‧ 類比高清與數位高清攝像機之區別

2010年05月10日01:00 IT168原創 作者：沙子

　　在安防行業內，我們對高清攝像機的理解分為兩種，一種為模擬高清攝像機，一種為數位高清攝像機。類比攝像機受其本身性能的限制，其解析度達到D1或4CIF的產品(4CIF解析度：PAL制704×576，NTSC制704×480;D1解析度：PAL制720×576，NTSC制720×480)我們便可以稱之為高清。

　　而對於數字高清攝像機的定義，我們主要指解析度為720P與1080P兩種格式，其畫面寬高比定義為16：9。720P即是1280*720解析度，而1080P則是1920*1080，其中尾碼“P”代表的是逐行掃描。

　　人們往往難以區別類比高清攝像機與數字高清攝像機之間的區別，下面就讓我們從解析度、清晰度、色彩等幾個方面進行區分對比。

　　1. 解析度

　　傳統模擬攝像機採集垂直解析度，PAL制式下625線，去消隱後575線，最高達到540線左右已經是目前的極限，而數字高清攝像機最低可達800線以上，並且從解析度上來看，傳統模擬攝像機最高解析度可以達到D1或者4CIF左右，約合(40萬圖元)，而數位攝像機則沒有此項限制，可以達到百萬級圖元甚至千萬級圖元。

　　2. 清晰度

　　數位高清攝像機採用逐行掃描，每一幀圖像均是由電子束順序地一行接著一行連續掃描而成。而類比攝像機則採用隔行掃描，隔行掃描的行掃描頻率為逐行掃描時的一半,隔行掃描會帶來許多缺點，如會產生行間閃爍效應、出現並行現象及出現垂直邊沿鋸齒化現象等不良效應.隔行掃描會導致運動畫面清晰度降低。

　　3..色彩

　　數位高清攝像機的色彩可以做到比模擬攝像機更加逼真，類比視訊訊號中的亮度信號與色度信號由於佔用了相同的頻帶，在由視頻採集晶片做梳狀濾波(亮色分離)時，很難將色度與亮度信號徹底分離，導致畫面出現雜色斑點與色滲透現象，而數字高清攝像機則沒有這個煩惱，色彩更加的逼真、更加富有層次感、畫面飽和度更佳。

‧ 類比與數位之爭 安防高清攝像機淺析

2010年04月30日00:00 IT168 作者：沙子 

　　時下，各大安防廠家紛紛推出“高清”產品，更有人說，2010年，安防發展的關鍵字之一便是“高清”。可是說到高清，人們的理解卻並不一樣。到底什麼是高清?標準意義上的高清是什麼概念?如今市面上的高清攝像機到底是基於多大的標準?讓我們來一窺究竟。

　　高清，英文為“High Definition”，意思是“高解析度”。一般所說的高清，有四個含義：高清電視，高清設備，高清格式，高清電影等。

　　目前，高清的定義只出現在廣電行業，按照有關的標準，一般顯示比例為16：9，至少能解析1080i(解析度1920×1080)的數位信號，或掃描線數垂直和水準方向都必須達到720P的數位信號，只有滿足或超到以上標準的產品才能被歸類為高清產品。

　　而在安防行業內，我們對高清攝像機的概念則分為兩種，一種為模擬高清攝像機，一種為數位高清攝像機。類比攝像機受其本身性能的限制，其解析度達到D1或4CIF的產品(4CIF解析度：PAL制704×576，NTSC制704×480;D1解析度：PAL制720×576，NTSC制720×480)我們便可以稱之為高清。

　　而對於數字攝像機而言，目前安防行業內所說的高清監控攝像機主要指解析度為720P與1080P兩種格式，其畫面寬高比定義為16：9。720P即是1280*720解析度，而1080P則是1920*1080，其中尾碼“P”代表的是逐行掃描。對於移動目標的圖像採集，相對隔行掃描，逐行掃描可以獲得更好的動態圖像，對於快速移動的目標，隔行掃描將產生拖尾現象。

　　比如我們常說的高清百萬網路攝像機，就是指能按大於12FPS連續採集最大解析度大於720P(1280*720)，甚至超過Full HD(1080P，解析度1920*1080)到更高的2048×1536畫面的網路攝像機。滿足上文高清定義中提及的高清指標掃描線數垂直和水準方向都達到720P數位信號要求，可被理解為高清產品中百萬圖元級別。

‧ 高清影像監控5部曲

本文轉載自 WWW.SECURITY.IT168

1.     高清監控前端: Analog camera + IP camera

無論是類比監控還是IP監控都可以實現高清，但IP監控是數位化的，節省了類比和數位轉化造成的圖像損失，隨著百萬圖元IP攝像機解析度越來越高，受限於架構原因，模擬技術很難在解析度/幀率上有所突破，因此未來高清監控一定是IP化的，只有這樣才能更容易提升畫質和更好控制高清視頻傳輸成本。

2.     高清監控傳輸: 網路 + 光纖

高清與頻寬之間永遠是相斥關係。在高清監控視頻傳輸主要限制來自頻寬，加強頻寬建設是解決傳輸高清和網路頻寬問題的必然途徑。網路傳播成本低，但目前頻寬有限，還不能應用在大規模工程中，光網傳播成本較高，但可以使頻寬達到數G以上。只有解決傳輸應用需求，高清監控才能得到淋漓盡致的發揮。

3.     高清監控錄影機: 混合DVR + PDVR + NVR

在視頻監控從類比向數位化發展的進程中，DVR扮演了極其重要的角色，然而DVR作為數模混合產品始終沒有走出其半數字半模擬的尷尬境地，時至今日IP攝像機的盛行，高清監控實現的基本前提必須是網路化，因而高清與NVR/混合DVR/PDVR的結合水到渠成。但隨著高清產品的更跌，從DVR到NVR是才是高清監控最終之路。

4.     高清監控儲存: 專業硬碟 + 儲存系統

高清監控的圖像品質或是穩定性將取決於整個系統中最差的一環，這最差的一環往往就出現在存儲系統上。高清監控視頻存儲大多是以超大資料流程為代價，選擇什麼樣的高清存儲系統和方案將直接影響視頻流暢度、系統穩定性等一系列因素。我們總結了三點：1採用專用存儲硬碟 2.採用先進存放裝置 3.採用存儲智慧分析

5.     高清監控顯示: CRT高清 + 平板高清 + 拼接牆

隨著科技的進步，龐大的CRT監視器逐漸開始走出市場，隨之取代的為平板產品，我們相信這是監視器的最終發展目標，目前高端CRT監視器最高僅有1250線，大約接近兩百萬圖元效果，對於高清監控而言仍然杯水車薪，LCD產品不僅解析度高，還可以拼接使用，實現超高清多畫面，未來高清監控顯示端必是平板產品的天下

‧ CCD 還是 CMOS 高清攝影機的成本博弈

 IT168 作者：沙子 

　　眾所周知，攝影機的核心組成部分有三塊：鏡頭、圖像感測器以及壓縮處理晶片。其中，圖像感測器是圖像採集處理部分的核心。而目前，CCD與CMOS感測器是被普遍採用的兩種圖像感測器，兩者都是利用感光二極體(photodiode)進行光電轉換，將圖像轉換為數位資料，而其主要差異是數位資料傳送的方式不同。CCD在資料傳送時不會失真，因此各個象素的資料可彙聚至邊緣再進行放大處理;而CMOS工藝的資料在傳送距離較長時會產生雜訊，因此，必須先放大，再整合各個像素的資料。也正由於其資料傳輸方式不同，CCD與CMOS感測器在效能與應用上也有諸多差異。

　　1. 靈敏度差異：由於CMOS感測器的每個象素由四個電晶體與一個感光二極體構成(含放大器與A/D轉換電路)，使得每個象素的感光區域遠小於象素本身的表面積，因此在象素尺寸相同的情況下，CMOS感測器的靈敏度要低於CCD感測器。

　　2. 成本差異：由於CMOS感測器採用一般半導體電路最常用的CMOS工藝，可以輕易地將周邊電路(如AGC、CDS、Timing generator、或DSP等)集成到感測器晶片中，因此可以節省週邊晶片的成本;除此之外，由於CCD採用電荷傳遞的方式傳送資料，只要其中有一個象素不能運行，就會導致一整排的資料不能傳送，因此控制CCD感測器的成品率比CMOS感測器困難許多，即使有經驗的廠商也很難在產品問世的半年內突破 50%的水準，因此，CCD感測器的成本會高於CMOS感測器。

　　3. 解析度差異：如上所述，CMOS感測器的每個象素都比CCD感測器複雜，其象素尺寸很難達到CCD感測器的水準，因此，當我們比較相同尺寸的CCD與CMOS感測器時，CCD感測器的解析度通常會優於CMOS感測器的水準。

　　4. 雜訊差異：由於CMOS感測器的每個感光二極體都需搭配一個放大器，而放大器屬於類比電路，很難讓每個放大器所得到的結果保持一致，因此與只有一個放大器放在晶片邊緣的CCD感測器相比，CMOS感測器的雜訊就會增加很多，影響圖像品質。

　　5. 功耗差異：CMOS感測器的圖像採集方式為主動式，感光二極體所產生的電荷會直接由電晶體放大輸出，但CCD感測器為被動式採集，需外加電壓讓每個象素中的電荷移動，而此外加電壓通常需要達到12~18V;因此，CCD感測器除了在電源管理電路設計上的難度更高之外(需外加 power IC)，高驅動電壓更使其功耗遠高於CMOS感測器的水準。

　　綜上所述，CCD感測器在靈敏度、解析度、雜訊控制等方面都優於CMOS感測器，而CMOS感測器則具有低成本、低功耗、以及高整合度的特點。在標清監控時代，無論是模擬攝像機還是標清網路攝影機，攝影機普遍採用最CCD感測器。而在高清監控時代，，由於高清監控對成本非常敏感，CMOS感測器儘管圖像品質總體上還不如CCD，但它在成本上的優勢對CCD還是造成了非常大的威脅。

　　從目前的趨勢來看，CMOS勝出的機會明顯更大。一方面，隨著技術的發展，CMOS的靈敏度正在得到快速改善，據悉目前市場上致力於CMOS研究的廠商已經研發出靈敏度性能與CCD接近的720p與1080p專用CMOS器件。另一方面，儘管相同尺寸的CCD感測器解析度優於CMOS感測器，但如果不考慮尺寸限制，CMOS在量率上的優勢可以有效克服大尺寸感光原件製造的困難，這樣CMOS在更高解析度下將更有優勢。另外，CMOS回應速度比CCD快，因此更適合高清監控的大資料量特點。

　　因此，儘管CCD與CMOS在不同的應用場景下各有優勢，但隨著CMOS工藝和技術的不斷提升，以及高端CMOS價格的不斷下降，未來高清網路攝影機將更多的選擇CMOS。

‧ 影響網路監控攝像機頻寬的因素有哪些？

2011-02-21 19:09:13   來源:互聯網  

　　當今時代，遠端監控需求的提升，帶來網路攝像機市場的迅猛發展,而網路攝像機與傳統攝像機運行環境的重要區別，就是信號傳輸介質不同，傳統攝像機通過視頻線、光纖傳輸，基本沒有頻寬約束，而網路攝像機則是通過網路傳輸，普通的Internet線路，頻寬只有幾百Kbit至幾Mbit(普通ADSL線路上行為512Kbit，下行為2Mbit)，而運用中往往需要一條網路線路同時傳多路視訊訊號，頻寬的約束馬上顯現出來，所以在選擇網路攝像機時,監控系統，最需要注意的就是它的碼率(資料傳輸時單位時間傳送的資料位元數)，因為這是網路視頻監控系統的瓶頸所在。

　　影響網路攝像機碼率的因素很多，包括：壓縮方式、解析度、幀率、畫質、畫面複雜性、畫面變化程度等，下面分別介紹：

　　壓縮方式

　　與硬碟錄影機DVR一樣，目前流行的網路攝像機壓縮方式主要有M-JPEG、MPEG-4、H.264這三種。三種壓縮方式的區別這裡不做專門論述,清晰度。詳情請查看：

　　網路攝像機一般採用的壓縮技術有哪些?

　　解析度

　　碼率與解析度成正比關係。網路攝像機的解析度有D1(704×576)與CIF(352×288)。D1與CIF分別相當於DVD與VCD的清晰度，D1的碼率是CIF的四倍，相對佔用網路頻寬較大，所以通常還是CIF解析度運用得廣泛。

　　幀率

　　幀率即畫面的流暢性，碼率與幀率成正比關係。完全流暢的畫面為PAL制25幀/秒，NTSC制30幀/秒。網路攝像機的幀率一般都是可調的，我們可以通過調低幀率來降低碼率，一般調到10～15幀可兼顧碼率與流暢性，在不要求觀看連續畫面的情況下，可將碼率調得更低。

　　圖像品質(壓縮比)

　　網路攝像機的圖像品質(壓縮比)一般都是可調的，畫質越好碼率就越高，使用者可根據自己的要求來調整。

　　畫面複雜性

　　碼率與畫面複雜性成正比關係，圖像越複雜，碼率就會越高，反之亦然。

　　畫面動態變化程度

　　碼率與畫面變化程度成正比關係，圖像變化越多，碼率就會越高，反之亦然。

(本文轉自電子工程世界：http://www.eeworld.com.cn/afdz/2011/0221/article_3502.html)

‧ 德州儀器推出最新處理器 高清視頻處理性能提升3倍

2011-03-05 21:37:16       

　　德州儀器 (TI) 日前宣佈推出高性能 TMS320DM8168 達芬奇 (DaVinci) 數位媒體處理器與軟體相容型低功耗 TMS320DM8148 達芬奇數字媒體處理器，進一步壯大了其達芬奇數字媒體處理器平臺產品陣營。利用這兩款業界領先的視頻處理器，TI 將幫助實現逼真的視頻通信，為人們帶來更優異的通信體驗，加強公共安全，使即時汽車視覺系統支援更安全的駕駛，並為消費者帶來最高品質的娛樂體驗，凡此種種，不一而足。

　　• 高性能 DM8168 達芬奇數字媒體處理器與同類競爭解決方案相比，可提供 3 倍視頻流處理功能，支援多達 3 個 1080p 每秒 60 幀的同步視頻流、12 個 720p30 fps 同步視頻流或多個較低解析度視頻流組合。這可幫助客戶構建以視頻為中心的系統，同時在多達 3 個獨立顯示幕上捕獲、編碼、解碼並分析多個視頻流。此外，它還可通過高級分析功能幫助客戶實現產品差異化。該產品是多通道高清視頻監控系統、視頻會議系統、媒體集線器與伺服器以及視頻廣播系統的理想選擇。

　　• 低功耗 DM8148 達芬奇數字媒體處理器可在 3 瓦特功率下提供高性能 1080p60 fps 單視頻流、3 個 720p30 fps 同步視頻流或多個較低解析度視頻流組合。此外，它還具有堪比 DM8168 達芬奇數字媒體處理器的優異顯示與分析功能，是需要較少視頻流的低功耗、消費類以及醫療視頻應用的理想選擇。這些應用包括 Skype™ 視頻攝像機、互動數位標牌、視頻監視 DVR 或 IP 網路攝像機、流媒體播放器以及網路投影儀等。

　　DM8168 數位媒體處理器到低功耗軟體相容型 DM8148 數位媒體處理器之間的便捷產品移植選項可幫助客戶在達芬奇數字媒體平臺上快速便捷地創建多種獨特產品，從而可在充分發揮 TI EZ 軟體發展套件 (SDK) 作用的同時，通過統一軟體投資實現軟體代碼的重複使用與定制。此外，客戶還可將 TI 相同 EZ SDK 用於不需要視頻處理而進行引腳對引腳相容型 Sitara™ ARM® MPU 或 C6-Integra™ DSP + ARM 平臺移植的應用，從而可進一步發揮統一軟硬體投資的優勢。

　　TI 負責數位信號處理系統的副總裁 Niels Anderskouv 指出：“全世界都希望在各種能設想到的設備上獲得高清視頻，而我們已為滿足這一需求做好了充分的準備。今後Facebook 不再是人們虛擬連接的基本途徑。TI 是技術創新不可或缺的重要組成部分，可為人們帶來更出色的交流體驗。我們目前可提供即時視頻會議技術，今後還將提供 3D 視頻與手勢技術。”

　　In-Stat 首席技術戰略分析師 Jim McGregor 指出：“逼真的高品質視頻體驗正在推進通信技術的革命化發展，豐富娛樂體驗，並使人們認識到視頻更是一種提高工作效率的工具。TI 視頻技術的發展將可實現在所有未來設備上我們所能想像到的應用，如 3D、擴增實境以及引人入勝的遊戲等。由於視頻處理現已成為片上系統與分立式解決方案的重要差異化元素，因此 TI 正在積極開發其自己的專利型視頻技術，這將幫助 TI 從各種競爭解決方案中脫穎而出。”

(本文轉自電子工程世界：http://www.eeworld.com.cn/afdz/2011/0305/article_3532.html)