突破高清与数字化 一体化机芯市场需求激增
- 来源：电子工程世界 作者：编辑部
- 2012/9/19 8:48:501681
市场增长加快高清化需求明显
早期高清一体机机芯几乎由国外厂商垄断中国市场，但随着高速球和一体机机芯市场需求不断扩大，国内一些掌握核心技术的厂商，也成功推出了国产百万高清一体机机芯，并且在性能上与国外厂商平分秋色。在市场方面，2011年前三季度百万高清一体机机芯一直保持着10%的增长速度，国内品牌的百万高清一体机机芯也占到了整个市场的35%。
目前百万高清一体机机芯发展态势迅猛，很多有研发实力的厂家都开始投入大量的人力和财力进行一体机机芯的开发和生产，而且百万高清一体机机芯可用于多种产品形态，如高清快球、高清红外球、高清一体化摄像机、高清云台等等，从而其市场前景非常广阔，用量巨大。由于百万高清一体机机芯的高强适应性和灵活性让其可以在多个行业和领域得到应用，如平安城市、道路监控、小区监控、厂区监控、校园监控等等；在一些细分行业，如*行业，电力行业等均有涉足。
另一方面，早期高清一体机机芯几乎由国外厂商垄断中国市场，但随着高速球和一体机机芯市场需求不断扩大，国内一些掌握核心技术的厂商，也成功推出了国产百万高清一体机机芯，并且在性能上与国外厂商平分秋色。在市场方面，2011年前三季度百万高清一体机机芯一直保持着10%的增长速度，国内品牌的百万高清一体机机芯也占到了整个市场的35%。
高清画面与全数字化的突破
目前，市场上模拟机芯产品还是占据主流，但从行业的发展与厂家的一系列动向可以获悉，高清机芯的角色在监控市场的地位日益加重。相比模拟机芯产品，高清机芯类产品虽然涉及到多个模组技术的改变与升级，但从本质上来讲，高清机芯的优势不外乎两点：1.高清画面；2.真正的数字化。
高清画面主要表现在高清机芯可提供的像素点由原来的D1约40万像素提高到百万像素、130万像素、200万像素、300万像素甚至是500万像素，像素的增大带来更广角的画面，使得在高变倍情况下也能拥有高质量画面；再者，百万高清机芯低1280x720的分辨率相比模拟产品704x576的分辨率细节表现更为突出，在与球机或一体化摄像机的搭配应用下拥有模拟机芯不能比拟的图像清晰度，而对于应用较为广泛的社会治安监控等领域，高分辨率的视频为查处违法车辆、**等提供了重要的技术手段和证据。
在模拟机芯产品中，CCD传感器产生的模拟信号首先被转换为数字信号，通过其内置的DSP芯片处理后，又被重新转化为模拟信号在同轴电缆上传输。后，当该模拟信号到达后端DVR时，又被重新数字化，然后存储到硬盘上。在这一过程中，图像信号的三次转化会造成图像质量的下降。但高清一体机机芯中，图像在经由数字化之后将一直保持数字化的状态，无须进行多次数/模或模/数转化，真正实现全数字化传输。
传感器、镜头、DSP核心技术创新
高清机芯的硬件模块结构与模拟产品并无不同，但其传感器、镜头、DSP等核心硬件却是质的飞跃：百万像素高清一体机机芯主要还是延续了CCD传感器，具代表性的莫过于日立的DI-SC110-C130万像素高清一体机机芯，该机芯刮起了高清机芯的飓风，其出色的清晰度、景深表现，优异的低照性能、长焦变倍，一推出市场，立马受到众多高速球厂家、一体机厂家青睐，迅速占领市场。不过在200万像素以上的机芯产品主要以CMOS为主索尼推出的ExmorCMOS即背照式高感光度CMOS，其低照效果可以媲美CCD，彻底颠覆了之前人们印象中的CMOS夜间效果差这一认知；
在镜头方面，一些厂家开始推出更高变倍的如22X、28X等光学变倍的高清镜头，以适应市场需求，但由于长焦镜头技术门槛相对较高，且对应能制造相应高清镜头的实力厂家相对较少，所以价格相对来说也很高。不过机芯厂商在镜头选择上，依然是国外厂商优先，腾龙、富士能、佳能、宾得等厂商在高清、长焦镜头上的技术相比国内厂商还是有一定的优势。但国厂镜头厂商如凤凰、福光、鸿发光电等企业随着技术不断发展创新，他们也是机芯厂家的重点选择企业。
DSP是考验各家技术实力的一个重点，对于3A（自动白平衡、自动曝光、自动聚焦）的处理是衡量一个机芯优劣的重要指标，一般做的好的厂家白平衡功能在各种场景下都控制的非常好，而且聚焦速度也很快，不论白天夜间聚焦都不超过1S。在DSP部分除了3A之外，还有宽动态、透雾、智能分析等技术革新功能，目前也有厂家在推广，但是现阶段来看噱头的成分更大一些。
竞争激烈适者生存
2010年日立推出款真正意义上的高清机芯产品后，众多机芯厂家也同时看到国内安防行业正朝着高清化的发展路线，而高清机芯类产品需求量占据重要市场份额的巨大商机，纷纷推出相应高清机芯产品，市场竞争非常激烈。当2010年日立的130万像素高清机芯DI-SC110-C面世后，索尼、三星纷纷推出200万CMOS高清机芯以获取相应的市场份额。随后，LG的LNM122012倍变焦全高清1080P与LNM281028倍变焦720P高清一体机机芯，松下400万像素GP-MH310高清一体机机芯也相继面世。不过，日立也并不示弱，2011年年中，日立的DI-SC220-C1080P全高清一体机机芯也横空出世，据悉，今年日立将会推出一款全新的720P高清机芯，虽然在像素上并没有多大表现，但该产品是款真正意义上拥有透雾功能的高清机芯产品，且其在低照度的表现也相比以往产品有了质的飞跃。如此看来，在高清机芯领域里，国外厂商竞争的激烈程度不可谓之不惨烈。
虽然日韩企业在高清机芯技术创新上相比国内企业具备一定的优势，但从2011年CPSE安博会、今年上半年国内各地安防展上，国内企业所展出的高清一体机机芯产品无论在技术性能还是外观设计上均不逊色于国外厂商，同时也出现了一些的高清机芯厂商。对于国内高清机芯厂商发展现状，浙江大华技术股份有限公司产品经理仲伟表示：“对国内厂家而言，传感器和镜头都是选用别家的，而将精力集中在图像处理、自动聚焦算法研究上，以提高自己的核心竞争力。”
例如，波粒在2011年推出自主研发低照度一体机芯BL-1080DC，成为国内为数不多的百万高清一体机机芯厂商之一，打破了国外高清视频监控技术的垄断。该高清机芯拥有200万像素、低可达照度0.01Lux、36倍光学变焦、日夜双滤光片自动转换等优点，在低照度、高清晰、远距离监控等方面有不同凡响的表现，此外，它还具有低耗能、发热量小的良好性能。BL-1080DC一经推出就受到了极大的关注，对国外企业产生不小冲击。
大华股份的200万20倍ICR日夜型高清一体机机芯DH-CA-HZ2020也颇具代表性。该设备采用了高可靠性、高性能的工业级FPGA芯片作为图像采集、处理及控制芯片，高有效像素可达240万，将光学成像、图像采集、图像处理、自动白平衡、自动曝光、自动聚焦、变焦控制设计为一体，可靠性高，图像色彩还原能力强且能自动适应不同色温、不同照度、不同物距的拍摄环境，图像输出及控制信号使用LVDS接口对外开放，后端使用时接线方便，信号传输可靠性高，可在-20℃～ 60℃范围内常年全天候可靠运行。
还有景阳的SN-CMD7100DN/Z18百万像素高清一体机机芯，该机芯搭载的是18倍高性能光学变焦镜头，结合景阳自主研发的高精度图像聚焦算法，变倍速度极快，其不仅可以提供理想的监控视野，而且还能实现自动对焦。
除此之外，艾普视达、舜宇、明日实业、深圳捷高、目击者等都是国产高清一体机机芯厂家的主力军，他们的出现给国外高清机芯厂家来了一次迎头痛击，让国外一些的高清一体机机芯厂家不得不重视国内安防技术的更新速度与市场占有份额。国外厂商优势在技术，国内厂商则性价比超群，在国内安防行业竞争越发激烈的今天，“物竞天择，适者生存”的道理同样适用，并不是价格高的产品才是，合适的才是好的。
从国内外众多高清机芯厂家加大对高清一体机机芯技术研发与市场推广的力度来看，喻示了目前高清机芯产品的春天已经来临，其市场表现也显得“生机勃勃”。虽然竞争无比激烈，但无论是国内外厂家都需要理性对待目前高清机芯市场的高速增长表现，理性竞争，维护高清机芯市场的良好秩序。
高清虽重要稳定性仍是关键
作为监控系统的眼睛，机芯的稳定性相当重要。随着高清时代的到来，近几年国内涌现出众多高清厂家，市场上的高清产品也是层出不穷，但是由于目前国内能真正做到自主研发，让前端产品与后端配套的厂家还并不多，而大多数厂家采用的是第三方的后端，这就造成前端摄像机与后端配合度不佳，影响稳定性。而且，也会存在少部分高清机芯厂家在研发过程中没有做充分的测试，导致实际应用中故障百出。
机芯产品需要在各种环境下正常工作，一些有实力的厂家生产的样机都要经过一定范围的高低温测试、老化寿命测试、30天无故障的稳定性测试，以保证批量出厂的每一台机芯都能达到佳效果，这样才能保证监控系统的稳定性。所以，在选择高清机芯产品时，的品牌相对会好些。
对此，深圳波粒匡全伟建议：“在选择产品时，首先要选择有实力、能自主研发的厂家推出的产品。还要应用广泛，经过很多工程项目和复杂监控环境的考验，这样的产品稳定性才高。因为高速球是密闭性的，夏季我国许多地方都比较炎热，要考虑产品的散热性、耐高温性。监控设备大多安放在户外，因此产品的防雨、防浪涌功能也是值得注意的。”
对于高清机芯应用环境，天津天地伟业数码科技有限公司数字前端产品经理郭辉同样表示：“一体机机芯产品的稳定性和可靠性主要在于是否可以适应室外的恶劣环境，由于机芯通常都装在球机或者云台等室外设备中，所以高低温环境、温湿度环境等适应性是考验机芯稳定性的一个重要标准。此外，长时间工作的散热解决，以及白天和夜间的参数自动调整都是保证达到优化效果的必须考虑的因素。在产品选择上一要看品牌，二要看温度适应性，其次要看整机的结构设计是否合理。”
在选择应用上，为了达到高清机芯产品理想监控效果，浙江大华技术股份有限公司产品经理仲伟表示：“产品的选择上，建议按需选取，这样既能保证满足需求，又能节省整个监控工程的费用。比如，在人流量、车流量多的广场、路口，推荐使用分辨率更高的200万像素高清机芯；如果机芯经常工作在背光场景，宽动态机芯是个很好的选择，而在非背光场景，就不用选择带宽动态机芯，因为带宽动态功能的相机普遍会比非宽动态的价格高。”
上海乐金广电电子有限公司（LG）设计部工程师高娜则表示：“在高清机芯的选择上，各种功能参数不一定要拘泥于数字，根据不同的环境，来选择合适的配置，在追求高清的同时，稳定定才是重要。”
高清与智能密不可分
从2006年开始，国内安防行业几乎呈现出45度角的增趋势，安防产品在技术或是在外观上更是日新月异，这得益于国内对安防产品的需求在政府、媒体、企业的推动下达到了一个新的高度，再加上国内对新技术、新产品拥有充分的包容度，从而刺激安防市场对技术和产品要求的改变和创新。在高清飓风席卷下，作为主力军之一的高清一体机机芯自然也是如此。
随着高清传感器、DSP等技术的飞速发展以及更多镜头厂家的加入，对高清一体机机芯来说，光学变倍越来越大、像素点越来越高、图像分辨率越来越大自然是一种发展趋势。具体而言，目前高清机芯市场上主要还是以130万像素、200万像素为主，倍数一般也只有20倍。机芯的核心部件镜头、传感器、图像处理技术、聚焦技术等，每一个模块都制约着机芯的发展。随着机芯镜头与传感器技术的发展，需要更高分辨率、更高倍数、更低照度的机芯面世来满足用户更高的监控需求。再者，图像处理技术的智能化发展，使得图像还原更佳，比如机芯的宽动态功能，目前短处是需要针对宽动态场景手动开启，并调节强度，而智能化的应用则是能做到自动识别出宽动态场景并调整图像参数，达到全自动智能化处理，节省时间也节约成本，且聚焦也会越来越快。
对于高清一体机机芯的发展趋势，深圳波粒科技股份有限公司技术总监匡全慰表示：“未来，高清和智能是一体机机芯的发展趋势，这一点已经成了行业共识。在高清的基础上，植入智能技术，进行监控、判断、分析、报警，减轻人工监控的难度。比如，在车站、码头、口岸的进出卡口，通过植入人脸分析的高清摄像机，让摄像机自动对比数据库里的信息，发现可疑人物，马上报警。相信随着高清监控技术的不断提高与完善，将来智能化的高清监控，将成为安防监控的主流趋势。”
上海乐金广电电子有限公司（LG）设计部工程师高娜则表示：“高清一体机机芯自身的发展需要突破高清变焦镜头组的瓶颈，实现更大倍率的变焦，提供实时高清画面。
此外，高清一体机机芯作为半成品，为了便于客户二次开发，需要制定共有的接口标准。”
目前高清有两个趋向，一个是数字高清，一个是网络高清。主要区别是在于数据传输的方式，更高的清晰度意味着更高的数据流量，对于数据传输的要求更高。因此，高清一体机机芯的发展同样也需取决于后端传输技术的发展。