隨著各個行業(yè)對視頻圖像要求的不斷提高，人們對圖像清晰度不高的工程已不再認(rèn)可。但是，去年以來，市場上新出現(xiàn)的高清攝像機(jī)讓工程商眼前一亮，讓他們看到了新希望。本文就高清晰度攝像機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵和注意事項作簡單的探討，和業(yè)界人士分享交流。
文/朱明初
市場需求
視頻安防監(jiān)控技術(shù)發(fā)展至今，隨著各個行業(yè)對圖像要求的不斷提高，人們對圖像清晰度不高的工程已不再認(rèn)可。而各地安全技術(shù)防范部門對工程的驗收中，無疑強(qiáng)調(diào)了視頻圖像必須能看清車輛牌照、車型特點(diǎn)色彩、人的臉部特征等感觀上的要求。而最新從2008年1月1日起實施的國家標(biāo)準(zhǔn)GB20815視頻安防監(jiān)控數(shù)字錄像設(shè)備中對圖像的監(jiān)視和回放分辨率的要求，其中A級產(chǎn)品：所有視（音）頻通道處于錄制狀態(tài)時單路監(jiān)視圖像水平分辨力應(yīng)≥400TVL。單路回放圖像的水平分辨力應(yīng)≥300TVL。這樣的標(biāo)準(zhǔn)將給系統(tǒng)提出了更高的要求。目前市場上新出現(xiàn)的高清晰度攝像機(jī)群使我們眼前一亮，像冉冉升起的一輪新月，照亮了這個行業(yè)的夜空，使我們工程商看到了新的希望。
關(guān)鍵技術(shù)與因素
目前在市場上銷售的高清晰攝像機(jī)主要水平分辨率標(biāo)稱500線、520線、530線、540線、550線等數(shù)種。其實有部分480TVL和540TVL攝像機(jī)的CCD是基本相同的，主要是視頻數(shù)字處理芯片（DSP）不同。有些廠商具有強(qiáng)大的研發(fā)能力，他們研發(fā)出15?16位（比特）的視頻數(shù)字處理芯片，比起市場上480TVL攝像機(jī)的SONY 10位（比特）芯片有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和更快的圖像處理速度。
由于芯片采用15?16位數(shù)據(jù)總線，內(nèi)建精密的邏輯處理電路，具有強(qiáng)大快速精確圖像處理能力，內(nèi)置像素增強(qiáng)單位，全面兼容市場上SONY、夏普、松下等CCD，可以使普通高清晰度CCD圖像采集達(dá)到540TLV以上的高清晰度，同時還具有超高速數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，能實行超寬的白平衡補(bǔ)償范圍和零色滾動。由于這些攝像機(jī)可以保證以540TVL以上的水平分辨率來傳遞彩色圖像，當(dāng)然比市場上采用SONY 10位（比特）芯片的480TVL攝像機(jī)更受歡迎。
高清晰攝像機(jī)主要是體現(xiàn)在畫面的清晰度上，要做到畫面的清晰度，不僅僅是一個水平分辨率達(dá)到540TVL就行了，必須在超寬動態(tài)、自動白平衡、圖像的銳利度調(diào)整、超級數(shù)字降噪（信噪比）、智能數(shù)字自動測光補(bǔ)償、亮度信號、彩色信號邊緣補(bǔ)正、損壞象素自動調(diào)整與恢復(fù)、色彩調(diào)整、寬動態(tài)范圍等指標(biāo)上有集中體現(xiàn)。只有達(dá)到這些綜合性的要求才能算得上是高清晰度攝像機(jī)。
單就分辨率來講，當(dāng)然540TVL比520TVL和480TVL來得更好。較高端的高清晰度攝像機(jī)必須要處理伽瑪修正問題，據(jù)相關(guān)資料顯示伽瑪修正是產(chǎn)生高質(zhì)量圖像的重要技術(shù)，多數(shù)CRT管只有1/0.45＝2.22的伽瑪曲線，而液晶顯示屏的伽瑪曲線只有1/0.3=3.33，由此可見一個高質(zhì)量的線性視頻信號送到CRT來顯示時，由于80％的流明被壓縮成只有30％的灰度等級而剩下較差的圖像。景物變得模糊和黑暗，和人眼看到的完全不同。為了克服CRT管這種天然的物理特性，視頻必須在送到CRT之前進(jìn)行伽瑪修正，在黑暗區(qū)域必須放大伽瑪曲線底線到0.45，而2.22x0.45＝1，此時才能在CRT屏幕上取得1：1的影像。由此可見，在伽瑪修正過程中，數(shù)字信號處理器必須提供大于2.22倍以上的信息。較好的伽瑪修正方法是使用12位的數(shù)字信號處理器，8位作為數(shù)字信號處理，4位用作修正，使其產(chǎn)生完美的圖像。當(dāng)然15?16位的芯片將更出色，而常規(guī)的攝像機(jī)只用10位數(shù)字處理芯片，只能提供12位的修正，結(jié)果黑暗區(qū)域的圖像將丟失部分灰度和色彩轉(zhuǎn)換信息。所以DSP芯片的處理能力和比特數(shù)也是我們在選擇和辨別高清晰度攝像機(jī)的重要指標(biāo)之一。
注意事項
安裝與調(diào)試
在日常的視頻安防工程中，高清攝像機(jī)和普通攝像機(jī)的安裝和調(diào)試方法基本相同，但必須要注意好鏡頭選配，因為鏡頭的質(zhì)量不好，或者選配不好，很大程度上會影響到畫面的清晰度，例如紅外夜視系統(tǒng)的攝像機(jī)最好選用紅外鏡頭，而1/3英寸CCD一般配用1/3英寸的鏡頭，1/2英寸CCD一般配用1/2英寸鏡頭，安裝調(diào)試時鏡頭的聚焦調(diào)試必須調(diào)好，特別是攝像機(jī)的后焦面要調(diào)準(zhǔn)，很多時候鏡頭的聚焦不清會引起圖像的模糊，達(dá)不到高清晰的要求。另外攝像機(jī)的防護(hù)罩也不能忽視，槍式防護(hù)罩的前端玻璃不能采用一般的平板玻璃，而必須采用較好的光學(xué)玻璃，一般的平板玻璃對圖像的解析力有非常厲害的消弱作用，選用球型罩殼更應(yīng)注意，球面的曲率必須過渡光滑，最好不要把鏡頭對準(zhǔn)球殼的上邊緣，此處光的折射力較大，甚至?xí)?yán)重影響圖像的清晰度。有一點(diǎn)很重要，就是不管哪種罩殼，最好罩殼內(nèi)的光越低越好，鏡頭至罩殼的距離越短越好，這樣能使鏡頭前的光污染減少到最低，有利于提高圖像的清晰度。
系統(tǒng)必須高清
高清晰度攝像機(jī)除了前端安裝和選材必須注意外，還必須有傳輸系統(tǒng)，中間系統(tǒng)和終端顯示系統(tǒng)的配合使用才能達(dá)到高清晰度的實際效果。
就傳輸系統(tǒng)而言，視頻圖像的傳送一般會選擇同軸電纜、雙絞線、UTP線（即網(wǎng)絡(luò)傳輸）、無線傳輸、光纜傳輸?shù)确绞?，不管采用哪種方式傳輸，必須使圖像從前端傳輸?shù)胶蠖说恼麄€系統(tǒng)中的各個環(huán)接的帶寬>6M，這樣才能保證圖像達(dá)到高清晰度的要求，并符合工程及技防檢測上的要求。一般情況下同軸電纜超過150米或200米時圖像質(zhì)量會明顯下降，這是由于同軸電纜自身的特性造成的，故必須采取各種措施保證其終端帶寬不小于6M，必要時要給予加視頻補(bǔ)償放大器來解決，一般的視頻放大器的作用不大。其補(bǔ)償?shù)闹笜?biāo)應(yīng)保證高頻補(bǔ)償量、幅頻特性、信噪比、共模抑制比、微分相位失真度、色度亮度延遲、色度寬度增益等都達(dá)到使相關(guān)線纜損耗或衰減造成的缺陷得到補(bǔ)償，從而保證進(jìn)入系統(tǒng)的圖像的高清晰度。
目前，由于銅纜的價格不斷上升，視頻圖像采用光纜傳送的成本不斷下降，在較長距離或多幅圖像的傳輸中，采用光纜傳送不失為一舉多得的方案被廣泛采用。由于光纜的帶寬大、衰減小、高抗干擾、體積小、保密性強(qiáng)等特點(diǎn)，可較好保證圖像傳送的各項指標(biāo)。當(dāng)采用其他方式傳送圖像時，也必須保證通道的帶寬。
高清晰度的圖像還必須要靠好的終端顯示設(shè)備來表現(xiàn)在人的視覺面前的，故最好選擇逐行掃描監(jiān)視器。因為在實際使用中隔行掃描監(jiān)視器的圖像閃爍嚴(yán)重，容易使人產(chǎn)生視覺疲勞。若監(jiān)視器的清晰度低則同樣達(dá)不到整體清晰度的要求。因為監(jiān)視器的清晰度時由監(jiān)視器、視頻通道的帶寬和顯像管的點(diǎn)距、會距所決定的。據(jù)資料顯示，其通道帶寬與清晰度之間的折算理論上限為1M/80線左右，若再考慮高清晰度時的視頻信號幅度下降因素，要達(dá)到顯示400線的視頻圖像，則監(jiān)視器清晰度指標(biāo)按經(jīng)驗應(yīng)采用600線以上的機(jī)器。
為配合高清晰度攝像機(jī)的使用，中間處理設(shè)備，包括矩陣、硬盤錄像機(jī)，視頻服務(wù)器、各種視頻編碼器等等都必須滿足帶寬和圖像壓縮的要求，才能使高清晰度攝像機(jī)充分發(fā)揮其內(nèi)在的作用。光靠使用高清晰度攝像機(jī)而忽視其他配套設(shè)備的選用是達(dá)不到真正目的的。
結(jié)語
相信隨著用戶對高清晰度攝像機(jī)的認(rèn)可，市場需求將進(jìn)一步擴(kuò)大。安防行業(yè)應(yīng)該充分利用這一高科技芯片帶給我們的又一次機(jī)遇，把視頻領(lǐng)域這一成果應(yīng)用到各個領(lǐng)域中去，讓整個社會都能分享這一成果帶給我們的福音。
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