一體化攝像機一般專指鏡頭內(nèi)嵌、可自動聚焦的攝像機，它與球形攝像機(球機)共用一個核心部件一體化攝像機機芯(簡稱一體機機芯)。相比普通攝像機，使用一體機機芯的攝像機監(jiān)控范圍廣，特別是球機，它能實現(xiàn)全方位更遠距離監(jiān)控。普通攝像機稍遠距離監(jiān)控只能達到“看得見”程度，而球機在這個距離可以表現(xiàn)到“看得清”，高清球機更是將這個效果表現(xiàn)到極致。
機芯為核心部件
一體機機芯主要由兩大部分構成：光學部分和軟硬件(自動聚焦板等)。光學部分是一體機機芯的成像系統(tǒng)，通常稱一體機鏡頭。一體機鏡頭是一體機機芯的核心部件，它直接影響一體機機芯的品質(zhì)。一體化攝像機機芯的研發(fā)和生產(chǎn)廠家基本上采用外購一體機鏡頭方式。
評判一體機鏡頭品質(zhì)的標準大致可以分為：光學性能、關鍵部件的穩(wěn)定性和一致性。光學性能主要參考各種光學倍數(shù)下鏡頭的解像力;其它還包括鬼影、紫邊、色散等問題嚴重性。關鍵部件主要包括：光圈、馬達和濾光片切換等部件。而根據(jù)一體機鏡頭的品質(zhì)大致可以分為三檔：日系鏡頭、臺灣鏡頭和國產(chǎn)鏡頭。日系鏡頭一般光學性能和穩(wěn)定性表現(xiàn)都不錯，但價格較高;臺灣鏡頭性價比相對較高，但光學性能特別是高倍解像力表現(xiàn)不足;而國內(nèi)廠家一體機鏡頭在穩(wěn)定性和一致性上表現(xiàn)不太理想。
另外，濾光片也是這個光學系統(tǒng)的一部分，但有時并不被攝像機研發(fā)公司所重視，品質(zhì)高的濾光片對圖像色彩和降低鏡頭光學上的不足有獨特作用。與光學系統(tǒng)相關的就是感光器件，由于一體機機芯應用的監(jiān)控環(huán)境通常需要全天侯監(jiān)控，因此對白天、晚上均有同樣的要求。要兼顧白天和晚上的效果，目前一般會選用CCD，而由于標清鏡頭光學上的孔徑只有1/4英寸，因此，標清一體機機芯一般都選取1/4英寸的SONY CCD(特別是低噪度表現(xiàn)優(yōu)越)。對于高清一體機機芯則需要根據(jù)鏡頭孔徑選取感光器件。一直以來，CMOS成像器件在速度與低噪度方面表現(xiàn)要遜于CCD，而最新的CMOS在低噪度方面則有很大提高。綜合性價比來看，CMOS在后端DSP處理和發(fā)熱方面也相對優(yōu)于CCD;因此，CMOS傳感器用于高清一體機機芯(特別是數(shù)字高清一體機機芯)將會越來越多。除光學系統(tǒng)外，軟硬件系統(tǒng)是一體機芯開發(fā)公司主要開發(fā)部分，其核心技術在于自動聚焦。
自動聚焦是優(yōu)勢
與普通攝像機相比，一體機機芯主要差異在于自動聚焦(Auto Focus)，這也是限制國內(nèi)一體機機芯發(fā)展的瓶頸。聚焦速度和效果的好壞，直接影響到用戶對監(jiān)控現(xiàn)場圖像的抓取和錄像。好的產(chǎn)品，可以一次性準確聚焦;反之，在聚焦時會來回往復，需要3、4次才能定焦，更有甚者聚焦不到“最清晰點”。
自動聚焦這一技術，成為廠商亟需解決的技術難題。目前自動聚焦的實現(xiàn)方式有主動式和被動式兩種，其中主動式自動聚焦比較簡單，成本低，但控制沒有被動式自動聚焦方式靈活，聚焦精準度及效果較差;而被動式自動聚焦一般采集視頻信號，計算能量邊緣算子或者提取高頻分量，控制上很靈活并且算法上占優(yōu)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。
自動聚焦的性能可以從聚焦精準度、聚焦速度、定焦時的穩(wěn)定性三個方面來評價。聚焦精準度主要表現(xiàn)在各種環(huán)境下、各種光學倍數(shù)下聚焦精確度。各種環(huán)境主要在于各種照度特別是晚上的聚焦精度，在有燈光場景和照度1Lux以下的場景中，不同的聚焦算法聚焦準確性差異較大，這是聚焦算法的一大難點。
聚焦速度主要表現(xiàn)為在各種光學倍數(shù)下，各種場景切換后聚焦的速度。由于在最大倍數(shù)下焦距最長，因此簡單的測試方法是在鏡頭光學最大倍數(shù)下，近處物體(如3米遠物體)聚焦完成后切換到遠處物體(如50米遠物體)聚焦完成所用時間。性能好的AF算法能夠迅速一次定焦，而采用差AF算法“圖像來回擺動”給用戶感覺是多次聚焦，且聚焦速度較慢。定焦時的穩(wěn)定性由于較難測試而不被用戶所重視;在光學倍數(shù)較大時，性能差的AF算法監(jiān)控有較大物體移動的場景時會經(jīng)常來回聚焦，特別是晚上，有時會發(fā)現(xiàn)監(jiān)控場景長時間處于模糊狀態(tài)和不穩(wěn)定狀態(tài)。
向高清化、網(wǎng)絡化發(fā)展
安防行業(yè)正在經(jīng)歷“數(shù)字化、網(wǎng)絡化、高清化、智能化”的方向發(fā)展，一體機機芯也不例外。一體機機芯在邁入高清時代，日韓公司率先推出了高清機芯產(chǎn)品。2010年索尼和三星主推模擬高清機芯，而日立公司則推出了數(shù)字高清機芯。模擬高清相對D1標清來說，參數(shù)指標上由原來480TVL提升到640TVL，而數(shù)字高清則由原來D1的40萬像素提高到百萬像素。因此單從參數(shù)指標上可以看出模擬高清比標清整體效果提高了1/3，而數(shù)字高清提高了1倍多。[nextpage]
另外，由于模擬高清在傳輸過程中的損耗較大，而百萬高清僅僅是高清最低的要求，因此，數(shù)字高清在圖像效果上要比模擬高清有更大優(yōu)勢。因此，數(shù)字高清一體機機芯必將是一體機機芯發(fā)展的主要趨勢。
結語
回顧高清一體機機芯的發(fā)展歷程，2009年騰龍率先推出高清鏡頭，爾后其它日系鏡頭公司也都推出或研發(fā)高清鏡頭。2010年，日立推出基于該鏡頭的第一款數(shù)字高清一體機機芯，緊隨國內(nèi)一些廠家推出了同類型自主研發(fā)的高清一體機機芯。高清一體機機芯相比標清機芯除光學部分的技術瓶頸外，自動聚焦是一個主要的難點。對市場主流高清一體機機芯研究發(fā)現(xiàn)，高清機芯白天的整體圖像效果與標清機芯相比有明顯提高，但晚上的總體效果改善不明顯;同時聚焦速度也總體比標清一體機機芯要慢點。由于使用一體機機芯的產(chǎn)品(特別是球機)性價比會顯著提高，因此這些產(chǎn)品必將會得到更快發(fā)展!另外，國內(nèi)一流安防企業(yè)通過多年的研究，已經(jīng)完全掌握一體機機芯自動聚焦等核心技術(如LTOE高新技術研究所等)，相信我國一體機機芯不久必將在市場占有一席之地。
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