wapa百萬(wàn)高清攝像機(jī)特性介紹

1、WAPA百萬(wàn)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)技術(shù)特性,深圳波?？萍脊煞萦邢薰窘鉀Q方案中心2012-08-06,百萬(wàn)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)誕生背景,發(fā)展歷程：,誕生背景：,用戶對(duì)安防視頻監(jiān)控的新理解：從看得見(jiàn)，到看得清。感光器技術(shù)：CMOS相比CCD，高像素，高集成度，低功耗、低成本芯片技術(shù)與編解碼標(biāo)準(zhǔn)：用于安防視頻領(lǐng)域的編解碼芯片性能水平的提升，以及視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)MEPE-1、MPEG-4到H.264壓縮編碼。數(shù)字化的要求：信號(hào)處理、傳輸、存儲(chǔ)

2、、顯示、視頻分析、系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)與集成等，都對(duì)安防監(jiān)控的數(shù)字化提出新要求網(wǎng)絡(luò)化的要求：突破監(jiān)控系統(tǒng)原有的信息孤島，大聯(lián)網(wǎng)、大平臺(tái)、數(shù)據(jù)共享等。,什么是高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),基本概念,百萬(wàn)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是整個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端采集及處理設(shè)備，主要完成原始視頻圖像的采集和壓縮，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至后端的存儲(chǔ)和管理設(shè)備。百萬(wàn)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)將傳統(tǒng)的攝像機(jī)圖像采集技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)視頻編碼技術(shù)相結(jié)合。采用高分辨率圖像傳感器，具備百萬(wàn)分辨率（12

3、80×720以上）的畫面捕捉功能，還能通過(guò)處理器，將圖像進(jìn)行壓縮和網(wǎng)絡(luò)編碼，轉(zhuǎn)化為MPEG-4或者H.264等常見(jiàn)的數(shù)字信號(hào)用于網(wǎng)絡(luò)傳輸。與計(jì)算機(jī)一樣，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)也有自己的IP地址，可以直接連接網(wǎng)絡(luò)，部署在網(wǎng)絡(luò)的任意位置。用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)視頻預(yù)覽、錄像存儲(chǔ)、管理控制、圖像分析等功能應(yīng)用。,IPC,,,,高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),平臺(tái)/NVR,視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),,百萬(wàn)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)基本工作原理,基本原理和流程,DSP

4、③,CMOS傳感器,ISP②,NET,,,,光,視頻碼流,,,①,光線通過(guò)鏡頭到達(dá)感光器，在感光器上發(fā)生強(qiáng)、弱電荷的累積過(guò)程進(jìn)而形成電流，并完成電信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換，輸出至主處理器的ISP（圖像處理模塊）；ISP處理模塊將輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行圖像預(yù)處理，如去噪、白平衡、gamma變換、圖像銳化等；主處理器進(jìn)一步將ISP處理過(guò)的圖像信號(hào)進(jìn)行圖像壓縮和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編碼（如MPEG-4/H.264編碼）；視頻數(shù)據(jù)由攝像機(jī)的網(wǎng)絡(luò)服

5、務(wù)模塊按照特定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)送。,④,鏡頭,,WAPA百萬(wàn)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的五大特性,攝像機(jī)特性概述（一）----低照度,（在0.1 Lux@F=1.4測(cè)試環(huán)境 下，130萬(wàn)像素?cái)z像機(jī)和300萬(wàn)像素?cái)z像機(jī)的圖像效果對(duì)比）,在高清視頻監(jiān)控的應(yīng)用中，高清晰度、高像素?cái)?shù)的視頻圖像所帶來(lái)的高碼流對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲(chǔ)容量提出了高挑戰(zhàn)，同樣的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)也需要我們重視，即低照度下的效果。在感光器面積一定的情況下，高分辨率的感光器單位面積更小，低

6、照度下總體成像效果會(huì)大打折扣。,,,高像素,低像素,1/3’cmos,1/3’cmos,注：上圖例中兩臺(tái)不同清晰度的攝像機(jī)感光器的單位像素點(diǎn)分布示意圖，有此圖可以看出高像素點(diǎn)的感光器其單位面積受光能力更差,單個(gè)像素面積小進(jìn)光量少低照度差,單個(gè)像素面積大進(jìn)光量多低照度好,攝像機(jī)特性概述（一）----低照度,在清晰度已定的前提下，感光器的低照度性能就直接影響攝像機(jī)在此環(huán)境下的成像效果。WAPA長(zhǎng)期與全球感光器生產(chǎn)巨頭Aptina建

7、立了深層次的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，作為其亞太地區(qū)2011年度最佳合作伙伴，Aptina的超低照度CMOS感光器一直是WAPA高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的首選。技術(shù)應(yīng)用：夜間道路、出入口、廠礦、走廊等等光照環(huán)境差得監(jiān)控區(qū)域。,其他品牌高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),WAPA高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),其他品牌高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),WAPA高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),攝像機(jī)特性概述（二）---------3A技術(shù),自動(dòng)曝光、自動(dòng)聚焦、自動(dòng)白平衡都是通過(guò)攝像機(jī)的軟件算法實(shí)現(xiàn)的，很大程度上將直接關(guān)聯(lián)著

8、攝像機(jī)的圖像效果。3A技術(shù)也成為衡量一個(gè)廠家攝像機(jī)研發(fā)實(shí)力的標(biāo)桿。WAPA于2009年就已通過(guò)全自主研發(fā)并掌握了數(shù)字?jǐn)z像機(jī)中最核心的3A算法。,攝像機(jī)特性概述（二）---------3A技術(shù)之自動(dòng)曝光,自動(dòng)曝光：攝像機(jī)能夠根據(jù)當(dāng)前的光源條件自動(dòng)設(shè)置攝像機(jī)感光靈敏度和曝光值；,攝像機(jī)在剛進(jìn)入該光照環(huán)境下曝光過(guò)度,自動(dòng)曝光算法實(shí)現(xiàn)后，逐漸調(diào)整在當(dāng)前環(huán)境下的曝光度,攝像機(jī)特性概述（二）---------3A技術(shù)之自動(dòng)白平衡,自動(dòng)白平衡：

9、攝像機(jī)能夠根據(jù)光源條件自動(dòng)調(diào)整攝像機(jī)圖像顏色的保真程度（顏色與人肉眼的一致性）；,自動(dòng)白平衡關(guān)閉,自動(dòng)白平衡打開(kāi),攝像機(jī)特性概述（二）---------3A技術(shù)之自動(dòng)聚焦,自動(dòng)聚焦算法：攝像機(jī)能夠根據(jù)既得的圖像調(diào)整攝像機(jī)焦距，（主要應(yīng)用與高速球、一體機(jī)）已此獲得最佳的圖像焦點(diǎn)。,,自動(dòng)聚焦,,攝像機(jī)特性概述（三）---------寬動(dòng)態(tài),當(dāng)監(jiān)控畫面包含了強(qiáng)光源（日光、燈具等）照射形成的高亮度區(qū)域，又包含了陰影、逆光等陰暗區(qū)域時(shí)，攝像

10、機(jī)輸出的圖像畫面會(huì)出現(xiàn)亮區(qū)因曝光過(guò)度成為白色，而暗區(qū)因曝光不足成為黑色的狀況，從而嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。這都是因?yàn)閿z像機(jī)的感光器明暗動(dòng)態(tài)范圍過(guò)小造成的。,曝光過(guò)度,曝光不足,攝像機(jī)特性概述（三）---------寬動(dòng)態(tài),WAPA的寬動(dòng)態(tài)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，能夠?qū)ΡO(jiān)控區(qū)域分別使用高速快門和低速快門進(jìn)行兩次曝光，然后將生成的兩幅圖像組合疊加合成一副圖像，從而獲得暗處圖像細(xì)節(jié)的同時(shí)，亮處圖像又不至于出現(xiàn)過(guò)度飽和。技術(shù)應(yīng)用：光線對(duì)比度強(qiáng)、場(chǎng)景明暗范

11、圍大的監(jiān)控區(qū)域。如：交通、銀行、出入口等,,,攝像機(jī)特性概述（四）---------低延時(shí),網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控的工作原理：將光信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字原始視頻信號(hào)壓縮后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給后端主機(jī)，最后解壓縮視頻顯示在屏幕上。由于至少存在壓縮、傳輸、解壓縮3個(gè)過(guò)程，所以網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)會(huì)有一定的延時(shí)。但是，不同廠家在做壓縮與解壓縮的技術(shù)水平不一樣，將導(dǎo)致同樣的網(wǎng)絡(luò)條件下出現(xiàn)延時(shí)不一樣。,,,,光圖像,圖像顯示,傳輸網(wǎng)絡(luò),IPC,,高清網(wǎng)絡(luò)攝像

12、機(jī),平臺(tái)/NVR,,,t3=解碼時(shí)延,t2=交換時(shí)延,t1=編碼時(shí)延,T總延時(shí),攝像機(jī)特性概述（四）---------低延時(shí),在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，對(duì)視頻數(shù)據(jù)的端到端傳輸有著明確的定義：當(dāng)視頻數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，端到端的信息延遲時(shí)間（包括發(fā)送端采集、編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸、接收端解碼、直至顯示）應(yīng)參考如下標(biāo)準(zhǔn)：,由此可見(jiàn)，在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)一定的情況下，攝像機(jī)自身的壓縮編碼性能，直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)延，而延時(shí)過(guò)大會(huì)直接影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，從而喪失了實(shí)

13、時(shí)監(jiān)控的意義。目前行業(yè)里各廠家設(shè)備所使用的壓縮與解壓縮的技術(shù)參差不齊。A&S《安防工程商》2010年8月刊對(duì)國(guó)內(nèi)外多個(gè)品牌百萬(wàn)高清產(chǎn)品評(píng)測(cè)，評(píng)測(cè)組發(fā)現(xiàn)，在同樣場(chǎng)景、分辨率和網(wǎng)絡(luò)條件下，WAPA的高清攝像機(jī)延時(shí)只有0.11s。,丟包率上限：1/1000網(wǎng)絡(luò)延時(shí)上限：400ms延時(shí)抖動(dòng)上限：50ms,攝像機(jī)特性概述（五）----外圍接口和功能性,WAPA的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，除了具備基本的視頻采集和編碼功能外，其豐富的硬件接口和

14、與之對(duì)應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)以及應(yīng)用程序，使之在匹配多種外圍設(shè)備、兼容其他子系統(tǒng)方面，也同樣擁有出眾的性能。,外圍硬件接口,音頻信號(hào),設(shè)備驅(qū)動(dòng),RS485信號(hào),開(kāi)關(guān)量信號(hào),應(yīng)用層程序,操作系統(tǒng),注：WAPA的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，背板接口提供報(bào)警I/O，音頻I/0，RS485 I/O這三種接口，可以直連各類的第三方設(shè)備和系統(tǒng)。,攝像機(jī)特性概述（五）----外圍接口和功能性,WAPA攝像機(jī)應(yīng)用實(shí)例：,拾音器和揚(yáng)聲器,模擬云臺(tái),報(bào)警器,實(shí)現(xiàn)拾音和雙向語(yǔ)音對(duì)講

15、功能加載模擬云臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)傳輸控制云臺(tái)協(xié)議和開(kāi)關(guān)量報(bào)警器實(shí)現(xiàn)探測(cè)和聯(lián)動(dòng),所有上述應(yīng)用，均是由攝像機(jī)內(nèi)部完成協(xié)議/信號(hào)的轉(zhuǎn)換和編碼，所有的信號(hào)傳遞（包括音頻、視頻、開(kāi)關(guān)量、485）都是通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)。,NVR,WAP攝像機(jī),攝像機(jī)低照度下圖像效果的提升方法,攝像機(jī)低照度下效果,方法一：攝像機(jī)選配高通光性能的優(yōu)質(zhì)鏡頭，如F值在1.0～1.2之間。,方法二：調(diào)大鏡頭光圈，增加進(jìn)光亮，但同時(shí)要注意不宜曝光過(guò)度。,方法三：選用搭載低照度感光器的攝像