历史发展概况--摄像机

摄像机基本原理

    从第一代摄像机发展到现在，摄像机取得了巨大的发展，从黑白到彩色，从普通枪机到一体机，宽动态，低照度、分辨率、信噪比等技术指标迅速提升，然其基本原理基本没有改变，如下框图所示。

    摄像机主要由镜头、影像传感器（主要是CCD器件）、DSP等组成，被摄物体经过镜头聚焦至CCD上，CCD由多个X-Y纵横排列的像素点组成，每个像素都由一个光电二极管及相关电路组成，光电二极管将光线转变成电荷，收集到的电荷总量与光线强度成比例,所积累的电荷在相关电路的控制下，逐点移出，经滤波、放大，再经过DSP处理后形成视频信号输出。

    CCD是摄像机的核心器件，其性能高低将直接影响摄像机的品质，目前 CCD主要被索尼、松下、夏普等厂家垄断，DSP也基本掌握在国外知名厂家手中。

    CCD按色彩来分有黑白、彩色之分，按尺寸来分主要有1/4，1/3，1/2尺寸等规格，按分辨率有高解低解、工艺不同灵敏度高低不同等，价格也千差万别，不同CCD和DSP的组合，配合不同的镜头，形成我们市场上形式多样的产品。

    摄像机发展现状

    随着人民生活水平的提高及平安城市的推进，安防技术迅猛发展。作为整个视频监控的系统的前端产品，摄像机迎来来了前所未有的发展机遇。

    一体机及快球发展迅速，广义上说一体机是内嵌一体化摄像机镜头，并具有自动聚焦功能的摄像机，快球是一体机与云台的结合体，与传统摄像机相比，一体机体积小、监控范围广、性价比高，在安装方面具有优势，并且具有自动聚焦功能，可以快速准确地实现自动聚焦，免除了手动调焦的麻烦。高倍光学变焦是一体化摄像机的另一大亮点， FCB-EX1000 系列一体机已达到36倍光学变焦，以及12倍数字变焦能力。

    产品细分化多样化，早期摄像机以普通的枪机、球机、一体机为主，产品较单一，随着平安城市建设的推进，以及智能小区的管理、智能交通的建设，安防产品在各行业快速普及，应用的多样化，环境的千差万别，客户的需求多样化，单一的产品满足不了用户的需求。低照度、宽动态、感红外等技术被广泛应用，球机及一体机也向多样化发展，以适应不同客户的个性化需求。

    日夜型摄像机需求迅猛，为满足夜间监控以及一些特殊场所的监控的需求，日夜型摄像机应运而生，呈现快速发展。

    同质化竞争激烈，国内摄像机厂商经过多年积累，取得了巨大的发展，规模及技术水平不断提高，与国外产品差距不断缩小，但摄像机的核心部件基本掌握在国外知名厂家手中，方案的选择及性能指标趋于一致，在国内，摄像机品牌的优势并不明显。欧美日厂商一般定位在高端市场，在国内主要是低端产品为主，有关数据统计，在国内摄像机厂商超过300家，民营企业是中国大陆视频监控设备厂商的主体，约占了总数的2/3，与国外厂家相比，国内厂家整体规模偏小，技术创新不够，在底端市场同质化竞争激烈，高端产品基本被三星、索尼、松下、日立等国外厂家垄断，即使在各个指标差不多的情况下，国内外品牌价格也会有明显的差别。

        发展趋势

    由于摄像机的核心技术CCD及DSP技术基本掌握在国外厂家手中，这是不争的事实，因此要想在CCD及DSP技术上取得突破显然存在困难，随着国外知名厂家纷纷在国内设厂，我们的优势人力成本也在逐渐丧失，国内厂家要想在摄像机取得发展，除了降低成本，改善管理，无疑提高质量和服务提供个性化需求也是国内厂商必须考虑的问题。

    产品细分化更趋明显，从2006年发展来看，高清晰、宽动态、日夜彩转黑等功能摄像机发展迅速，特别是日夜型摄像机异常火爆，在这里我们把日夜型摄像机定义为能满足白天晚上监控需求的摄像机，包括低照度摄像机及红外摄像机，从其技术角度来说目前也有多种实现方式，红外摄像机是目前比较流行的一种解决方案，但其缺点也比较明显，发热量控制以及红外灯的寿命都是我们需要考虑的问题。三星的帧累积技术，对于静态物体表现良好。Sony的ExView CCD技术，成本较高，高端产品的首选，配合红外技术，低照度效果改善明显。另外有一种感红外摄像机，对滤光片进行特殊处理，实现白天彩色，晚上黑白，自动切换，提高晚上的灵敏度，也是目前发展的一种趋势。

    安防监控的数字化，网络化已是一种趋势，作为视频监控的前端产品摄像机无疑在这场变革中将扮演着重要角色，有关部门预测，网络摄像机将以每年不低于50%速度增长，作为网络摄像机的核心技术视频编码技术、网络技术、视频监控管理平台技术，国内都已发展较成熟，如海康威视，其核心编码技术H.264在业界处于领先的地位。从目前DVR及DVS发展来看，国内品牌的已基本取代国外品牌，这与传统摄像机没有核心技术有本质区别。虽然网络摄像机是一种趋势，但它的发展也并不是一蹴而就的，模拟摄像机与网络摄像机必然在很长一段时间内共同存在，因此网络摄像机与目前DVR、DVS系统兼容就显得格外重要，这需要一个开放的视频软件平台支撑，这也是目前制约网络摄像机发展的一个重要因素。作为国内最大的DVR、板卡厂商海康威视，顺应时代发展潮流，推出了摄像机专用的ＩＰ模块及IP型摄像机，其具有ＤＶＳ全部的功能，软件接口与海康威视的ＤＶＳ系列完全兼容，另外其体积比一张名片还小，可以内嵌至传统的模拟摄像机内，采用这样的IP 模块，可以很方便地快速安装、部署一个网络监控系统。

    智能化，随着安防监控的深入，规模的扩大，传统的监控显然很难适应日益膨胀的信息检索需求，智能监控发展必不可挡。日前国内一流的安防产品设备厂商，杭州海康威视公司与ObjectVideo及WPG System签订合作协议，海康威视将运用ObjectVideo全球领先的智能视频分析技术，开发出创新、下一世代的智能视频监控产品。

    摄像机作为前端产品，数字化、网络化成为一种趋势，其前端处理能力大大增强，如目前海康威视提供的IP模块，采用最新的Ｔｉ　Ｄａｖｉｎｃｉ技术，采用一颗高集成的ＡＲＭ＋ＤＳＰ架构的高速多媒体处理器芯片，使摄像机智能分析成为可能，另外摄像机作为视频监控的前端产品，采集的数据没有经过编码及传输，完整地保留了原始的数据信息，对信息量的损失最小，可以有效提高智能分析的准确性。

    结束语

    模拟摄像机作为摄像机的基础，在低照度、宽动态、分辨率等技术指标还将不断的提高，另外监控的数字化、网络化、智能化已是大势所趋，摄像机作为视频监控系统的重要组成部分，在未来的发展中，其数字化网络化的步伐也将会进一步加快。