一体化摄像机的聚焦与夜视

　　一体化摄像机多用于政府项目、高档次高层大楼以及商场、学校、酒店、宾馆大堂等，还有专门适合医院手术室等对环境要求较高场所的防尘型以及低温、电机无火花的防爆型产品。经过数十年的发展，一体化摄像机打破了国外产品(Sony、HITACHI、Samsung、Panasonic、LG、CNB)独霸市场的局面，越来越低的价格吸引了行业厂家的目光，除以上参与本专题企业之外，浙江大华、艾普视达、万家安、奥尼克斯以及神州数码等企业掌握了高清一体化摄像机核心技术。

　　现在，随着IP高清技术发展，一体化摄像机以传统摄像机无法比拟的独特性成为监控的新宠。天地伟业王亮认为目前高清的一体机业内还比较少，价格也很高，但高清夜视一体机的发展趋势，同时一体化摄像机的智能分析功能会越来越多，如越线报警、移动侦测等；所以，网络化、高清化、智能化也是一体机的发展方向，而且，从性价比及实用性来说，一体机正在替代传统摄像机，成为监控系统的新宠，市场的均衡正在被慢慢打破，一体机的市场份额将越来越大，应用将越来越广。

　　就目前而言，安防监控领域应用的高清网络摄像机主要包括枪式摄像机、一体化摄像机、半球摄像机和高速球摄像机等类型产品。而据调查统计，目前高清摄像机产品中，由于高清一体化摄像机等机型研发技术尚未普及，枪式高清摄像机凭借自身“发家”早、技术成熟以及性价比优势占领大部分中低端市场和部分高端市场。纵然如此，其存在的诸多弊端同样不容忽视。

　　聚焦点偏移

　　枪式摄像机主要由机身和镜头两部分组合而成，其高性能的实现有赖于机身与镜头的完美搭配。而在监控项目中，如果用户或施工人员的专业技术不足，对摄像机与镜头搭配不合理，就会影响摄像机性能。在安防应用中，用户多采用手动调焦镜头，然而手动调焦依赖于人眼目视检测和手动调节，其效率低下、精度不尽人意；此外，枪式本易受到潮气、振动、热胀冷缩等环境因素干扰大，在使用一段时间后，极易出现摄像机聚焦点偏移造成图像模糊、不稳定、老化快等问题。

　　背焦(后焦)调节

　　由于摄像机图像传感器靶面不平以及不同镜头之间后焦距的区别，因此枪机背焦(后焦)调节技术，一直是固定枪型摄像机厂商需要重点研发的技术。早期的背焦调节方式主要是后焦调节圈+后焦锁定螺杆的方式，锁定螺杆在多次调节后很容易损伤调节圈的螺纹，影响后焦的稳定；另外一种方式是斜面自锁式调节机构，通常采用塑胶材料，在极端环境下也可能由于热胀冷缩等原因造成后焦跑焦。此外，一些新的方法是采用更加精密可靠的螺纹调焦机构，但在模具上厂商投入的成本会更多。

　　对于枪机使用一段时间后跑焦的问题，用户和厂商各有解决之道。用户(或工程商)通常只有派技术人员到现场进行处理，就网络监控而言监控前端设备分布较远，这也将大大提高监控维护成本；而少数厂商也在摄像机中加入电子后焦调整机构，但这无疑也增加了摄像机的成本。

　　变焦

　　现在市场上使用的枪机镜头很多是自动光圈手动变焦型，焦距为几毫米到几十毫米，焦距需要在安装时调整到位并锁定。所以枪机通常只能用到监控范围有限的场合，比如室内、楼道、停车场出入口等监控位置相对固定的场所。当然，枪型摄像机也可以采用电动变焦镜头，但电动镜头工艺复杂，生产成本高，所以目前市场上的电动镜头都比较昂贵。镜头生产厂商采用镜头严格选材，采用航空航天技术中常用到的合金材料，使用高精密数控机床一次性加工而成，镜头与镜头座连接部分采用锁紧环紧固等方式来提高摄像机稳定性。这种变焦镜头通常用于森林环境和防火监控、边防等特殊场合应用，普通用户实难普及。另外，由于网络延时问题，电动变焦后带来的手动控制二次聚焦问题无疑又是一大难题。

　　市场出现了技术缺口！正因为枪式摄像机在高清时代的诸多不足，一体化摄像机的优势体现才更为明显。海康威视童振华采访中说，一体化摄像机与枪型摄像机相比较，具有可以变倍和自动聚焦的特点，这对于监控一个狭长的通道是非常有用的，既可以实现整体监控又可以看清局部细节。枪型摄像机需要选配镜头并要现场安装、调试，这些繁琐的工作，一体机全部不需要，一体机只需要安装上去即可，根本不需要调试。

　　另外，一体机体积比一般的枪型摄像机要小，安装方便并且适合安装的地点很多。网络一体机使用更是方便，只需一根网线即可实现供电、视频输出和控制。保千里陈杨辉在此话题上的观点是一体化摄像机与枪机或者普通机型对比，主要表现在自动聚焦上面，图像画面可随时保持清晰。

　　自动聚焦通过摄像机自动聚焦算法检测图像主物面的位置，并根据其在摄像机图像传感器上的聚焦情况自动调整镜头的聚焦马达，这样往复多闪，即可实现变焦控制全程自动聚焦，图像在变焦过程中随时保持清晰画面。自动对焦主要技术难点是要提高聚焦的速度和精度，精度将影响后期图像处理的结果。场景中被摄物体与拍摄的距离时刻发生变化，快速的聚焦显得尤其重要。日夜自动转换技术让安防监控变的更加智能化，全天24小时连续监控。一体化摄像机集成了双滤光片切换机构，由于镜头固定，因此无需考虑后焦可调节的机构，集成度高，稳定可靠。另外保千里一体化摄像机超宽白平衡、超宽动态、数字降噪、低照度这些特点，即使在夜间，监控图像依然良好。

　　另外，高清网络一体化摄像机将视频、云台控制、报警和供电等都向网络化集成，具有SD卡本地录像存储、运动视频图像侦测、PoE供电、WiFi等功能，真正实现一线通；高新兴罗中亮认为，相对于普通枪机而言，枪机一般都为定焦镜头，在安装时就必须把焦距调好。但是一体机可以实现变倍，自动对焦，自对白平衡等，同时具有优秀的宽动态能力，自动的红外滤片切换功能。在其加装云台后，可以有效地进行移动观测，监控范围大大拓宽。相比于球机，在都能满足技术、环境要求的条件下，其有一定的成本优势。

　　与以上持有相同观点的还有金三立康威，他说一体化摄像机与传统枪式摄像机相比，在安装方面较方便，其电源、视频、控制信号均有直接插口，不似传统摄像机有麻烦的连线。

　　夜视问题

　　无论是用户还是厂商都希望摄像机在白天和夜晚都能够带来同样优异的画质。为了实现全天候监控，除了期待高敏高感度的图像传感器，厂商不得不采用多种手段来提升低照度环境下的图像效果。例如采用日夜型红外截止双滤光片自动切换机构、彩转黑、3D数字降噪、数字宽动态图像增强等技术。

　　然而，无论无论产品将最低照度值标至多低，夜间监视效果与白天还是有一定差距，要想获取清晰画面，还需对场景补光(白光、普通红外或激光夜视)。就枪型摄像机而言，镜头对于摄像机低照度的影响也是举足轻重，百万像素的高清网络摄像机除了应当选择相应的百万像素镜头以外，镜头的镀膜和曲光率的设计也应符合相应标准。当然，低照度环境表现优异的图像传感器、配上稳定可靠的滤光片机构、外配一款好的镜头、再加上优异的图像增强算法，这些都是一个好的枪型摄像机产品需要具备的要素，但这些都又不是低价产品所能承受之重。

　　此外，良好的防水功能也是一体化摄像机的特色之一，一体化摄像机室外型都具有防水功能，且从制作工艺和使用寿命上来说，一体化摄像机镜头密闭好，受外界环境影响比传统摄像机要小，使用寿命更长。然而，一体机也有各种类型，且功能特点均有不同，以金三立一体化云台摄像机与其他普通“镜头内嵌型一体机”对比，前者具有更好的环境适应能力、图像表现能力、功能拓展能力等。中兴力维林铁楠就这话题还补充到，一体化摄像机相比普通枪机，更适合监控走廊等监控区域，如配合云台使用，则更加适合较广阔的监控区域。