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用于安全监控的网络摄影机方案

作者:angelazhang时间:2016-03-02

网路摄影机,顾名思义,即结合网路技术和传统摄影机的新一代摄影机,其显著的特点是能进行远程即时监控,满足安防业不断提高的要求。随着时代的发展和技术的进步,其应用会越来越普及和广泛。作为关键元件,图像感测器对网路摄影机性能的提升起着至关重要的作用。本文将重点介绍安森美半导体具出色微光性能的图像感测器。

  市场趋势

  目前安全防卫监控市场上主要有两类摄像机:CCTV(闭路电视采用类比摄影机)和网路摄影机。

  CCTV类比摄影机的解析度由「TVL」(电视行或线)表示,TVL是指使用ISO12233解析度测试卡度量的水平线数。TVL是综合感测器画素、镜头和图像讯号处理器(ISP)三大因素的系统测量,800线为最理想的值。TVL数通常决定摄影机的均价。

  类比摄影机将图像转化为NTSC/PAL制式的类比讯号,通过同轴电缆进行传输,优点是易于安装,成本较低。而网路摄影机将图像转化为数位讯号,基于乙太网路传输资讯及影片,优点是提供高画质和全高画质解析度。

  2014年开始新兴类比摄影机和网路摄影机之间的HD-CCTV摄影机类别,它由类比摄影机改进而来,无须新的布线,可经由同轴电缆进行数位讯号传输,提供网路摄影机品质的影片但无需增加成本,支援的影片格式包括HD-SDI、HD-CVI、HD-TVI和HD-AHD。

  据TSR的市场研究报告,从解析度来看,720p和1080p为网路摄影机市场主力,而1080p的市占率逐年提高,预计到2016年1080p的销量开始超过720p。由此看来,网路摄影机正逐年向全高画质迈进。安森美半导体提供的图像感测器AR0130、AR0140用于720p摄影机,支援1080p摄像机的则有AR0230。

  安全防卫图像感测器方案的优点

  安森美半导体的图像感测器在汽车行业已有多年广泛的应用,尤其有很好的温度适应性和使用经验,再加上与方案商和图像讯号处理晶片商的密切合作,以及全套开发工具,可提供全系列方案阵容,配合由720p提高至1080p的高画质影片的市场趋势,用于包括可穿戴安全防护、家居安全防护、700线类比摄影机、圆顶摄影机、720p网路摄影机、1080p PTZ(云台)网路摄影机、360度摄影机和4K超高画质网路摄影机等应用,能满足安全防卫监控市场多种不同的性能及价格需求。方案通过提供宽动态范围、出色的灵敏度和卓越的近红外性能实现微光能力。

  AR0130—1/3英寸光学制式、120万画素CMOS图像感测器

  AR0130采用安森美半导体专有的A-pix画素技术进行减噪,以及DR-pix(动态回应)画素技术,以每秒60帧(fps)的速率捕获高画质720p影片,优异的近红外(NIR)性能以850纳米波长提升夜视能力,微光(低至0.1勒克斯)高画质成像的性能。如图1所示,在相同的微光场景中,右图由于使用了安森美半导体的DR-Pix技术,比左图用一般相机所拍图像的感光度和清晰度更好。

图1:一般相机与DR-Pix技术拍摄效果对比

  AR0130支援高端的摄像机功能如自动对焦控制、分屏、视频及单帧捕捉,提供自动黑电平校准、场景切换、渐进式扫描、先进的增益控制,可通过双线串行介面进行编程,而并行介面可相容大多数图像处理器,内置触发模式以同步多个感测器。此外,AR0130还可将传统的类比摄影机升级到高画质600-1000线系列类比摄影机,也可直接升级到高画质网路摄影镜头解决方案。由于AR0130增强的灵敏度减少LED照明需求,进而减少摄像机物料清单,故具有高成本效益。

AR0230CS—1/2.7英寸光学制式、210万画素CMOS图像感测器

  AR0230CS延续了AR0130的设计(结合微光功能及近红外性能),并在此基础上整合达105 dB的高动态范围,可提供高品质1080p(1920x1088解析度)影片,它能以每秒60帧(fps)的速率捕获高画质1080p影片数据。AR0230包含整合的HDR影片支援,带优化的运动补偿、高级局部色调映射(ALTM)及数位侧向溢流(digital lateral overflow,DLO),以将运动伪像减至最少,及优化HDR色彩再现。此外,AR0230CS提供交错式T1/T2输出,用于使用第三方网路服务供应商(ISP)HDR支援的客户。

  安森美半导体专有的双转换增益3.0微米(um)DR-Pix画素技术用于增强微光性能,及将动态范围拓宽至最大105 dB。DR-Pix技术画素提供两种模式:低转换增益模式,优化用于在明亮环境下提供更大的电荷处理能力;高转换增益模式,在微光环境下提供更高的灵敏度及更低的杂讯读取。其他功能还包括全局复位释放快门模式、先进的板载统计引擎、高速可配置环境切换、自动黑电平校准、片上锁相环及温度感测器。AR0230CS的工作温度范围是摄氏-30度至+85度,包含并行及HiSPi介面。

  图2展示了同类型竞争器件与AR0230所拍图片在0.5勒克斯光照+红外灯条件下采用黑白模式输出的对比效果,可见AR0230比竞争器件杂讯更低、成像更清晰。

图2:同类型竞争元件与AR0230拍摄图片效果对比

  结语

  网路摄影机是未来影片监控业发展的重点,而对它不断地创新与发展有赖于关键元件图像感测器的性能。由720p解析度迈向超高画质1080p是趋势所在,安森美半导体配合这市场趋势,发挥在图像感测器领域的优势和专长,提供从可穿戴安全防卫到4K超高画质网路摄影机全系列方案,通过高动态范围、低杂讯处理等技术实现微光高画质影像,是用于高可靠性要求如安全防卫监控和汽车等应用的理想选择。



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