模擬高解析攝像機及芯片技術(shù)發(fā)展解析

　　大家都知道，高清安防監控系統隨著(zhù)近幾年由政府主導的國家平安城市、大型賽事(如奧運會(huì )、世博會(huì )、亞運會(huì )以及大運會(huì ))等一系列項目的推進(jìn)，得到了前所未有的快速發(fā)展。在這個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，模擬高解析攝像機隨著(zhù)芯片技術(shù)的發(fā)展，其圖像清晰度、色彩還原、低照度、寬動(dòng)態(tài)等指標都得到較大幅度的提升。

　　芯片產(chǎn)業(yè)一直以來(lái)是安防行業(yè)的上游產(chǎn)業(yè)，芯片技術(shù)的發(fā)展對攝像機發(fā)展起著(zhù)至關(guān)重要的作用。今天主要從芯片技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)談?wù)勀M高解析攝像機的發(fā)展。

　　從模擬攝像機核心組成部分上劃分，主要包含鏡頭(Lens)、圖像傳感器(Sensor)和數字信號處理器(DSP)三大部分，本章主要是從模擬攝像機圖像傳感器和數字信號處理器兩個(gè)部分來(lái)進(jìn)行解析。

　　第一部分：圖像傳感器

　　CCD與CMOS之爭

　　大家都知道，早期的模擬攝像機產(chǎn)品，包括380線(xiàn)、420線(xiàn)、480線(xiàn)、540線(xiàn)等，基本都是采用CCD圖像傳感器，以SONY ICX405/409、ICX633/ICX639、ICX213 等CCD芯片為主。傳統的CCD圖像傳感器由于在景深、色彩還原、低照效果、全局曝光等方面明顯優(yōu)于早期的CMOS圖像傳感器，因此在很長(cháng)一段時(shí)間內，模擬攝像機圖像傳感器芯片基本是CCD一統天下的格局。但是由于CCD制造工藝復雜、不良率相對較高，直接導致CCD芯片成本偏高。

　　另一方面，CMOS圖像傳感器廠(chǎng)商，通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng )新，使CMOS圖像傳感器在性能、功能上得到了大幅度提升，并逐步在縮小與CCD圖像傳感器之間的差距，有些方面甚至超越了CCD ，最主要也是最核心的一個(gè)因素是CMOS由于其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，優(yōu)良率較高，成本相對較低，便得到了廣大用戶(hù)的青睞。

　　模擬高解析攝像機圖像傳感器

　　2009年SONY推出了高像素960H CCD圖像傳感器(主要包含EXview HAD CCD II系列的ICX673和Super HAD CCD II系列的ICX663圖像傳感器)，有效像素可達976(H)× 576(V)，配合后端Effio系列的高性能DSP，水平線(xiàn)數可達700TVL。SONY最新推出的高靈敏度960H EXview HAD CCD II系列的ICX873芯片，水平線(xiàn)數可達750TVL。

　　上文提到由于CMOS廠(chǎng)商的不斷努力，改善CMOS生產(chǎn)工藝(如SONY采用背照技術(shù)使CMOS圖像傳感器受光面吸收更多的光線(xiàn))，CMOS圖像傳感器CCD圖像傳感器在圖像質(zhì)量上的差距越來(lái)越小，目前在模擬高解析攝像機中，有不少攝像機采用了CMOS圖像傳感器，如SONY IMX138/238，Pixplus PC1089/3089等，配合后端高性能DSP處理芯片，水平線(xiàn)數最高可達950TVL。

　　第二部分：高性能DSP芯片

　　2009年，SONY推出了Effio系列700線(xiàn)高解析度CCD模擬攝像機產(chǎn)品，主要包含高像素960H CCD和高性能DSP芯片。SONY 最早推出了Effio-E CXD4127GG(入門(mén)級)、Effio-Enhanced CXD4140GG(升級版)、Effio-S CXD4130GG(標準版)、Effio-P CXD4129GG(高端)，2003年又推出了Effio-S和Effio-P的升級版本第三代Effio-A CXD4151GG 和Effio-V CXD4141GG DSP圖像信號處理器芯片，實(shí)現了范圍更加寬廣的可視性，具有700TVL以上的水平分辨率、高靈敏度、3DNR、WDR、同軸視控和除霧功能。此外，自動(dòng)場(chǎng)景識別和和場(chǎng)景選擇功能可為各種可視化安全場(chǎng)景提供最合適的圖像。

　　針對模擬高像數CMOS圖像傳感器芯片，上海富翰微、Nextchip 等DSP供應商也及時(shí)推出了高性能的圖像信號處理芯片，如富翰微FH-8510、FH8520，其中FH8520是一款針對CIS專(zhuān)業(yè)安防攝像機用的圖像信號處理芯片，支持720P CMOS，模擬輸出支持960H標準，且具有WDR、3D降噪、幀累積等功能，并且可以搭配不同的CMOS Sensor，是目前模擬高解析攝像機市場(chǎng)中仿真高清圖像的關(guān)鍵。

　　總結，目前高解析攝像機CCD陣營(yíng)主要以SONY Effio系列攝像機為主，CMOS陣營(yíng)主要以Aptina、Pixplus、OmniVision、SONY等CMOS供應商和上海富翰微、松翰、Nextchip為主。高像素Sensor結合高性能DSP可實(shí)現高清圖像畫(huà)質(zhì)、優(yōu)異色彩還原和低照度效果，可使水平分辨率達到700TVL至1000TVL的清晰度。

　　目前，深圳有廠(chǎng)家推出了700線(xiàn)CCD高解析度低照度59/40(II)和超級寬動(dòng)態(tài)59/50(II)系列產(chǎn)品、700線(xiàn)CMOS 高解析度13/30系列產(chǎn)品，以及900線(xiàn)CMOS高解析度13/40系列產(chǎn)品，同時(shí)還具有同軸視控、雙電源、自動(dòng)光圈等新功能，完全能滿(mǎn)足目前專(zhuān)業(yè)安防市場(chǎng)對模擬高解析攝像機產(chǎn)品的需求。

　　盡管IP、HD-SDI高清攝像機發(fā)展迅速，但對于出貨量仍占上風(fēng)的國內模擬監控市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，IP、HD-SDI并非高清惟一的選擇，尤其對于那些習慣于傳統模擬監控的工程商、集成商和用戶(hù)，模擬高解析攝像機將會(huì )隨著(zhù)模擬高清芯片方案不斷更新?lián)Q代，將會(huì )更備受關(guān)注。