‧ 一體化攝影機的聚焦與夜視

來源:安防展覽網

一體化攝像機多用於政府項目、高檔次高層大樓以及商場、學校、酒店、賓館大堂等，還有專門適合醫院手術室等對環境要求較高場所的防塵型以及低溫、電機無火花的防爆型產品。經過數十年的發展，一體化攝像機打破了國外產品(Sony、HITACHI、Samsung、Panasonic、LG、CNB)獨霸市場的局面，越來越低的價格吸引了行業廠家的目光，除以上參與本專題企業之外，浙江大華、艾普視達、萬家安、奧尼克斯以及神州數碼等企業掌握了高清一體化攝像機核心技術。

　　現在，隨著IP高清技術發展，一體化攝像機以傳統攝像機無法比擬的獨特性成為監控的新寵。天地偉業王亮認為目前高清的一體機業內還比較少，價格也很高，但高清夜視一體機的發展趨勢，同時一體化攝像機的智慧分析功能會越來越多，如越線報警、移動偵測等；所以，網路化、高清化、智慧化也是一體機的發展方向，而且，從性價比及實用性來說，一體機正在替代傳統攝像機，成為監控系統的新寵，市場的均衡正在被慢慢打破，一體機的市場份額將越來越大，應用將越來越廣。

　　就目前而言，安防監控領域應用的高清網路攝像機主要包括槍式攝像機、一體化攝像機、半球攝像機和高速球攝像機等類型產品。而據調查統計，目前高清攝像機產品中，由於高清一體化攝像機等機型研發技術尚未普及，槍式高清攝像機憑藉自身“發家”早、技術成熟以及性價比優勢佔領大部分中低端市場和部分高端市場。縱然如此，其存在的諸多弊端同樣不容忽視。

聚焦點偏移
　　槍式攝像機主要由機身和鏡頭兩部分組合而成，其高性能的實現有賴於機身與鏡頭的完美搭配。而在監控項目中，如果用戶或施工人員的專業技術不足，對攝像機與鏡頭搭配不合理，就會影響攝像機性能。在安防應用中，用戶多採用手動調焦鏡頭，然而手動調焦依賴於人眼目視檢測和手動調節，其效率低下、精度不盡人意；此外，槍式本易受到潮氣、振動、熱脹冷縮等環境因素干擾大，在使用一段時間後，極易出現攝像機聚焦點偏移造成圖像模糊、不穩定、老化快等問題。

背焦(後焦)調節
　　由於攝像機圖像感測器靶面不平以及不同鏡頭之間後焦距的區別，因此槍機背焦(後焦)調節技術，一直是固定槍型攝像機廠商需要重點研發的技術。早期的背焦調節方式主要是後焦調節圈+後焦鎖定螺杆的方式，鎖定螺杆在多次調節後很容易損傷調節圈的螺紋，影響後焦的穩定；另外一種方式是斜面自鎖式調節機構，通常採用塑膠材料，在極端環境下也可能由於熱脹冷縮等原因造成後焦跑焦。此外，一些新的方法是採用更加精密可靠的螺紋調焦機構，但在模具上廠商投入的成本會更多。

　　對於槍機使用一段時間後跑焦的問題，用戶和廠商各有解決之道。使用者(或工程商)通常只有派技術人員到現場進行處理，就網路監控而言監控前端設備分佈較遠，這也將大大提高監控維護成本；而少數廠商也在攝像機中加入電子後焦調整機構，但這無疑也增加了攝像機的成本。

變焦
　　現在市場上使用的槍機鏡頭很多是自動光圈手動變焦型，焦距為幾毫米到幾十毫米，焦距需要在安裝時調整到位並鎖定。所以槍機通常只能用到監控範圍有限的場合，比如室內、樓道、停車場出入口等監控位置相對固定的場所。當然，槍型攝像機也可以採用電動變焦鏡頭，但電動鏡頭工藝複雜，生產成本高，所以目前市場上的電動鏡頭都比較昂貴。鏡頭生產廠商採用鏡頭嚴格選材，採用航空航太技術中常用到的合金材料，使用高精密數控機床一次性加工而成，鏡頭與鏡頭座連接部分採用鎖緊環緊固等方式來提高攝像機穩定性。這種變焦鏡頭通常用於森林環境和防火監控、邊防等特殊場合應用，普通用戶實難普及。另外，由於網路延時問題，電動變焦後帶來的手動控制二次聚焦問題無疑又是一大難題。

　　市場出現了技術缺口！正因為槍式攝像機在高清時代的諸多不足，一體化攝像機的優勢體現才更為明顯。海康威視童振華採訪中說，一體化攝像機與槍型攝像機相比較，具有可以變倍和自動聚焦的特點，這對於監控一個狹長的通道是非常有用的，既可以實現整體監控又可以看清局部細節。槍型攝像機需要選配鏡頭並要現場安裝、調試，這些繁瑣的工作，一體機全部不需要，一體機只需要安裝上去即可，根本不需要調試。

　　另外，一體機體積比一般的槍型攝像機要小，安裝方便並且適合安裝的地點很多。網路一體機使用更是方便，只需一根網線即可實現供電、視頻輸出和控制。保千里陳楊輝在此話題上的觀點是一體化攝像機與槍機或者普通機型對比，主要表現在自動聚焦上面，圖像畫面可隨時保持清晰。

　　自動聚焦通過攝像機自動聚焦演算法檢測圖像主物面的位置，並根據其在攝像機圖像感測器上的聚焦情況自動調整鏡頭的聚焦馬達，這樣往復多閃，即可實現變焦控制全程自動聚焦，圖像在變焦過程中隨時保持清晰畫面。自動對焦主要技術難點是要提高聚焦的速度和精度，精度將影響後期影像處理的結果。場景中被攝物體與拍攝的距離時刻發生變化，快速的聚焦顯得尤其重要。日夜自動轉換技術讓安防監控變的更加智慧化，全天24小時連續監控。一體化攝像機集成了雙濾光片切換機構，由於鏡頭固定，因此無需考慮後焦可調節的機構，集成度高，穩定可靠。另外保千里一體化攝像機超寬白平衡、超寬動態、數位降噪、低照度這些特點，即使在夜間，監控圖像依然良好。

　　另外，高清網路一體化攝像機將視頻、雲台控制、報警和供電等都向網路化集成，具有SD卡本地錄影存儲、運動視頻圖像偵測、PoE供電、WiFi等功能，真正實現一線通；高新興羅中亮認為，相對于普通槍機而言，槍機一般都為定焦鏡頭，在安裝時就必須把焦距調好。但是一體機可以實現變倍，自動對焦，自對白平衡等，同時具有優秀的寬動態能力，自動的紅外濾片切換功能。在其加裝雲台後，可以有效地進行移動觀測，監控範圍大大拓寬。相比於球機，在都能滿足技術、環境要求的條件下，其有一定的成本優勢。

　　與以上持有相同觀點的還有金三立康威，他說一體化攝像機與傳統槍式攝像機相比，在安裝方面較方便，其電源、視頻、控制信號均有直接插口，不似傳統攝像機有麻煩的連線。

夜視問題
　　無論是用戶還是廠商都希望攝像機在白天和夜晚都能夠帶來同樣優異的畫質。為了實現全天候監控，除了期待高敏高感度的圖像感測器，廠商不得不採用多種手段來提升低照度環境下的圖像效果。例如採用日夜型紅外截止雙濾光片自動切換機構、彩轉黑、3D數位降噪、數位寬動態圖像增強等技術。

　　然而，無論無論產品將最低照度值標至多低，夜間監視效果與白天還是有一定差距，要想獲取清晰畫面，還需對場景補光(白光、普通紅外或鐳射夜視)。就槍型攝像機而言，鏡頭對於攝像機低照度的影響也是舉足輕重，百萬圖元的高清網路攝像機除了應當選擇相應的百萬圖元鏡頭以外，鏡頭的鍍膜和曲光率的設計也應符合相應標準。當然，低照度環境表現優異的圖像感測器、配上穩定可靠的濾光片機構、外配一款好的鏡頭、再加上優異的圖像增強演算法，這些都是一個好的槍型攝像機產品需要具備的要素，但這些都又不是低價產品所能承受之重。