分析企業級視頻會議高清攝像機技術發展歷程

　　數字百萬高清攝像機可以說是全面的超越了傳統的模擬攝像機，由于其工作原理的本質性區別，模擬攝像機技術在發展中出現了各種瓶頸與限制，而數字百萬高清產品的突出特點則克服了這些限制。百萬高清攝像機與模擬攝像機最大的差別在于畫質上的飛躍.

　　高清時代攝像機技術發展

　　隨著高清專業影視攝像機、高清視頻會議、高清視頻監控等高清視頻系統應用的逐步普及，高清視頻時代已全面來臨。對于廣大視頻行業從業人員而言，攝像機技術的重要變化，值得關注。

　　1.高清攝像機是數字化攝像機

　　CMOS高清攝像機從CMOS Sensor輸出圖像信號開始，產品整個系統中圖像信號均為數字信號，數字信號處理技術貫穿系統全部。這一點與標清攝像機有著根本不同。標清攝像機，很多型號圖像芯片輸出模擬圖像信號，整機也很多輸出模擬圖像信號

　　CCD高清攝像機雖然CCD芯片輸出的圖像信號為模擬信號，但經AFE(模擬前端)后，即轉換成數字信號，系統的其后部分也都是數字信號處理技術完成圖像信號處理及輸出。

　　2. 數字化攝像機帶來的一系列技術革新

　　i. 高清攝像機往往在DSP圖像信號處理階段，也完成圖像壓縮，比如MPEG4和H.264壓縮。這是數字化圖像信號處理帶來的特點。在標清攝像機時代，攝像機和視頻壓縮編碼的視頻服務器往往分開。

　　ii.高清攝像機的高清視頻數據量大，且高速。數字化的高速高清視頻數據，導致標清時代傳輸介質和傳輸設備在高清時代將產生重要變化，甚至不再適用。未經壓縮的1080P高清數據可達1Gbps以上。H.264算法圖像壓縮后，數據流量也將達到8Mbps甚至更高之多。對于視頻監控應用，這種變化甚至可以說是巨大的。高速數字信號，很大程度上不能采用標清模擬圖像信號傳輸設備及組網。

　　iii. 標清時代，視頻服務器、IPCAM等模擬圖像信號數字化處理時，很多情況下，犧牲了圖像信號主客觀質量，換取數字化傳輸和存儲的便利。高清時代，高清攝像機是數字化攝像機，這種情況將不再。

　　iv. 高清視頻信號的傳輸，與標清攝像機的模擬圖像傳輸有著較大不同。HDMI接口傳輸距離短，HD/3G-SDI接口雖然傳輸距離要遠一些，但價格不菲，往往用于演播室等專業傳輸領域。

　　v. IPCAM將獲得很大發展。高清攝像機是數字化攝像機，數字化圖像信號與生俱來的傳輸手段是網絡傳輸，加之標清攝像機圖像傳輸的介質和設備很多不再適用于高清時代，在小區監控、樓宇監控等場合，傳統模擬攝像機的組網及傳輸方式，很可能被徹底顛覆，代之以以太網等組網方式，實現高清攝像機組網。雖然IPCAM遠程圖像傳輸的功能，短期內，由于Internet網速不夠，遠程訪問高清IPCAM還不現實，但隨著網絡帶寬的逐步增大，高清IPCAM遠程訪問也將日漸增多。起碼現在局域網范圍內，對每路8Mbps的高清攝像機網速需求，立即可以廉價實現。加之以太網等組網的成熟廉價，可以預計高清IPCAM將在小區監控、樓宇監控等場合逐步普及流行。

　　技術引領社會進步，高清攝像機的這些特點將很可能帶來視頻產業的一些重大變化。

　　高清攝像機的關鍵技術

　　現在市面上銷售的高清晰攝像機主要水平分辨率標稱500線、520線、530線、540線、550線等數種。其實有部分480TVL和540TVL攝像機的CCD是基本相同的，主要是視頻數字處理芯片(DSP)不同。有些廠商具有強大的研發能力，他們研發出15?16位(比特)的視頻數字處理芯片，比起市場上480TVL攝像機的SONY 10位(比特)芯片有更強的數據處理能力和更快的圖像處理速度。

　　由于芯片采用15?16位數據總線，內建精密的邏輯處理電路，具有強大快速精確圖像處理能力，內置像素增強單位，全面兼容市場上SONY、夏普、松下等CCD，可以使普通高清晰度CCD圖像采集達到540TLV以上的高清晰度，同時還具有超高速數據運算能力，能實行超寬的白平衡補償范圍和零色滾動。由于這些攝像機可以保證以540TVL以上的水平分辨率來傳遞彩色 圖像，當然比市場上采用SONY 10位(比特)芯片的480TVL攝像機更受歡迎。

　　高清晰攝像機主要是體現在畫面的清晰度上，要做到畫面的清晰度，不僅僅是一個水平分辨率達到540TVL就行了，必須在超寬動態、自動白平衡、圖像的銳利度調整、超級數字降噪(信噪比)、智能數字自動測光補償、亮度信號、彩色信號邊緣補正、損壞象素自動調整與恢復、色彩調整、寬動態范圍等指標上有集中體現。只有達到這些綜合性的要求才能算得上是高清晰度攝像機。

　　單就分辨率來講，當然540TVL比520TVL和480TVL來得更好。較高端的高清晰度攝像機必須要處理伽瑪修正問題，據相關資料顯示伽瑪修正是產生高質量圖像的重要技術，多數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之前進行伽瑪修正，在黑暗區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位的數字信號處理器，8位作為數字信號處理，4位用作修正，使其產生完美的圖像。當然15?16位的芯片將更出色，而常規的攝像機只用10位數字處理芯片，只能提供12位的修正，結果黑暗區域的圖像將丟失部分灰度和色彩轉換信息。所以DSP芯片的處理能力和比特數也是我們在選擇和辨別高清晰度攝像機的重要指標之一。