淺談高清攝像機的技術(shù)和發(fā)展趨勢

需求

隨著社會不斷進步，經(jīng)濟快速發(fā)展和技術(shù)突飛猛進，公共秩序安全、生產(chǎn)安全、財產(chǎn)安全等越來越受到人們的重視，從而使以視頻信息為特征的視頻監(jiān)控更為廣泛地被應(yīng)用在各行業(yè)領(lǐng)域，如從早期金融銀行、道路交通、大型連鎖超市的安全監(jiān)控向個人、家庭應(yīng)用發(fā)展，從傳統(tǒng)的安防監(jiān)控向管理和生產(chǎn)經(jīng)營監(jiān)控發(fā)展,從室內(nèi)到無人值守特定場合應(yīng)用的監(jiān)控?？梢韵嘈?，市場的強勁需求會進一步激勵和催化技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是最近比較熱門的平安城市監(jiān)控系統(tǒng)需求。

閉路監(jiān)控系統(tǒng)是隨著電視和攝像機的出現(xiàn)發(fā)展壯大起來的。在這短短的幾十年的發(fā)展歷程中，從二十世紀七、八十年代開始，隨著新技術(shù)革命的興起，微處理器進一步普及和發(fā)展起來，從黑白攝像機的誕生，到現(xiàn)在的高清晰攝像機的推出。攝像機的線數(shù)從380線發(fā)展到目前的最新的高清晰攝像機線數(shù)可以達到上千線數(shù)。

高清攝像機

圖像的清晰度主要取決于攝像機的水平分辨率和后端的顯示設(shè)備的解析能力，好的傳輸介質(zhì)可以減少圖像在傳輸過程中的信號衰減。攝像機的感光芯片分CCD與CMOS，由于CCD傳感器在靈敏度、分辨率、噪聲控制等方面都優(yōu)于CMOS傳感器，所以絕大部分的專業(yè)攝像機都是采用CCD作為感光芯片。

ＣＣＤ，是英文ChargeCoupledDevice即電荷耦合器件的縮寫，它是一種特殊半導體器件，上面有很多一樣的感光元件，每個感光元件叫一個像素。ＣＣＤ在攝像機里是一個極其重要的部件，它起到將光線轉(zhuǎn)換成電信號的作用，類似于人的眼睛，因此其性能的好壞將直接影響到攝像機的性能。

單CCD的物理機構(gòu)圖

衡量ＣＣＤ好壞的指標很多，有像素數(shù)量，ＣＣＤ尺寸，靈敏度，信噪比等，其中像素數(shù)以及ＣＣＤ尺寸是重要的指標。像素數(shù)是指ＣＣＤ上感光元件的數(shù)量。攝像機拍攝的畫面可以理解為由很多個小的點組成，每個點就是一個像素。顯然，像素數(shù)越多，畫面就會越清晰，如果ＣＣＤ沒有足夠的像素的話，拍攝出來的畫面的清晰度就會大受影響，因此，理論上ＣＣＤ的像素數(shù)量應(yīng)該越多越好。但ＣＣＤ像素數(shù)的增加會使制造成本以及成品率下降，而且在現(xiàn)行電視標準下，像素數(shù)增加到某一數(shù)量后，再增加對拍攝畫面清晰度的提高效果變得不明顯，因此，一般一百萬左右的像素數(shù)對一般的使用已經(jīng)足夠了。

單ＣＣＤ攝像機是指攝像機里只有一片ＣＣＤ并用其進行亮度信號以及彩色信號的光電轉(zhuǎn)換，其中色度信號是用ＣＣＤ上的一些特定的彩色遮罩裝置并結(jié)合后面的電路完成的。

由于一片ＣＣＤ同時完成亮度信號和色度信號的轉(zhuǎn)換，因此難免兩全，使得拍攝出來的圖像在彩色還原上達不到專業(yè)水平很的要求。為了解決這個問題，便出現(xiàn)了３ＣＣＤ攝像機。

３ＣＣＤ，顧名思義，就是一臺攝像機使用了３片ＣＣＤ。我們知道，光線如果通過一種特殊的棱鏡后，會被分為紅，綠，藍三種顏色，而這三種顏色就是我們電視使用的三基色，通過這三基色，就可以產(chǎn)生包括亮度信號在內(nèi)的所有電視信號。如果分別用一片ＣＣＤ接受每一種顏色并轉(zhuǎn)換為電信號，然后經(jīng)過電路處理后產(chǎn)生圖像信號，這樣，就構(gòu)成了一個３ＣＣＤ系統(tǒng)。

和單ＣＣＤ相比，由于３ＣＣＤ分別用３個ＣＣＤ轉(zhuǎn)換紅，綠，藍信號，拍攝出來的圖像從彩色還原上要比單ＣＣＤ來的自然，亮度以及清晰度也比單ＣＣＤ好。但由于使用了三片ＣＣＤ，３ＣＣＤ攝像機的價格要比單ＣＣＤ貴很多，所以只有專業(yè)用的攝像機才會使用３ＣＣＤ。

由于3CCD的攝像機價格比較高，現(xiàn)在只有SONY推出了幾款的3CCD高清攝像機，目前市面上的攝像機主要使用的大部分是單CCD。而攝像機的水平分辨率只要高于480線，都可以稱為高清晰攝像機。隨著CCD的不斷發(fā)展，攝像機的水平分辨率從380線→420線→480線→500線→520線→540線。。。；像素從25萬→38萬→47萬。。。，目前的3CCD攝像機水平分辨率可以達到1000線，像素在100萬以上。

CCD芯片從普通的CCD→SUPERCCD→EX-VIEWCCD，芯片廠家的芯片的不斷推陳出新，攝像機的廠家也在新的芯片上進行研發(fā)產(chǎn)品。