網(wǎng)路攝影機(jī)，顧名思義，即結(jié)合網(wǎng)路技術(shù)和傳統(tǒng)攝影機(jī)的新一代攝影機(jī)，其顯著的特點(diǎn)是能進(jìn)行遠(yuǎn)程即時(shí)監(jiān)控，滿足安防業(yè)不斷提高的要求。隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，其應(yīng)用會(huì)越來越普及和廣泛。作為關(guān)鍵元件，圖像感測器對(duì)網(wǎng)路攝影機(jī)性能的提升起著至關(guān)重要的作用。本文將重點(diǎn)介紹安森美半導(dǎo)體具出色微光性能的圖像感測器。

　　市場趨勢

　　目前安全防衛(wèi)監(jiān)控市場上主要有兩類攝像機(jī)：CCTV（閉路電視采用類比攝影機(jī)）和網(wǎng)路攝影機(jī)。

　　CCTV類比攝影機(jī)的解析度由「TVL」（電視行或線）表示，TVL是指使用ISO12233解析度測試卡度量的水平線數(shù)。TVL是綜合感測器畫素、鏡頭和圖像訊號(hào)處理器（ISP）三大因素的系統(tǒng)測量，800線為理想的值。TVL數(shù)通常決定攝影機(jī)的均價(jià)。

　　類比攝影機(jī)將圖像轉(zhuǎn)化為NTSC/PAL制式的類比訊號(hào)，通過同軸電纜進(jìn)行傳輸，優(yōu)點(diǎn)是易于安裝，成本較低。而網(wǎng)路攝影機(jī)將圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)位訊號(hào)，基于乙太網(wǎng)路傳輸資訊及影片，優(yōu)點(diǎn)是提供高畫質(zhì)和全高畫質(zhì)解析度。

　　2014年開始新興類比攝影機(jī)和網(wǎng)路攝影機(jī)之間的HD-CCTV攝影機(jī)類別，它由類比攝影機(jī)改進(jìn)而來，無須新的布線，可經(jīng)由同軸電纜進(jìn)行數(shù)位訊號(hào)傳輸，提供網(wǎng)路攝影機(jī)品質(zhì)的影片但無需增加成本，支援的影片格式包括HD-SDI、HD-CVI、HD-TVI和HD-AHD。

　　據(jù)TSR的市場研究，從解析度來看，720p和1080p為網(wǎng)路攝影機(jī)市場主力，而1080p的市占率逐年提高，預(yù)計(jì)到2016年1080p的銷量開始超過720p。由此看來，網(wǎng)路攝影機(jī)正逐年向全高畫質(zhì)邁進(jìn)。安森美半導(dǎo)體提供的圖像感測器AR0130、AR0140用于720p攝影機(jī)，支援1080p攝像機(jī)的則有AR0230。

　　安全防衛(wèi)圖像感測器方案的優(yōu)點(diǎn)

　　安森美半導(dǎo)體的圖像感測器在汽車行業(yè)已有多年廣泛的應(yīng)用，尤其有很好的溫度適應(yīng)性和使用經(jīng)驗(yàn)，再加上與方案商和圖像訊號(hào)處理晶片商的密切合作，以及全套開發(fā)工具，可提供全系列方案陣容，配合由720p提高至1080p的高畫質(zhì)影片的市場趨勢，用于包括可穿戴安全防護(hù)、家居安全防護(hù)、700線類比攝影機(jī)、圓頂攝影機(jī)、720p網(wǎng)路攝影機(jī)、1080p PTZ（云臺(tái)）網(wǎng)路攝影機(jī)、360度攝影機(jī)和4K超高畫質(zhì)網(wǎng)路攝影機(jī)等應(yīng)用，能滿足安全防衛(wèi)監(jiān)控市場多種不同的性能及價(jià)格需求。方案通過提供寬動(dòng)態(tài)范圍、出色的靈敏度和卓越的近紅外性能實(shí)現(xiàn)微光能力。

　　AR0130—1/3英寸光學(xué)制式、120萬畫素CMOS圖像感測器

　　AR0130采用安森美半導(dǎo)體專有的A-pix畫素技術(shù)進(jìn)行減噪，以及DR-pix（動(dòng)態(tài)回應(yīng)）畫素技術(shù)，以每秒60幀（fps）的速率捕獲高畫質(zhì)720p影片，優(yōu)異的近紅外（NIR）性能以850納米波長提升夜視能力，微光（低至0.1勒克斯）高畫質(zhì)成像的性能。如圖1所示，在相同的微光場景中，右圖由于使用了安森美半導(dǎo)體的DR-Pix技術(shù)，比左圖用一般相機(jī)所拍圖像的感光度和清晰度更好。

　　圖1:一般相機(jī)與DR-Pix技術(shù)拍攝效果對(duì)比

　　AR0130支援高端的攝像機(jī)功能如自動(dòng)對(duì)焦控制、分屏、視頻及單幀捕捉，提供自動(dòng)黑電平校準(zhǔn)、場景切換、漸進(jìn)式掃描、先進(jìn)的增益控制，可通過雙線串行介面進(jìn)行編程，而并行介面可相容大多數(shù)圖像處理器，內(nèi)置觸發(fā)模式以同步多個(gè)感測器。此外，AR0130還可將傳統(tǒng)的類比攝影機(jī)升級(jí)到高畫質(zhì)600-1000線系列類比攝影機(jī)，也可直接升級(jí)到高畫質(zhì)網(wǎng)路攝影鏡頭解決方案。由于AR0130增強(qiáng)的靈敏度減少LED照明需求，進(jìn)而減少攝像機(jī)物料清單，故具有高成本效益。

　　AR0230CS—1/2.7英寸光學(xué)制式、210萬畫素CMOS圖像感測器

　　AR0230CS延續(xù)了AR0130的設(shè)計(jì)（結(jié)合微光功能及近紅外性能），并在此基礎(chǔ)上整合達(dá)105 dB的高動(dòng)態(tài)范圍，可提供高品質(zhì)1080p（1920x1088解析度）影片，它能以每秒60幀（fps）的速率捕獲高畫質(zhì)1080p影片數(shù)據(jù)。AR0230包含整合的HDR影片支援，帶優(yōu)化的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、局部色調(diào)映射（ALTM）及數(shù)位側(cè)向溢流（digital lateral overflow,DLO），以將運(yùn)動(dòng)偽像減至少，及優(yōu)化HDR色彩再現(xiàn)。此外，AR0230CS提供交錯(cuò)式T1/T2輸出，用于使用第三方網(wǎng)路服務(wù)供應(yīng)商（ISP）HDR支援的客戶。

　　安森美半導(dǎo)體專有的雙轉(zhuǎn)換增益3.0微米（um）DR-Pix畫素技術(shù)用于增強(qiáng)微光性能，及將動(dòng)態(tài)范圍拓寬至105 dB。DR-Pix技術(shù)畫素提供兩種模式：低轉(zhuǎn)換增益模式，優(yōu)化用于在明亮環(huán)境下提供更大的電荷處理能力；高轉(zhuǎn)換增益模式，在微光環(huán)境下提供更高的靈敏度及更低的雜訊讀取。其他功能還包括全局復(fù)位釋放快門模式、先進(jìn)的板載統(tǒng)計(jì)引擎、高速可配置環(huán)境切換、自動(dòng)黑電平校準(zhǔn)、片上鎖相環(huán)及溫度感測器。AR0230CS的工作溫度范圍是攝氏-30度至+85度，包含并行及HiSPi介面。

　　圖2展示了同類型競爭器件與AR0230所拍圖片在0.5勒克斯光照+紅外燈條件下采用黑白模式輸出的對(duì)比效果，可見AR0230比競爭器件雜訊更低、成像更清晰。

　　圖2:同類型競爭元件與AR0230拍攝圖片效果對(duì)比

　　結(jié)語

　　網(wǎng)路攝影機(jī)是未來影片監(jiān)控業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，而對(duì)它不斷地創(chuàng)新與發(fā)展有賴于關(guān)鍵元件圖像感測器的性能。由720p解析度邁向超高畫質(zhì)1080p是趨勢所在，安森美半導(dǎo)體配合這市場趨勢，發(fā)揮在圖像感測器領(lǐng)域的優(yōu)勢和專長，提供從可穿戴安全防衛(wèi)到4K超高畫質(zhì)網(wǎng)路攝影機(jī)全系列方案，通過高動(dòng)態(tài)范圍、低雜訊處理等技術(shù)實(shí)現(xiàn)微光高畫質(zhì)影像，是用于高可靠性要求如安全防衛(wèi)監(jiān)控和汽車等應(yīng)用的理想選擇。