解析IPC产品技术要点

　　
　　摄像机是一个采集终端，网络高清摄像机的技术发展是推动整个高清视频监控的核心力量，那么，如何考虑一款网络摄像机技术的优劣呢？明日实业杨祖栋在现场采访中谈到，主要可以从传感器、ISP图像处理器、视音频压缩技术、传输协议、智能化功能扩展加以考虑。浙江宇视管蓓认为追求更清晰的图像质量是高清IPC的天然追求，而对于什么是好的高清网络摄像机，各家的理解和追求不一样，除了图像处理ISP技术之外之外、还有更高效更灵活的视频编码技术、更贴近网络应用的网络特性，当然对于一个负责任的企业来说，最起码的品质结构方面的突破。海康威视于学海说，对于百万相机图像处理、视音频压缩、3A都很关键。Sensor和编码芯片的处理技术，更是决定了一款相机的能力。同时宽动态、智能技术将会使高清相机锦上添花。万佳安实业李伟杰也在采访中谈到，百万像素网络摄像机的技术发展主要取决于三个元器件：百万像素级镜头、百万像素传感器，以及压缩处理芯片。高清摄像机产品的核心芯片技术的革新和性能的提升对高清视频监控市场的状况将起到决定性作用。同尊数字蒋吉勇告诉记者百万像素网络摄像机的核心技术主要有：编码压缩算法、ISP图像处理技术、信号传输设计（光传输、POE电口、HD-SDI输出口）、存储输出设计（iSCSI直存）、整体结构设计（散热、方便安装、易维护）、互通协议规范（Onvif、GB/T28181）等。波粒科技匡全慰对于此问题的观点是要进行百万高清摄像机的研发，最核心，也是最难攻克的技术就是照相机3A技术。3A技术指的是自动对焦（AF）、自动曝光（AE）及自动白平衡（AWB），其技术性能直接决定着数字高清视频监控摄像机的品质。只有掌握了3A技术，摄像机厂商才能很轻松地做出不同像素的百万高清摄像机，同时也能轻松做出低照度、背光补偿、红外、一体机芯以及高速球等全系列摄像机。中瀛鑫科技吴勇华认为IP高清摄像机最核心的组件一是传感器，二是Soc处理芯片。CMOS传感器的主要问题是如何继续提高低照度、宽动态效果，Soc处理芯片的主要问题是如何继续提高处理能力，提供更高、更快、更优的信息。目前主流的有TI、海思、安霸三种，TI提供全开放的平台，厂家可以在此基础上做很多功能和效果开发，灵活性强，可以呈现多种多样的产品，不过对厂家的技术研发考验也比较大；海思和安霸为全封闭、固化的平台，产品类型和功能比较固定、单一，厂家不需要多大研发即可产品化，不过厂家使用此平台可以快速产品化。TI可以对接所有的传感器，海思、安霸的对接决定权在原厂手上。浙江大华黄维俭、翔飞科技韩长城、保千里电子陈德银、亿维锐创李冬贺都对IPC的图像处理技术和视音频压缩技术做详细分析，记者总结大致如下：

　　ISP图像处理技术

　　ISP(Image Signal Processing)，即图像信号处理，是对摄像机传感器输出的原始图像进行处理，获得更加接近所拍摄的真实场景的图像技术总称。ISP技术是很多独立的处理模块的总和(如图1所示)，每个模块负责一个特定的功能，包括的模块有黑电平钳位、坏点校正、色彩插值、自动曝光、自动白平衡、色彩纠正、伽马纠正、锐化等等。百万像素网络摄像机技术直接来源于模拟摄像机技术，因此在图像处理技术方面，百万像素网络摄像机是基于模拟摄像机技术发展起来的;但百万像素网络摄像机在图像处理技术方面不仅仅局限于模拟摄像机的图像处理技术，还包括图像增强技术，如图像降噪、去抖动等。通过集成ISP，不但可大幅降低系统成本，更能增强视频的稳定性，优化影像在光学方面的性能。这对于提升高清网络摄像机的成像品质具有极其重要作用。天地伟业马可威在此项技术上补充道，目前高清网络摄像机涌现出众多的图像处理技术，比如：帧级宽动态、数字防抖、超低照度、星光级低照等。音视频压缩技术比如目前使用较多的H.264 High Profile编码格式、未来可能会使用H.265压缩算法等。

　　视音频压缩技术

　　目前主流的视频压缩算法主要基于混合编码框架，通过运动估计、空/频域变换与量化、熵编码等技术，压缩视频信号在时域、空域和概率分布上的冗余信息，获得低带宽和高质量的视频图像;各种音频压缩算法则面向低带宽语音、多声道、高保真等不同应用需求采取多种压缩策略，降低音频码率和提高保真程度。随着网络化、数字化的发展，视音频压缩技术已成为现代安防监控产业的基石。在百万像素网络摄像机中，视音频编解码是必不可少的处理环节。目前最先进的H.264视频压缩技术可以获得100倍以上的压缩比，使得原先数据率高达750Mbit/s的1080P 30fps高清视频，能够以较为理想的画质在8Mbit/s甚至4Mbit/s的IP环境中传输，克服了百万像素网络摄像机产品普及应用时的关键瓶颈——传输和存储带宽消耗，极大的增加了产品的实用价值。同时，面向视音频数据压缩的多码流、数字水印、信息加密等应用技术，也在很大程度上提高了产品的适用性、安全性，成为安防监控的重要组成部分。

　　以上各个厂家观点，记者总结得出IPC技术要点可以理解为两点。首先，成像画质高，不管是从传感器或是镜头选购，都是保证高质量成像；其二，技术应对能力强。图像处理技术、智能技术、3A技术或是低照度等都是为了体现技术的适应性。当然，不得不提的是，很多IPC都采用了更符合工程应用的结构设计。外壳选材上，多采用散热良好的铝、铝合金、钢、锌等金属外壳，部分产品还设计有通风孔。功能接口一般都设置有用于恢复摄像机出厂参数的复位键、便于前端调试用BNC视频输出端子、多种电源供电模式、异常情况下的前端SD卡存储插槽等；为便于不同传输环境的应用，有些厂家还为摄像机选配有无线传输模块。这些设计，可让IPC在实际工程项目中更符合安装需求，并利于长期应用中的维护。

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