一體化攝像機

對於一體化攝像機，一直以來有幾種不同的理解，有指半球型一體機、快速球型一體機、結合雲台的一體化攝像機和鏡頭內建的一體機。 嚴格來說，快速球型攝像機、半球型攝像機與一般的一體機不是一個概念，但所用攝像機技術是一樣的，因而一般也會將其歸為一體化範疇。現在通常所說的一體化攝像機應專指鏡頭內建、可自動聚焦的一體化攝像機

基本介紹

• 中文名：一體化攝像機
• 歸屬：工業高清顯示第一品牌互補產品
• 互補產品：矩陣、錄像機、創新維拼接屏
• 套用領域：安防監控

概況信息

套用種類

一體化攝像機多用於政府項目、高檔次高層大樓，以及商場、學校、酒店、賓館大堂等，另外還有專門適合醫院手術室等對環境要求較高場所的防塵型以及低溫、電機無火花的防爆型產品。其他專業用一體化攝像機，如軍用、航空、極地、海底、生化環境用等，因為用途不同，相應具有不同的特殊功能，如防高壓、防腐蝕、防震動等。

一體化攝像機種類繁多，不一而足，市場主體可分為彩色高解型和日夜轉換型，以16、18、20、22倍變倍最多，其他6倍、10倍套用較少。總體來說，一體機的趨勢是照度越來越低，倍數越來越高。例如已有35倍長焦距鏡頭，黑白最低照度0.0005LUX。

性能指標

解析度：攝像機的解析度由CCD和鏡頭決定的。根據一體機採用的CCD及DSP方案的不同，主要有480/520/540TV線等多種。SonyCCD是常用的類型，Exview信噪比高於SuperHAD。

光學變焦：光學變焦倍率是衡量一體化攝像機空間成像範圍的重要指標。光學變焦倍率跟變焦鏡頭相關，一般有10X/18X/22X/27X/36X等倍率，如果加上電子放大功能，則可對約500米範圍內的目標進行有效監控。

自動聚焦：當前，限制國內一體機發展的瓶頸在於自動聚焦。聚焦速度和效果好壞，直接影響到用戶對監控現場圖像的抓取和錄像。好的產品，可以一次性準確聚焦；差的產品，在聚焦時會來回往復，需要3、4次才能定焦，或者聚焦不到“最清晰點”。自動聚焦這一技術，成為廠商急需要解決的技術難題。一些廠商為了避開這個障礙，只能在後端的電機控制部分、產品外殼上下功夫，加上一些OSD選單開發，用來設定攝像機的各種參數。更有圖省事的廠商，直接採用進口機芯做二次開發，圖像畫質上與國外產品無多大差別，AF效果卻無可比性。

AF性能：可從聚焦精準度、聚焦速度、定焦效果來評價。聚焦精準度是一個很重要的因素，自動聚焦的實現方式有模擬自動聚焦和數字自動聚焦兩種。模擬自動聚焦比較簡單，成本低，但控制沒有數字方式靈活，聚焦精準度及效果較差。數字自動聚焦一般採集視頻信號，計算能量邊緣運算元或者提取高頻分量，控制上很靈活並且算法上占優勢，聚焦精準度較好，包括高對比度場景和低照度場景的聚焦。聚焦速度來說，用於球機的機芯比一體化槍機的要求要高。就定焦效果來講，性能好的AF算法能夠迅速一次定焦，三次定焦的方式給用戶感覺是“圖像來回擺動”。

低照度：通常，最低照度由CCD的靈敏度決定的。採用1/4“彩色CCD可達到0.1Lux級別的照度，為達到更低照度，一般採用幀積累模式。另外，採用紅外陣列補光模組，也可達到更低照度，但這會使畫面失真程度較大，而使用自動濾光片切換能提高晚上圖像效果。

通訊接口：一般是RS232或RS485接口，有多種485通信協定。常用的品牌有有PELCO-P/D，松下，三星。然而與球機的接口協定就各不相同，協定的不同會帶來兼容性問題。

其他：除以上5類重要性能指標外，還有白平衡模式、數字放大開關、自動光圈/手動光圈、鏡像功能等性能指標。

優點介紹

安裝體積

一體化攝像機其技術從家用攝像機技術發展而來,傳統攝像機相比，一體機體積小巧、美觀，在安裝方面具有優勢，比較方便，其電源、視頻、控制信號均有直接插口，不似傳統攝像機有麻煩的連線。一體機成像系統（鏡頭）、CCD、DSP技術專利均被國際知名大廠所掌握，相對傳統攝像機來說，一體機質量可以得到較好的控制。同時，一體化攝像機監控範圍廣、性價比高。傳統攝像機定位系統不夠靈活，多需要手動對焦，而一體化攝像機最大的優點就是具有自動聚焦功能。

防水功能

良好的防水功能也是一體化攝像機的特色之一，一體化攝像機室外型都具有防水功能，而傳統攝像機需和雲台、防護罩配合使用才可以達到防水的功能。更有專門為水下作業開發出的潛水型一體化攝像機,例如套用在奧運場館游泳館的水下攝像機。

使用壽命

對於攝像機的使用壽命，部分廠商認為，一體化攝像機鏡頭密閉好，受外界環境影響比傳統攝像機要小，使用壽命更長；另外部分廠商認為，傳統攝像機鏡頭外接，攝像機本身不具備機械裝置，鏡頭壞後可以重新更換，不會影響到攝像機本身的攝像性能，而一體化攝像機鏡頭內建，在鏡頭伸縮過程中對機身有磨損，因而相比來說，一體機壽命要比傳統攝像機短；但共同的觀點是，一體化攝像機的使用壽命與廠家技術相關，無論一體機還是傳統槍機，使用壽命都受到攝像機本身元器件構造、製作工藝（如防水、防塵、防潮等性能）、安裝環境（如電壓、溫度、濕度等）的影響。通常來說，好的產品使用壽命是5-10年，實際上在5-10年以後肯定會有新的替代產品出現，因而只要不是技術太低劣的產品，使用壽命一般不會是很大的問題。

缺點介紹

價格過高

雖然一體機市場成長快速，但還不可能完全取代傳統槍機市場。首先在內地及小規模項目中廣泛套用的黑白攝像機市場，即使是一般的彩色攝像機也無法完全取代，一體機更是無法將其成本降到比黑白攝像機更低。在安防產業，仍以傳統攝像機為主流。理論上來說，套用於一體機的鏡頭減少了很多周邊設備，價格應該比普通鏡頭低，但是因為規模小、要求高，價格反而要高，欣遠盛總經理何淦表示，只有當一體機鏡頭價格降至與普通鏡頭一致時，才可能完全取代傳統彩色攝像機市場（特殊套用場合除外）。

協定不統一

一體機發展的技術瓶頸在於鏡頭供應商如何與攝像機廠商合作進行開發。鏡頭廠商與攝像機廠商間缺少共同的協定與標準，鏡頭廠商都是對攝像機廠商進行特供，鏡頭廠商為某一攝像機廠商生產的適用於一體機的鏡頭，拿到另外一家攝像機廠商的一體機上可能就不適用。 一體機套用規模不是很大，這樣進行特供的鏡頭數目勢必也不會很大，那么一體機專用鏡頭的價格也就居高不下，這也就導致一體化攝像機的成本居高不下，反過來又影響到市場的開發套用。從廠家利益來看，各廠家當然希望對各自的技術保密，但對整個產業的技術進展來說，有一個共同的協定和標準的平台，將對技術的發展起很大的促進作用。

套用場所

一體機除了在超低照度、寬動態方面很難做到和傳統攝像機一樣外，在很多特殊場所也還不能套用一體機。 一體化攝像機（含帶雲台的一體機）適合於圖像質量要求一般,監視範圍較小，項目投資較小的場合，室內/室外均可使用；半球型攝像機 適合於室內隱蔽安裝，圖像質量要求不高，以美觀、隱蔽安裝為主要目的的場合；智慧型球機 適合於室內/室外環境，更注重攝像設備的整體使用功能的方便性和美觀隱蔽安裝，圖像質量要求一般；其它異型攝像機（煙感、針孔、飛碟等）適合於室內環境有特殊安裝要求的地方。傳統攝像機有它自身的優勢，如傳統攝像機聚焦與變倍同步，可以跟蹤運動物體，可用於高速公路車輛跟蹤，而一體化攝像機是自動聚焦，當攝像機自動變倍時，聚焦需要經過一個調節時間，聚焦總比變倍要慢一拍，那么在監控高速運動物體時，倍數不斷變化，就不能做到精確定焦。理論上說，一體化攝像機技術較傳統攝像機高，傳統攝像機能做到的一體化攝像機都能做到，當一體化攝像機電機速度足夠快，聚焦速度與變倍速度時間差縮到足夠小時，也可以做到對運動物體的跟蹤監控。就技術來看，一體機進入市場時間不長，暫時還沒有很好的對快速運動物體跟蹤拍攝的產品出現。

煙感型

另外傳統攝像機可以實現超遠距離監控，如邊境、海岸線幾十公里的監控，這種監控鏡頭的倍數非常高，體積也非常大，如果這樣的鏡頭要內建，那么內建出的一體化攝像機可以稱之為“龐然大物”了。

優劣比較

對於一體化攝像機性能優劣的比較，廠商普遍認為應注重品牌與實際使用效果。衡量一體機的性能，要看其光學倍數、強光抑制功能、自動白平衡功能、信噪比等，但更重要的是要看其實際的效果，因為很多OEM品牌在性能參數上面看與國際品牌沒有很大的區別，但真正套用時的效果差距卻很大，只看參數不一定真實反應產品性能,這也是國內安防監控領域一個不好的現狀。

一體化攝像機

比較一體機優劣，從光學角度看，要注意其成像範圍、光線反應（色彩、清晰度）、鏡片組設計。 一體機的核心技術當集中在鏡頭的自動聚焦功能上，好的產品，可以一次性準確聚焦，而品質不好的產品，在聚焦時會來回往復，需要3、4次才能定焦，或者在聚焦範圍內某些特定的距離上不能完全聚焦。 比較一體機性能優劣，檔次相當的廠商在產品指標、參數上可能相差不大，也都開發出日夜轉換、低照度產品，變焦倍數也達到25、27倍，因而看產品好壞，還是要注重品牌，一般來說，品牌好的產品，其質量較有保證。

技術進展

安防用一體化攝像機技術是從家用攝像機技術發展出來，摒棄了家用攝像機的便攜裝置、顯示界面和存儲設備等附加功能，只保留其適合CCTV監控的攝像功能。一般的民用一體機電機壽命短，攝像時間過長時會自行停止，而安防用一體機一般要求24小時不停拍攝，對電機、攝像時間要求均比較高，單從攝像部分來看，當然其價格也比普通民用一體機要高，如果只講求成本低廉，會影響到安防系統的有效監控。

鏡頭

一體化攝像機的關鍵技術是鏡頭、CCD和DSP處理模組。鏡頭主要被日本廠商所掌握，如Canon、Camputar、Avenir等，在一體機領域提供OEM最多的是Canon鏡頭。從CCD（為攝像機優劣的關鍵元素）看，供應商以Sony為主，Sony產CCD又以民用為主流，Sony CCD分為Super HAD和Exview兩種類型，其中Exview普遍採用1/4寸尺寸，性噪比高於Super HAD；Panasonic和Samsung各自用自己的CCD生產一體機；其他柯達、富士主要開發專業用的CCD。在DSP處理晶片上，不同廠家各有特色，如Sony的DSP晶片在色彩還原度方面比較優秀，而Canon、Nikon的DSP在捕光模式和對焦上比較好。

機芯

中國產一體機都是用進口機芯，因此在圖像和畫質上與國外產品基本沒什麼差別，因而考量國內產品的技術要點就集中在產品的耐用性方面，因為國內產品在一體機的電機和傳動裝置上是自己研發，電機和傳動裝置的耐熱性直接影響到一體機的穩定性和耐用性。用於一體機的電機有同步電機和直流電機，同步電機溫升快，使用壽命相對要短，但直流電機成本太高，因而市場仍以同步電機為主。

發展趨勢

網路與自動跟蹤功能是發展方向

一體化攝像機技術發展方向可從幾個方面看：

成像技術——鏡頭倍數更高，拍攝距離更廣、更遠；

像素數更高——提高圖像清晰度；

實用性——開發商的思路、對市場的理解，決定其產品是否具有實用價值。

新加入一體化攝像機的技術有日夜自動轉換功能、圖像遮蓋效果、圖像翻滾、圖像報警（針對特定檢測區域的報警）、等等。

與普通攝像機一樣，一體化攝像機在數位化及網路功能上也有新的進展，主要是數位化處理技術，在一體機內部嵌入IP處理模組，具備網路功能；另外就是目標鎖定、自動跟蹤功能。理論上來說自動跟蹤功能可以很好地實現，可是實際套用中在多目標跟蹤時一體機只能自動選擇最大的目標進行鎖定。網路功能與自動跟蹤功能也是未來攝像機（包括一體化攝像機和普通攝像機）發展的方向。

一體化攝像機專指可自動聚焦、鏡頭內建的攝像機，其技術從家用攝像機技術發展而來，與傳統攝像機相比，一體化攝像機體積小巧、美觀，安裝、使用方便，監控範圍廣、性價比高，在成功套用於教育行業視頻展示台之後，正對安防產業監控系統形成新一輪的衝擊。