來源：安防展覽網
隨著影像監控市場的發展，圖像感測器晶片的市場量，將分別從 2013 年的 28%，增至2015 年的 72%；以處理器晶片的市場量，從 2012 年的 70%，增至 2015 年的88%。縱觀整個市場預測，未來五年，全球電子安防市場將保持 8% 的年均增長率，並在 2017 年達到 3220 億美元。
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| Security Market: Global Forecast & Analysis (2012 – 2017), www.marketsandmarkets.com |
而安防市場的增長主要來自兩個方面：影像監控總額增長 12%，和亞洲高端安防市場的需求。據瞭解，全球影像監控市場在過去的十年內快速發展。而中國設備製造商在市場中扮演著越來越重要的角色。許多國際品牌也通過中國工廠生產安防產品，以供給海外市場的銷售。對於為影像監控設備提供核心半導體元器件的公司，中國正在成為他們最重要的區域市場。
《IHS 中國影像監控設備製造報告 2013 版》指出，中國影像監控製造市場在 2012 年的產量約為 70M。其中前端設備如類比攝影機、網路攝影機和類比高清攝影機占 87.3%，DVR、NVR 和類比高清 DVR 等後端設備占 12.7%。更為重要的是，越來越多的業界人士開始意識到，高品質的影像成像效果是一個系統化的工程，圖像品質已成為市場關注的焦點。
畫面品質成為關注 CMOS 圖像傳感掀開發熱潮
高清監控代表著巨大的資料量和更快的處理速度，無論圖像採集單元、影像處理單元，還是傳輸、顯示和儲存單元等，都必須具備高速的處理能力，當元器件高速化之後，就很容易受外界雜訊的干擾，如 ESD、Surge 等暫態雜訊。”晶焱科技股份有限公司創辦人/設計研發部副總經理姜信欽從電子元器件的角度分析道，尤其是針對前端攝影機的兩大關鍵部件——成像晶片和影像處理，深圳比亞迪微電子有限公司副總經理兼總工程師馮衛更為直接地指出，高清監控任務要靠整個系統來完成，很多情況下難以把影像處理和成像晶片的問題分開。
對於圖像感測器晶片廠商而言，需要借助感光技術的進步，通過工藝、感光單元、電路設計、封裝等方面的提升，提高圖像清晰度和低光成像效果。而作為後端影像處理方案，則需要有充足的適應能力，要求晶片廠商加快技術創新，開發出工作頻率更快、晶片功耗更低、性價比更佳的產品方案。
CMOS傳感技術效果凸顯 節省廠家研發投入
2012 年 CMOS 圖像感測器受到市場青睞，重要原因在於過去大大低於 CCD 的靈敏度問題，由於使用了新的感測器技術，如背照式 CMOS，逐步得到解決。和 CCD感測器相比，CMOS 傳感器具有更好的量產性，而且容易實現包含其他邏輯電路在內的SoC（System on Chip）產品，而這在 CCD 晶片中卻很難實現。尤其是 CMOS 感測器不像 CCD 晶片那樣需要特殊的製造過程，因此可直接使用面向 DRAM 等大批量產品的生產設備。
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這樣一來，CMOS 圖像感測器就有可能形成，完全不同於 CCD 圖像感測器的成本結構，同時也為 CMOS 感測器高度集成化開闢了新的發展方向。早期市場上就曾經推出過 CMOS 感測器自帶 ISP 處理器，內含 2A（AE、AWB）控制演算法。而發展至今，這樣的產品極受市場的歡迎和青睞。
眾多不具備 ISP 影像處理器 /ISP 演算法研發能力的小企業，可以使用自帶 2A 處理的CMOS 感測器，來製造高清攝影機。傳統的高清攝影機架構中，從前端到後端一般分為幾個組成部分：圖像感測器 SENSOR、ISP 圖像感測器，壓縮/信號轉換處理；而如果使用整合 ISP 的 CMOS 感測器，中間部分使用 FPGA 晶片，實現的 ISP 單元就可以省去，這樣既有效的降低設備整體 BOM 成本，又繞過了 ISP 演算法的研發門檻。目前市場上價格較為低廉的 720P 高清網路攝影機大多都使用此類方案。
整合 Real 幀級寬動態的超寬動態高清背照式 CMOS 感測器，與之前的整合 2A 功能的CMOS SENSOR 不同，這款產品使用了感測器廠家拿手的幀級寬動態技術。我們知道，對於高清攝影機的影像處理，尤其是 ISP 部分依靠的不僅僅是研發實力，也依靠對於影像處理調試的豐富經驗積累。那麼一款自帶幀級寬動態功能的背照式 CMOS 感測器產品，不僅將感測器的動態範圍提升至 120dB 以上，也為攝影機生產廠家節省了研發投入。
CMOS 圖像感測器市場地位迅速崛起
近兩年，無論是在類比監控市場，還是網路監控市場，一個共同的發展變化就是：CMOS 圖像傳感技術的迅速崛起，使得監控前端從過去 CCD 傳感技術一統天下的格局，快速轉向 CMOS 圖像傳感技術。一批廠商紛紛在市場上掀起了一股，以 CMOS圖像感測器為核心的監控攝影機開發熱潮。
與 CCD 圖像感測器相比，CMOS 在低光條件下的成像效果以及高動態範圍的性能表現，一直是市場人士詬病的主要問題。對此，Aptina 公司汽車、工業和醫療（AIM）事業部高級市場總監 Alvin Wong 介紹道，感測器的低光照性能對於準確地呈現圖像和保持圖像的真實色彩是至關重要的。然而，低光照性能的一個關鍵因素是像素尺寸，因為它與靈敏度直接相關，即使像素技術在不斷進步，較大像素尺寸具有較高靈敏度的準則仍然適用，但對於給定的解析度，較大的像素尺寸由於需要使用成本較高的透鏡，這通常也意味著較高的系統成本。
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而在另一方面，更高的動態性能，是指圖像感測器必需具備同時準確捕獲極亮，和低光照場景的能力，即保證明亮和黑暗場景能夠同時適當曝光。但高動態功能也增加了系統的成本和複雜性，一般都需要附加的感測器記憶體，和更複雜的影像處理程式。因此，目前各家圖像感測器供應商面對的同一個挑戰是，既要滿足低光照和高動態性能要求，又不能有太高的總體系統成本。
另一個比較明顯的趨勢是，在CMOS感光晶片內部集成ISP，以進一步彌補在感光度和信噪比上不足的SoC晶片，是廠商們目前主推的一種解決方案。與後端分離式的ISP或DSP方案相比，這兩大技術方案各有優缺點。
後端處理的 ISP 或 DSP 方案，能夠在影像處理上獲得更多的緩存，因而可以採用更複雜的影像處理演算法，處理時間和空間更宏觀，圖像效果也更佳；當然，這樣的方案往往集成度稍差，成本較高，需要感光晶片、DSP 工程師一起配合進行開發，開發時間稍長，應用成本、生產損失也相對偏高。
而對於 COMS 內整合 ISP 的 SoC 晶片，他認為，由於要考慮到散熱及晶片面積等問題，影像處理演算法方面的資源有限，但其優勢是可以提供高度集成的單晶片方案，方便工程開發、備料，並縮短產品的上市週期等，可為客戶帶來高性價比的技術方案，因此，廠商可以根據實際的應用需求來選擇不同的技術開發路線。
圖像感測器兩種晶片的優劣勢發展
圖像感測器主要有 CCD 和 CMOS 兩種晶片，而在我們目前的高清影像監控領域，CMOS 晶片產品已經被大量應用至各式各樣的產品。
早期，我們通常認為圖像畫質優秀的設備都採用 CCD 感測器，而低成本產品則使用 CMOS 感測器。但是新的 CMOS 晶片技術，已經克服了早期 CMOS 感測器的技術弱點，感測器的設計上相比老產品提升了低照性能、曝光模式等。拿目前流行的背照式 CMOS 感測器來說，在傳統的 CMOS 圖像感測器中，感光二極體位於電路電晶體後方，光線會通過微透鏡和光電二極體之間的電路和電晶體，那麼進光量就會因遮擋而受到影響。
背照式 CMOS 感測器在圖像感測器元件內部的結構上做了優化，它將感光層的原件調轉方向，讓光線從圖像感測器比傳統 CMOS 感測器，在感光靈敏度上有質的飛躍，在低照度環境下，採用背照式 CMOS 感測器的高清攝像機在聚焦能力、圖像畫質表現、圖像噪點控制等方面有了極大的性能提升。
而我們常見的 CCD 感測器攝影機只能夠 720p@25fps，支持 1080P 格式的 CCD 感測器造價高昂。背照式 CMOS 感測器像素可以再高些。雖說無論是背照 CMOS 或是 CCD，都可以提高有效像素。但是背照式 CMOS 的構造，決定了感測器面積不變的情況下，可以將有效像素進一步提高，畫質也能夠保持得比較好。相比之下 CCD 盲目提高像素的話，畫質就會很差，而且隨著像素提高，晶片尺寸也在變大造成成本幾何倍數上升。
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