮮艷的風(fēng)格,有些以Sony套片為平臺(tái),有些采用FPGA作為平臺(tái)。FPGA處理器作為圖像處理、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)曝光、自動(dòng)聚焦以及變焦控制的芯片,結(jié)合廠家核心技術(shù)的圖像算法,可以成為提升產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵。
DH-CA-HZ2030E先進(jìn)的白平衡算法配合獨(dú)特的色彩矩陣,確保機(jī)芯能在各種色溫、各種場景都能很好的色彩再生,真實(shí)的還原實(shí)際場景色彩效果。優(yōu)異的自動(dòng)聚焦算法使得大華機(jī)芯DH-CAHZ2030E在各種環(huán)境各種照度特別是晚上的聚焦精度更高,各種場景切換后聚焦的速度更快,定焦時(shí)的穩(wěn)定性更好,提供更好的用戶視覺體驗(yàn)。作為一款高清機(jī)芯的代表作,不光在技術(shù)方案上占據(jù)優(yōu)勢,產(chǎn)品的穩(wěn)定性、工藝也是必不可少的環(huán)節(jié)。大華的機(jī)芯產(chǎn)品都要通過-10~60攝氏度的高低溫測試、更高溫度的可靠性測試、30天無故障的穩(wěn)定性測試,生產(chǎn)上嚴(yán)格的質(zhì)量管控,保證了出廠的每一臺(tái)機(jī)芯都能達(dá)到最佳效果。
如今國內(nèi)外眾多高清機(jī)芯廠家都加大對高清一體機(jī)機(jī)芯技術(shù)研發(fā)與市場推廣的力度,并且隨著機(jī)芯鏡頭與傳感器技術(shù)的發(fā)展,肯定會(huì)有更高分辨率、更高倍數(shù)、更低照度的高清機(jī)芯面世來滿足用戶更高的監(jiān)控需求。圖像處理技術(shù)會(huì)更智能,使得圖像還原更佳,聚焦也會(huì)越來越快,為用戶帶來更好的體驗(yàn)。高清機(jī)芯市場的增長來勢洶涌,安防高清時(shí)代已全面來臨。
隨著安防高清化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展,基于監(jiān)控環(huán)境的復(fù)雜性及特殊性,用戶對攝像機(jī)的操控提出了新的要求。集鏡頭、圖像傳感器、圖像處理芯片于一體的高清變倍一體化機(jī)芯在市場中越來越受到青睞,由高清一體化機(jī)芯搭配組成的球型攝像機(jī)、云臺(tái)一體化攝像機(jī)由于功能強(qiáng)大,控制靈活,能進(jìn)行快速的定位及跟拍等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于平安城市、交通、碼頭、森林、廣場等大范圍的監(jiān)控場所。
2009年景陽開始啟動(dòng)高清機(jī)芯的開發(fā),采用自主研發(fā)的圖像3A(自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)聚焦)軟件算法,不僅可實(shí)現(xiàn)高清圖像輸出、優(yōu)異的夜視效果,同時(shí)實(shí)現(xiàn)變倍、聚焦的精確控制。2010年成功推出的130萬CCD一體化機(jī)芯憑借著優(yōu)異的圖像效果、高效的聚焦性能、工業(yè)級的可靠性成為了行業(yè)自制機(jī)芯的標(biāo)桿,打破了由少數(shù)國際廠家壟斷的局面,為行業(yè)高清發(fā)展開創(chuàng)了新局面。景陽不斷積累自主機(jī)芯開發(fā)經(jīng)驗(yàn),并改善聚焦算法及優(yōu)化圖像效果,如今景陽高清一體化機(jī)芯已涵蓋130萬、200萬像素的全系列產(chǎn)品,而最新推出的SNCMD8100DN/Z22 200萬像素22倍高清網(wǎng)絡(luò)一體化機(jī)芯在推出伊始便受到行業(yè)廣泛關(guān)注。
高清一體化機(jī)芯是集圖像處理算法技術(shù)(3A)、鏡頭控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)品。近年來隨著國內(nèi)機(jī)芯廠家在聚焦算法的不斷創(chuàng)新,在聚焦及圖像效果方面已漸漸縮小與國外機(jī)芯廠家的差距,特定場景下的攝像機(jī)聚焦及圖像處理技術(shù)甚至已超越日系及韓系機(jī)芯廠家。自動(dòng)聚焦算法可以說是高清一體化機(jī)芯的核心技術(shù),相對標(biāo)清機(jī)芯,高清機(jī)芯對聚焦算法的要求較高。自動(dòng)聚焦不僅需要速度快,還需要穩(wěn)定。特別在低照環(huán)境及點(diǎn)光源的環(huán)境下,優(yōu)異的自動(dòng)聚焦技術(shù)更能體現(xiàn)。景陽憑借4年多的高清機(jī)芯聚焦算法經(jīng)驗(yàn)積累,并結(jié)合客戶需求及現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗(yàn),已徹底解決低照環(huán)境及點(diǎn)光源環(huán)境下的聚焦問題,從而可應(yīng)用于各種復(fù)雜的光線環(huán)境。
此外,市場上高清一體化機(jī)芯一般具有背光補(bǔ)償、隱私遮擋、防抖動(dòng)、鏡像等功能,景陽高清一體化機(jī)芯在標(biāo)準(zhǔn)功能的基礎(chǔ)上,不斷創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了寬動(dòng)態(tài)、強(qiáng)光抑制、透霧等多種實(shí)用的特色功能。
優(yōu)異的畫質(zhì)、精確的變倍聚焦。SNCMD8100DN/Z22采用專業(yè)的22倍一體化光學(xué)變焦鏡頭,高品質(zhì)的CMOS 傳感器,自主的3A算法和優(yōu)異的2D/3D降噪技術(shù),在實(shí)現(xiàn)畫面精確聚焦的同時(shí),保證畫面通透干凈、色彩還原逼真。
以下是SN-CMD8100DN/Z22的實(shí)際應(yīng)用效果圖:
白天高清視覺,夜晚低照度效果出色
基于200萬22倍高清機(jī)芯的3D定位效果圖
寬動(dòng)態(tài)功能。SN-CMD8100DN/Z22增加了寬動(dòng)態(tài)功能,在前景、背景光線反差較大的應(yīng)用場景下,可使前后背景圖像清晰,色彩還原真實(shí)。下圖為寬動(dòng)態(tài)開啟和關(guān)閉的對比圖。
透霧功能。SN-CMD8100DN/Z22增加了透霧能力,在霧霾、大霧天、雨天等能見度較差的天氣下,機(jī)芯圖像清晰通透。下圖為透霧關(guān)閉和打開的對比圖:
強(qiáng)光抑制功能。為了應(yīng)對實(shí)際的應(yīng)用要求,SN-CMD8100DN/Z22內(nèi)置了強(qiáng)光抑制功能,在道路監(jiān)控環(huán)境中,可抑制亮光區(qū)域,提升較暗區(qū)域,從而使車牌看得更清楚。
近幾年,隨著高清圖像處理技術(shù)的進(jìn)步,國內(nèi)掌握自主圖像處理技術(shù)的監(jiān)控廠商通過調(diào)整圖像處理芯片參數(shù),來提升輸出圖像的色彩還原度、清晰度;融入了3D降噪技術(shù),提升夜間監(jiān)控效果。再者,由于可見光與紅外光的波長不同,在有可見光的場景下,球機(jī)容易出現(xiàn)虛焦的問題。目前一些主流的廠商是通過聚焦算法優(yōu)化,智能判斷圖像中亮暗區(qū)域,可做到一次性聚準(zhǔn),不會(huì)重復(fù)聚焦,改善聚焦難問題。另外,通過智能運(yùn)動(dòng)聚焦算法,優(yōu)化對運(yùn)動(dòng)物體聚焦算法,聚焦速度更快速,聚焦精度更準(zhǔn)確。廠家將這些技術(shù)應(yīng)用到各自研發(fā)的機(jī)芯中,而隨著各廠商自研機(jī)芯的技術(shù)突破,部分國產(chǎn)機(jī)芯在低照度、透霧、遠(yuǎn)焦等特性上已經(jīng)追上或者超越了主流進(jìn)口機(jī)芯。
保千里以安防起家,目前是全球擁有夜視智能球形攝像機(jī)核心技術(shù)最全面的四家企業(yè)之一 。迄今為止,已開發(fā)的產(chǎn)品有安防市場的小型高倍數(shù)變焦非球面鏡頭; 智能球形攝像機(jī)機(jī)芯; 一體化攝像機(jī);智能球形攝像機(jī);監(jiān)視器及液晶拼接電視墻等。其中,就機(jī)芯而言,關(guān)鍵的技術(shù)在鏡頭、自動(dòng)對焦、成像器件三方面,保千里是國內(nèi)率先從主控板、鏡頭、光學(xué)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)完全自主完成的企業(yè)。
從機(jī)能角度看,保千里高清一體機(jī)機(jī)芯在靈敏度、圖像分辨率、降噪點(diǎn)、低照度等方面都日益精進(jìn),功能更強(qiáng)大,體積上也越發(fā)精細(xì),小而靈敏。這里就以保千里TC-P/eF89-270D 27倍光學(xué)變焦球機(jī)機(jī)芯為例,詳解其各項(xiàng)優(yōu)勢性能。
TC-P/eF89-270D采用最先進(jìn)的光學(xué)技術(shù),該光學(xué)技術(shù)特點(diǎn):大量采用了高折射率低色散材料和多枚非球面鏡片,有效抑制高級球差色差,并確保中心和周邊軸向和法向同時(shí)擁有高解像度和高對比度視場角60度-2.7度。
超寬白平衡:讓真實(shí)色彩更加清晰呈現(xiàn)出來。
隱私遮蔽:整個(gè)監(jiān)控區(qū)域不讓他人看見,保護(hù)個(gè)人隱私,有馬賽克,色塊疊加,用戶可自定義設(shè)置。
強(qiáng)光抑制:有效抑制強(qiáng)光點(diǎn)直接照射造成的光暈偏大,視頻圖像模糊,能自動(dòng)分辨強(qiáng)光點(diǎn),并對強(qiáng)光點(diǎn)附近區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)償以獲得更清晰的圖像。
數(shù)字降噪:采用DNR,用數(shù)字處理降低混雜在視頻信號(hào)中的雜質(zhì)以此來提高圖像的清晰度和質(zhì)量。噪點(diǎn)一般產(chǎn)生于低照度的攝像環(huán)境??臻g基礎(chǔ)的降噪功能(2D-NR),時(shí)間基礎(chǔ)的降噪功能 (3DNR)。
低照度:在較低光照度的條件下仍然可以攝取清晰圖像。
連續(xù)跟蹤自動(dòng)對焦:當(dāng)物體移動(dòng)時(shí),自動(dòng)對焦系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)根據(jù)焦點(diǎn)的變化驅(qū)動(dòng)鏡頭調(diào)節(jié),從而使物體一直保持清晰狀態(tài)。
自動(dòng)光圈控制:將光圈選擇開關(guān)置放到自動(dòng)(auto)位置上,光圈遍進(jìn)入到自動(dòng)控制狀態(tài)。只要將球球機(jī)、一體機(jī)對準(zhǔn)監(jiān)控物體,鏡頭的光圈就會(huì)調(diào)整到最佳位置,輸出標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)。精細(xì)的圖像亮度控制,請看下圖水泥地面,綠樹,即使在夏天中午強(qiáng)烈陽光,大面積水泥地面的場景,圖像也不會(huì)過曝,發(fā)白。
目前安防市場高清機(jī)芯競爭激烈,產(chǎn)品種類繁多,全高清一體機(jī)機(jī)芯在國外幾家優(yōu)秀企業(yè)的產(chǎn)品帶領(lǐng)下,國內(nèi)也有些企業(yè)推出類似的機(jī)芯,但優(yōu)勢依然掌握在國外企業(yè)中。傲得華視為了能在國內(nèi)脫穎而出,推出最新的全高清一體機(jī)機(jī)芯ATM220,此產(chǎn)品可與國外優(yōu)秀產(chǎn)品媲美,甚至在一些功能上更優(yōu)越于其他產(chǎn)品。
AT-M220的傳感器采用1/2.8松下MOS傳感器,搭配傲得華視自主產(chǎn)權(quán)的ISP視頻信號(hào)處理芯片和20倍全高清變焦鏡頭,可選擇輸出HD-SDI、YUV、LVDS以及IP等視頻輸出信號(hào),最高輸出1080P30全高清視頻流。AT-M220傳感器最大的優(yōu)越性是其超強(qiáng)的低照度效果,最低感光度可達(dá)到毫級Lux感光度。電子快門最高可達(dá)1/32000,且具備自動(dòng)的慢快門功能,可滿足高亮度和低照度不同環(huán)境的快門控制曝光。傳感器增益可達(dá)60dB,極大程度的滿足低照度畫面亮度增強(qiáng)的效果。在清晰度上可最高達(dá)到水平1200TVL,垂直1100TVL。
AT-M220的核心優(yōu)勢在于采用傲得華視自主產(chǎn)權(quán)的ISP,通過植入自主的3A技術(shù)和應(yīng)用功能技術(shù),在具備了數(shù)字變倍,畫中畫,自動(dòng)透霧,強(qiáng)光抑制,防抖,移動(dòng)偵測, 拍照和錄視頻等強(qiáng)大獨(dú)特功能,加上已具備的各種常用的攝像機(jī)功能,可謂是一款功能超級強(qiáng)大,多用途,可廣泛應(yīng)用的全高清一體機(jī)機(jī)芯。
AT-M220自主的3A技術(shù)是產(chǎn)品的亮點(diǎn),特別是在自動(dòng)聚焦方面在速度上,穩(wěn)定度上都在同行業(yè)中具有優(yōu)越性,自動(dòng)曝光上在滿足各種環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)曝光的基礎(chǔ)上,著重針對低照度環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化增強(qiáng),滿足各種行業(yè)及各種環(huán)境的要求,色彩還原非常真實(shí),飽和度適當(dāng),低照度環(huán)境也能最大限地還原真實(shí)顏色。
該機(jī)芯搭載的20倍的光學(xué)變倍和16倍的數(shù)字變倍,最大320倍的變倍功能,可基本滿足所有應(yīng)用的倍率要求;具備寬動(dòng)態(tài),背光補(bǔ)償,透霧,強(qiáng)光抑制等功能,可滿足特殊環(huán)境要求的各種應(yīng)用。具備移動(dòng)偵測功能,并可產(chǎn)生報(bào)警效果,可應(yīng)用與倉庫、銀行、廠房等監(jiān)控要求較嚴(yán)格場景;具備拍照,錄視頻功能,并能自動(dòng)保存圖片和視頻于SD卡中,在協(xié)助防抖功能,真正做到DV使用功能效果。具備中文和英文的OSD菜單設(shè)置功能,和采用標(biāo)準(zhǔn)的VISCA通信協(xié)議,通過RS232C控制操作,可擴(kuò)展的延生開發(fā)接口。產(chǎn)品根據(jù)視頻輸出信號(hào)進(jìn)行定型,視頻輸出信號(hào)包括IP,HD-SDI,YUV,LVDS等目前市面廣泛使用的信號(hào)功能。
另外,AT-M220還具備Gamma設(shè)置、色調(diào)調(diào)整、鏡像、隱私遮擋、時(shí)間顯示設(shè)置等功能,極大限度的滿足各類安防市場的要求。
AT-M220是一款媲美日本優(yōu)秀產(chǎn)品,技術(shù)水平領(lǐng)先國內(nèi)的全高清全能一體機(jī)機(jī)芯產(chǎn)品。在其先進(jìn)技術(shù)的背后有著傲得華視深厚的技術(shù)底蘊(yùn)。2011年,傲得華視董事長張先吉主導(dǎo)研發(fā),帶領(lǐng)核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)出PE0003、PE2203、PE3024系列機(jī)芯,奠定了傲得華視機(jī)芯產(chǎn)品保持國際領(lǐng)先水平的基礎(chǔ)。2013年年初,張董事長再次主導(dǎo)研發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)且具備國際一流影像處理的ISP AT300S,年底,公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)在張董事長帶領(lǐng)下采用自主的ISP,結(jié)合自主影像技術(shù),組織開發(fā)出增強(qiáng)智能化的AT-M200和AT-M220系列產(chǎn)品。未來公司產(chǎn)品將不斷改進(jìn)推陳出新,傲得華視必將傲視全球。