模擬高解析攝像機及芯片技術發展解析

　　大家都知道，高清安防監控系統隨著近幾年由政府主導的國家平安城市、大型賽事(如奧運會、世博會、亞運會以及大運會)等一系列項目的推進，得到了前所未有的快速發展。在這個快速發展時期，模擬高解析攝像機隨著芯片技術的發展，其圖像清晰度、色彩還原、低照度、寬動態等指標都得到較大幅度的提升。

　　芯片產業一直以來是安防行業的上游產業，芯片技術的發展對攝像機發展起著至關重要的作用。今天主要從芯片技術發展的角度來談談模擬高解析攝像機的發展。

　　從模擬攝像機核心組成部分上劃分，主要包含鏡頭(Lens)、圖像傳感器(Sensor)和數字信號處理器(DSP)三大部分，本章主要是從模擬攝像機圖像傳感器和數字信號處理器兩個部分來進行解析。

　　第一部分：圖像傳感器

　　CCD與CMOS之爭

　　大家都知道，早期的模擬攝像機產品，包括380線、420線、480線、540線等，基本都是采用CCD圖像傳感器，以SONY ICX405/409、ICX633/ICX639、ICX213 等CCD芯片為主。傳統的CCD圖像傳感器由于在景深、色彩還原、低照效果、全局曝光等方面明顯優于早期的CMOS圖像傳感器，因此在很長一段時間內，模擬攝像機圖像傳感器芯片基本是CCD一統天下的格局。但是由于CCD制造工藝復雜、不良率相對較高，直接導致CCD芯片成本偏高。

　　另一方面，CMOS圖像傳感器廠商，通過不斷的技術創新，使CMOS圖像傳感器在性能、功能上得到了大幅度提升，并逐步在縮小與CCD圖像傳感器之間的差距，有些方面甚至超越了CCD ，最主要也是最核心的一個因素是CMOS由于其生產工藝簡單，優良率較高，成本相對較低，便得到了廣大用戶的青睞。

　　模擬高解析攝像機圖像傳感器

　　2009年SONY推出了高像素960H CCD圖像傳感器(主要包含EXview HAD CCD II系列的ICX673和Super HAD CCD II系列的ICX663圖像傳感器)，有效像素可達976(H)× 576(V)，配合后端Effio系列的高性能DSP，水平線數可達700TVL。SONY最新推出的高靈敏度960H EXview HAD CCD II系列的ICX873芯片，水平線數可達750TVL。

　　上文提到由于CMOS廠商的不斷努力，改善CMOS生產工藝(如SONY采用背照技術使CMOS圖像傳感器受光面吸收更多的光線)，CMOS圖像傳感器CCD圖像傳感器在圖像質量上的差距越來越小，目前在模擬高解析攝像機中，有不少攝像機采用了CMOS圖像傳感器，如SONY IMX138/238，Pixplus PC1089/3089等，配合后端高性能DSP處理芯片，水平線數最高可達950TVL。

　　第二部分：高性能DSP芯片

　　2009年，SONY推出了Effio系列700線高解析度CCD模擬攝像機產品，主要包含高像素960H CCD和高性能DSP芯片。SONY 最早推出了Effio-E CXD4127GG(入門級)、Effio-Enhanced CXD4140GG(升級版)、Effio-S CXD4130GG(標準版)、Effio-P CXD4129GG(高端)，2003年又推出了Effio-S和Effio-P的升級版本第三代Effio-A CXD4151GG 和Effio-V CXD4141GG DSP圖像信號處理器芯片，實現了范圍更加寬廣的可視性，具有700TVL以上的水平分辨率、高靈敏度、3DNR、WDR、同軸視控和除霧功能。此外，自動場景識別和和場景選擇功能可為各種可視化安全場景提供最合適的圖像。

　　針對模擬高像數CMOS圖像傳感器芯片，上海富翰微、Nextchip 等DSP供應商也及時推出了高性能的圖像信號處理芯片，如富翰微FH-8510、FH8520，其中FH8520是一款針對CIS專業安防攝像機用的圖像信號處理芯片，支持720P CMOS，模擬輸出支持960H標準，且具有WDR、3D降噪、幀累積等功能，并且可以搭配不同的CMOS Sensor，是目前模擬高解析攝像機市場中仿真高清圖像的關鍵。

　　總結，目前高解析攝像機CCD陣營主要以SONY Effio系列攝像機為主，CMOS陣營主要以Aptina、Pixplus、OmniVision、SONY等CMOS供應商和上海富翰微、松翰、Nextchip為主。高像素Sensor結合高性能DSP可實現高清圖像畫質、優異色彩還原和低照度效果，可使水平分辨率達到700TVL至1000TVL的清晰度。

　　目前，深圳有廠家推出了700線CCD高解析度低照度59/40(II)和超級寬動態59/50(II)系列產品、700線CMOS 高解析度13/30系列產品，以及900線CMOS高解析度13/40系列產品，同時還具有同軸視控、雙電源、自動光圈等新功能，完全能滿足目前專業安防市場對模擬高解析攝像機產品的需求。

　　盡管IP、HD-SDI高清攝像機發展迅速，但對于出貨量仍占上風的國內模擬監控市場來說，IP、HD-SDI并非高清惟一的選擇，尤其對于那些習慣于傳統模擬監控的工程商、集成商和用戶，模擬高解析攝像機將會隨著模擬高清芯片方案不斷更新換代，將會更備受關注。