【安防知識網】Chapter A 鏡頭：高解像力、高對比度

　　CCTV鏡頭作為整個監(jiān)視系統(tǒng)的最前端，與攝像機的配合是取得高畫質的關鍵，其重要性不言而喻。前兩年，鏡頭產品中非球面技術和紅外對應技術的應用，在提高畫面的清晰度、對比度、亮度，以及消除可見光和紅外光的焦面偏移等方面，都立下了汗馬功勞。而在今年，很多鏡頭供應商，尤其是日本高端制造商不約而同的推出了適用于百萬像素攝像機的鏡頭，以及滿足不同市場需求的產品。

　　針對百萬像素攝像機配備的工業(yè)級鏡頭大量涌現(xiàn)

　　百萬像素攝像機的出現(xiàn)和增多，無疑能夠為用戶提供高質量的監(jiān)控畫面。但隨之而來的問題是，以往常規(guī)的鏡頭顯然無法滿足百萬像素攝像機對攝取畫面的需求。

　　“在工業(yè)自動化領域里高質量與高精度是必須保證的，騰龍作為傳統(tǒng)的鏡頭供應商特別開發(fā)了這些用于工業(yè)自動化設備的鏡頭。而針對安防監(jiān)控領域新近出現(xiàn)的百萬像素攝像機，我們也非常及時的推出了百萬像素級監(jiān)控鏡頭?！彬v龍光學(上海)有限公司特機營業(yè)部業(yè)務推進課GL華菲麗霞表示。

　　據了解，騰龍推出的這類鏡頭依靠高度的光學設計技術，實現(xiàn)了從畫面中心一直到周邊都保持高解像力、高對比度。特別是畫面周邊部分的畫質達到了原有鏡頭解像力的兩倍。由于采用了非球面鏡片和特殊異常分散玻璃，實現(xiàn)了在控制諸像差、追求高畫質化基礎之上的緊密設計。同時，為了減少鬼影、閃光的出現(xiàn)，還采用了獨特的多層鍍膜技術。

　　上海聚勵電子科技有限公司馬佳慶表示，“日本圖麗最新推出了兩款手動光圈的三百萬像素鏡頭，其中一款是具有W185°水平視場角的魚眼鏡頭;另一款則是具有紅外對應功能的鏡頭。在給用戶帶來更清晰的視覺享受的同時，更能夠滿足不同應用場所的需求?！?/P>

　　超大視角鏡頭用武之地日漸增多

　　在車站月臺、出入口、廣場、車廂等一些場所，監(jiān)控畫面需要覆蓋到較大范圍的場景，這時借助超大視角鏡頭則比安裝快球攝像機更節(jié)約成本，同時也可以起到更好的隱蔽效果。

　　據筆者了解，富士能研發(fā)出一款用于五百萬像素CCD攝像機的超廣角185°全方位鏡頭，而且這款鏡頭從中心到周圍都保持高清晰度的畫質。為了顯示均等的畫像采用了最適合f8(Theta)光學設計方式，并通過畫像軟件令高畫質更容易顯示出來。這種鏡頭用在地鐵的出入口和商業(yè)街的拱頂上可實現(xiàn)無死角且效率高的監(jiān)視監(jiān)控功能。

　　而最近CBC推出了兩款適用于百萬像素攝像機的廣角鏡頭，不通過軟件處理即可在畫面中心以及邊緣處同時提供超低變形率，其成像效果相當突出(截至發(fā)稿時，這兩款產品還沒有正式上市)。騰龍則在追求對應百萬像素高畫質化的同時，覆蓋了使用頻度最高的焦距3.0-8mm的范圍。特別是在廣角端3mm(視角：92.5度)時，只要將此鏡頭設置在房間一角就可以監(jiān)控到整個屋內的情況。

　　滿足不同需求的個性化鏡頭

　　富士能香港有限公司北京代表處主任西崗俊一介紹道，“近年來，隨著百萬像素晝夜兩用型CCD攝像機的上市，以清晰、鮮明的高質量圖像實施24小時晝夜監(jiān)控，以高質量的圖像監(jiān)控和識別更遠距離的影像等市場需求越來越多。而作為監(jiān)控攝像機用變焦鏡頭家族的新成員，富士膠片集團的FUJINON株式會社迎合這一市場需求而開發(fā)出應對百萬像素的32X(10～320mm)高倍率變焦鏡頭。此款鏡頭實現(xiàn)了光學32X的高倍變焦和行業(yè)最高水準的高質量圖像，可在港灣、機場等遠程監(jiān)控，以及水壩、河流等災害防控中發(fā)揮威力?！?/P>

　　據上海聚勵公司的馬佳慶介紹，圖麗推出的最新一款鏡頭光圈能夠達到F/0.98，比F/1.0光圈更大(針對該產品標稱的光圈值，其實際使用效果還有待市場檢驗)。另外，還有領先的帶紅外對應自動聚焦的電動變焦鏡頭，它將自動聚焦技術(AF)、紅外對應技術(IR)融合在電動變焦鏡頭中，同時采用的SD超低色散鏡片和多層復合鍍膜，能為用戶忠實的還原影像。

　　Chapter B 槍式攝像機：高清

　　模擬攝像機發(fā)展到今天，已經取得了巨大的成就。從黑白到彩色，從普通槍機到一體機，寬動態(tài)、低照度、分辨率、信噪比等技術指標迅速提升，然而其基本原理基本沒有改變。由于攝像機的核心部件基本掌握在國外幾個知名廠家手中，方案的選擇及性能指標趨于一致，因此從2007年的發(fā)展來看，搶式攝像機基本擁有寬動態(tài)、低照度、背光補償等前幾年市場上普遍受關注的焦點技術之外，目前提到最多的熱點詞匯就是高清晰。

　　高清攝像機熱潮

　　廣州瀚祺電子科技有限公司技術總監(jiān)占爭榮介紹道，圖像質量一直是廠家和用戶追求的目標，高清晰度是攝像機生產廠家角逐的焦點。作為三星光電子的中國總代理，最近推出了一款彩色最高清晰度為560線的超高清晰槍式攝像機，黑白模式能夠達到700線(標稱如此之高的分辨率，市場上鮮有此類產品，實際的市場反應有待觀察)。

　　據了解，該款攝像機還擁有第四代DSP圖像引擎SV IV，采用超高精度影像分析技術和三維減噪技術(SSNRII)，使攝像機在任何時間、任何地點均可捕獲最佳質量的運動影像。

　　[nextpage]霍尼韋爾在高清晰攝像機領域則推出了彩色550線高分辨率日夜轉換攝像機，據悉這款設備具有大于550線的水平分辨率，確保捕捉圖像細節(jié)，同時采用獨特的BMB強光抑制技術，對強光進行虛擬遮蔽，使得光圈打開，由此圖像變得更明亮清晰。

　　讓筆者感到有趣的是，傳統(tǒng)模擬監(jiān)控攝像機的主要廠家——索尼和松下推出的最高分辨率攝像機均是540線。不過，索尼在其半球攝像機系列中運用了球狀萬向關節(jié)裝置，方便了安裝調試過程;松下則在一款防暴半球攝像機中，運用了自動后焦調整功能和除濕裝置。從這些細微之處，也可以看到國際大廠在產品性能達到一定高度的時候，更多追求的是一種人性化的元素和貼心服務。

　　全景攝像機滿足特殊需求

　　在前面的鏡頭章節(jié)中，提到了廣角鏡頭的應用逐步增多。而市場嗅覺靈敏的攝像機廠家也開始推出全景攝像機。全景攝像機與快球攝像機的概念不同，它是一部不需要轉動監(jiān)控視角便可實現(xiàn)360度全方位觀察，而且全景觀察圖像可即時展現(xiàn)在一個監(jiān)視器上。

　　霍尼韋爾新推的全景攝像機可以為用戶提供180°和360°水平視角的監(jiān)控畫面，并通過仰角功能提供充足的垂直視角范圍。值得關注的是，該設備與普通攝像機完全兼容，可以與普通監(jiān)視器直接連接，僅通過視頻疊加器便可實時顯示視頻圖像。而亞安即將要上市的一款360°電子云臺攝像機則配備了180°視場角的廣角鏡頭，而用戶可以提取全景畫面的局部圖像進行組合放大顯示，其操作方法和效果則和傳統(tǒng)云臺完全相同。需要注意的是，顯示全景畫面時其圖像邊緣還是有明顯變形的。

　　Chapter C 紅外攝像機：更清晰、更遠

　　制冷型熱紅外成像攝像機嶄露頭角

　　遠紅外熱成像攝像機是一種能將物體的紅外輻射轉化為人眼可見圖像的儀器，它不需要可見光成像，屬于紅外光學領域的高端產品。具有溫度靈敏度高、熱圖形象直觀、測溫范圍廣、不干擾被測目標、使用安全輕便等優(yōu)點。作為預知性維護和狀態(tài)監(jiān)測領域先進有效的手段之一，它所帶來的經濟效益也日趨顯著，從而被越來越多的人們所重視。

　　中電科技集團紅外工程技術有限公司代理的美國FLIR產品系列中，介紹了一款熱紅外成像攝像機家族的一名貴族——制冷型熱紅外成像攝像機。中電綜合業(yè)務部主管孫劍介紹道，“該產品是探測遠距離目標的紅外熱成像監(jiān)視系統(tǒng)，提供第三代長波制冷型QWIP(Quantum Well Infrared Photondetector)量子阱紅外光電探測器，探測距離超過10公里。采用這種探測器的熱像儀，觀察和探測潛在威脅的距離比非制冷探測器更遠。而且采用320×240和640×480像素長波、窄波段的焦平面探測器。在炎熱和寒冷的天氣下具有很高的熱靈敏度，確保系統(tǒng)能夠抵抗現(xiàn)有的激光攻擊性武器，能夠在最黑暗的夜間，穿過煙/塵等顆粒進行遠距離的探測并提供非常好的紅外圖像?！睋私猓@種產品還可以安裝在水平/俯仰機械裝置上，與雷達系統(tǒng)連接。若雷達探測到目標，該熱像儀便會按正確的方向自動轉動，這樣能立刻看到在雷達顯示屏上顯示所發(fā)生的情況。

　　由于這類產品技術含量很高，其驚人的價位限制了在市場普遍推廣的可能性。不過，針對一些軍隊、安全等機要單位的特殊需求，它還是不二之選。而非制冷型熱紅外成像攝像機的技術門檻相對略低，可以提供該類產品的廠家較多，比如說像浙江大立等，在這里也就不復述了。

　　主動紅外攝像機融合激光、網絡等多種技術

　　熱紅外成像攝像機的強勢登場，帶給傳統(tǒng)的主動紅外攝像機廠家們不小的壓力。然而，主動紅外攝像機市場依然熱鬧非凡。那我們也去看看這類產品又有何新的動向。

　　據了解，常州市明景電子有限公司針對200米左右的監(jiān)控距離，最新推出了一款激光一體化智能高速云臺攝像機，其特有的激光攝像機可穿透普通攝像機難以克服的障礙，如森林或偽裝網等，同時功耗小、不易發(fā)熱的特點也使其擁有較長的壽命。而上海肯通電子有限公司管理部副總陸峰在介紹產品時說道，“針對軍事、油田、監(jiān)獄、港口、機場、邊防等大范圍監(jiān)控環(huán)境的夜間遠距離監(jiān)控需求，最新推出一款400米紅外攝像機。它的最大特色就是運用了紅外線激光半導體，與紅外線LED配合使用發(fā)揮紅外線投射的功效。同時，裝配了10～300mm的電動變焦鏡頭，使攝像機輕松獲取遠距離物體的畫面?！睋私?，這款設備還可以選購IP網絡功能。說到IP網絡功能，一些傳統(tǒng)老牌紅外攝像機廠家也開始推出網絡紅外攝像機，使紅外攝像機也能在網絡上馳騁遨游，這也是網絡化浪潮帶給安防監(jiān)控行業(yè)的一次變革。

　　Chapter D 球型攝像機：智能與網絡化

　　快速球型攝像機，模擬監(jiān)控市場中的絕對寵兒。在媒體的廣告中，它也是出鏡率很高的一位成員。發(fā)展至今，該類產品的功能性已經達到一個極致，各家產品也都包含了常規(guī)功能，那么它還能往哪些方面前進呢?

　　智能跟蹤技術的完善

　　松下電器(中國)有限公司推出的一款快球新品中，已經具備了第二代智能自動跟蹤技術。據了解，這種快球通過模板匹配算法，確定要跟蹤的目標，從兩個相鄰幀中檢測出移動軌跡。并且，目標的特性能夠被當作一種模板記憶下來，在周圍環(huán)境中對模板進行比較, 攝像機能精確地找出有相同模板特性的目標, 然后進行跟蹤。同時，也可以通過操作員的控制鍵盤來鎖定要實施跟蹤的目標。此外，由該機組成的監(jiān)控系統(tǒng)還擁有監(jiān)控接力功能。即當移動目標離開某一個攝像機的監(jiān)控范圍后，相鄰的快球會繼續(xù)跟蹤該目標，形成一種接力，始終鎖定跟蹤目標。

　　而亞安即將上市的一款360°自動跟蹤全景攝像機中，則能夠提供手觸選擇目標跟蹤、隨機自動跟蹤、逐個自動輪巡跟蹤三種跟蹤方式，配以3D觸摸屏功能，實現(xiàn)所有功能都可以通過觸摸屏點擊操作。可見，快球攝像機在智能化監(jiān)控的方向上，已經開始加快前進的步伐。

　　小型化、網絡化發(fā)展

　　領域安防系統(tǒng)設備有限公司安防事業(yè)部總經理張國春在接受采訪時表示，在一些諸如零售業(yè)、室內ATM機、電梯口、診所等非高端應用場所，小型快球攝像機有著獨特的優(yōu)勢。比如說展示的一款閉路監(jiān)控專用小型智能高速球，別看它只有4寸大小，但是具備了22倍光學變焦能力，這在同類產品中是具備了很高性能的。在運行中的噪音非常低，另外還運用了電機矢量驅動技術和步進微電機控制技術，確保云臺的穩(wěn)定運轉。另據了解，廠家還在研發(fā)這款小型快球的遠程網絡功能，相信能為用戶帶來更多的驚喜。

　　[nextpage]說到網絡化功能在快球中的應用，的確是近幾年的一股熱潮。我們也參觀了眾多廠家的網絡化快球產品。就拿深圳市宏天威視電子有限公司來說，推出了有線網絡高速球和無線網絡高速球?？偨浝黻愑罱榻B道，這兩款產品分別采用了10/100M以太網技術和Intel(R)Pro/Wireless 2200/29 15Network Driver技術，支持常規(guī)的TCP/IP、UDP、HTTP等網絡協(xié)議，用戶的運程管理和控制需求得以滿足。而采用的MPEG-4壓縮格式，也能擁有不錯的畫質。

　　完善細節(jié)、體貼關懷

　　在安防施工環(huán)節(jié)中，一些細微的小節(jié)往往成為系統(tǒng)能否得到上佳效果的隱患。而排除這些瑕疵，則是企業(yè)獲得成功的秘訣。Pelco的室內高速球攝像機中內置了UTP(非屏蔽雙絞線)，用作同軸電纜的替代品，UTP經濟、實惠，解決了從短距離到中長距離線纜敷設問題。據了解，無源UTP系統(tǒng)視頻傳輸可達228米，有源UTP系統(tǒng)視頻傳輸可達1219米。同時，在UTP產品中還采用了自適應技術，可以測量輸入信號，調整低、中和高頻分量，補償并校正信號在長線纜上傳輸所產生的損耗。另外Pelco還提出了高速球中的防抖動技術和無風扇設計理念，體現(xiàn)出大廠領先的技術優(yōu)勢。

　　Chapter E 矩陣：網絡化

　　穩(wěn)定壓倒一切

　　相信在監(jiān)控系統(tǒng)中最尷尬的一幕就是切換設備宕機，這意味著將無法調用、監(jiān)看前端攝像機的畫面，當突發(fā)事件降臨時會使自己的客戶蒙受難以預料的損失。因此，矩陣切換系統(tǒng)一定要具備冗余功能、高穩(wěn)定性和高安全性，尤其是對大型視頻矩陣系統(tǒng)來說，穩(wěn)定壓倒一切。

　　泰科消防保安(天津)有限公司技術支持工程師姜濤介紹道，從帶有單一MegaPower CPU模塊的MegaPower 1024系統(tǒng)開始，MegaPower 3200通過增加模塊以獲得更加完善的硬件保護。其獨具的雙CPU模式在提供冗余MegaPower CPU后備保護的同時，為用戶提供了錯誤保護和熱切換保護功能，以保證系統(tǒng)工作不間斷。

　　從廠家了解到，無源切換功能的創(chuàng)新點是兩個相互獨立的CPU模塊之間通過電纜連接，可以輕易切換CPU以及視頻輸入和視頻輸出模塊，而不用插拔系統(tǒng)線纜。雖然是小小的改變，卻能夠帶來更強的保證。

　　網絡化技術在矩陣中的應用

　　網絡化技術已經在矩陣產品中開始運用，比如泰科的產品與網絡系統(tǒng)無縫連接，可完成基于PC的配置、固件升級、活動登錄、快照、時間同步和電子郵件文字信息功能。同時，可以把用戶控制、報警和配置變化等活動日志和報告發(fā)送到網絡中的任何P C上。

　　松下的新品之一——中大型規(guī)模矩陣系統(tǒng)SX650EX，在進行系統(tǒng)擴展后，配備中央處理器和網絡板，可通過網絡控制鍵盤遠程操作矩陣功能。而Pelco的9700大型視頻矩陣系統(tǒng)可以使用Pelco Net，通過TCP/IP網絡協(xié)議實現(xiàn)遠程查看和控制。

　　不過上述三家的情況還是屬于在模擬產品基礎上增加了網絡化功能。而目前已有廠家研發(fā)出了純網絡化矩陣。深圳市宙視達科技有限公司技術總監(jiān)王湘文介紹說，不少矩陣廠家推出了內嵌IP模塊的模擬矩陣，這個方案很大程度上解決了一些實際的工程問題。一方面證明了在網絡矩陣方面的需求趨勢，另一方面也顯現(xiàn)出純網絡矩陣實現(xiàn)的難度。而該公司目前推出的120路嵌入式數字網絡視頻矩陣，引入了網絡分組交換技術、新一代網格計算體系結構，采用了32位高性能圖像處理專用DSP和32位嵌入式控制芯片，并融合了1000G SATA II高速存儲方案等。同時配以相應的單機：由30個硬盤組成的、用于120路視頻30天存儲的低成本存儲矩陣;單由160個硬件串口組成的、用于5000多個云臺/解碼器或球機控制的控制矩陣;32進/32出的報警矩陣及32進/32出的音頻矩陣，組成一整套純嵌入式數字網絡視頻監(jiān)控解決方案。

　　這個解決方案把以往監(jiān)控中心的設備進行了重新規(guī)劃，存儲部分單獨進行設計，而控制前端攝像機、報警功能等其他的功能則分別由相應的矩陣單機實現(xiàn)。應該說是個創(chuàng)新的做法，但系統(tǒng)的穩(wěn)定性還有待進一步檢驗，畢竟市場有鐵的選購法則。

　　Chapter F 監(jiān)視器： 高清大畫面

　　更高分辨率的畫質享受

　　前端攝像機在追求高清晰畫面捕捉效果的同時，后端的監(jiān)視器也乘上了高清晰顯示的快車道。據了解，目前已有很多廠家在陸續(xù)推出高清晰監(jiān)視器。在CRT產品行列中，廣東響石數碼科技有限公司已經推出擁有170Hz 幀頻消除屏幕閃爍、85Hz逐行消除行間隔線等技術的逐行高清監(jiān)視器，其最大解析度可達1250線(PAL)。三星光電子推出的一款100 Hz逐行掃描CRT監(jiān)視器，同樣達到了1250電視線的高分辨率。

　　LCD/DLP拼接墻監(jiān)視器

　　液晶拼接幕墻是近一時期內比較熱門的新技術產品。就拿響石的解決方案來說，據公司總經理周粵生介紹，它以FPGA陣列為硬件基礎，采用并行高速圖形處理技術，實現(xiàn)了多路高速視頻信號的統(tǒng)一處理，從根本上取代插卡式拼接控制器，解決了VGA信號輸入數量受到限制的問題。

　　據了解，液晶顯示技術由于使用背光燈管作為發(fā)光源，其邊緣一般較寬，40英寸普通液晶屏其邊柜寬度超過30mm，如果用于拼接，那么拼接縫隙至少達60mm，影響視覺效果。響石拼接幕墻采用DID液晶屏和響石獨有的專利拼接技術，其獨特的窄邊設計，使其邊緣只有不到10mm，用于拼接不影響視覺效果。而針對液晶拼接幕墻使用的液晶單元中液晶屏及驅動電路可能出現(xiàn)的離散性問題，該方案使用了自主研發(fā)的先進的幕墻系數(亮度、對比度、色度、白平衡)自動調校功能，從而保證了整幅拼接屏幕的色彩一致性和亮度的均勻性。

　　DLP(Digital Light Processing數字光處理技術)大屏顯示器在大型項目中也是?？?，近幾年收到了廣泛關注。與LCD背投的透射式成像不同，DLP為反射方式，這種技術要先把影像訊號經過數字處理后再投影出來，其投影顯示質量很好。目前國內主要生產該產品的廠家有廣東威創(chuàng)日新、九鼎集團、寧波GQY等，而國際知名品牌Barco(巴可)，也開始涉足國內的安防領域。

　　目前DLP的投影機主要有單片DMD機、雙片DMD機和三片DMD機。根據各自不同的特點，有著不同的應用。其中單片式主要應用在便攜式投影產品，雙片式應用于大型拼接顯示墻，而三片式主要應用于超高亮度投影機。但是，德州儀器公司目前是全球DMD芯片的惟一制造商，造成投影機的供給領域薄弱、核心部件供應量不足，價格昂貴，因此在一定程度上限制著這一產品的發(fā)展。