WAPA百万高清摄像机特性介绍.ppt

WAPA百万高清网络摄像机技术特性深圳波粒科技股份有限公司解决方案中心2012-08-06百万高清网络摄像机诞生背景发展历程：诞生背景：模拟CCTV摄像机模拟CCTV摄像机+DVS网络摄像机百万高清网络摄像机用户对安防视频监控的新理解：从看得见，到看得清。感光器技术：CMOS相比CCD，高像素，高集成度，低功耗、低成本芯片技术与编解码标准：用于安防视频领域的编解码芯片性能水平的提升，以及视频压缩编码标准MEPE-1、MPEG-4到H.264压缩编码。数字化的要求：信号处理、传输、存储、显示、视频分析、系统之间的联动与集成等，都对安防监控的数字化提出新要求网络化的要求：突破监控系统原有的信息孤岛，大联网、大平台、数据共享等。什么是高清网络摄像机基本概念百万高清网络摄像机是整个IP网络视频监控系统的前端采集及处理设备，主要完成原始视频图像的采集和压缩，并通过网络将数据传输至后端的存储和管理设备。百万高清网络摄像机将传统的摄像机图像采集技术和网络视频编码技术相结合。采用高分辨率图像传感器，具备百万分辨率（1280720以上）的画面捕捉功能，还能通过处理器，将图像进行压缩和网络编码，转化为MPEG-4或者H.264等常见的数字信号用于网络传输。与计算机一样，高清网络摄像机也有自己的IP地址，可以直接连接网络，部署在网络的任意位置。用户可以通过网络访问摄像机，实现视频预览、录像存储、管理控制、图像分析等功能应用。IPC高清网络摄像机高清网络摄像机平台平台/NVR/NVR视频监控网络百万高清网络摄像机基本工作原理基本原理和流程DSP CMOS传感器ISPNET光视频码流光线通过镜头到达感光器，在感光器上发生强、弱电荷的累积过程进而形成电流，并完成电信号到数字信号的A/D转换，输出至主处理器的ISP（图像处理模块）；ISP处理模块将输入的数字信号进行图像预处理，如去噪、白平衡、gamma变换、图像锐化等；主处理器进一步将ISP处理过的图像信号进行图像压缩和网络协议编码（如MPEG-4/H.264编码）；视频数据由摄像机的网络服务模块按照特定的网络协议发送。镜头WAPA百万高清网络摄像机的五大特性WAPA高清网络摄像机低照度3A技术宽动态低延时功能与接口摄像机特性概述（一）-低照度（在0.1 LuxF=1.4测试环境 下，130万像素摄像机和300万像素摄像机的图像效果对比）在高清视频监控的应用中，高清晰度、高像素数的视频图像所带来的高码流对网络带宽和存储容量提出了高挑战，同样的一项重要的性能指标也需要我们重视，即低照度下的效果。在感光器面积一定的情况下，高分辨率的感光器单位面积更小，低照度下总体成像效果会大打折扣。高像素低像素1/3cmos1/3cmos注：上图例中两台不同清晰度的摄像机感光器的单位像素点分布示意图，有此图可以看出高像素点的感光器其单位面积受光能力更差n单个像素面积小n进光量少n低照度差n单个像素面积大n进光量多n低照度好摄像机特性概述（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响摄像机在此环境下的成像效果。WAPA长期与全球感光器生产巨头Aptina建立了深层次的战略合作伙伴关系，作为其亚太地区2011年度最佳合作伙伴，Aptina的超低照度CMOS感光器一直是WAPA高清网络摄像机的首选。技术应用：夜间道路、出入口、厂矿、走廊等等光照环境差得监控区域。其他品牌高清网络摄像机WAPA高清网络摄像机其他品牌高清网络摄像机WAPA高清网络摄像机摄像机特性概述（二）-3A技术3A算法自动白平衡(AWB)自动曝光(AE)自动聚焦(AF)自动曝光、自动聚焦、自动白平衡都是通过摄像机的软件算法实现的，很大程度上将直接关联着摄像机的图像效果。3A技术也成为衡量一个厂家摄像机研发实力的标杆。WAPA于2009年就已通过全自主研发并掌握了数字摄像机中最核心的3A算法。摄像机特性概述（二）-3A技术之自动曝光3A技术自动白平衡自动曝光自动聚焦自动曝光：摄像机能够根据当前的光源条件自动设置摄像机感光灵敏度和曝光值；摄像机在刚进入该光照环境下曝光过度自动曝光算法实现后，逐渐调整在当前环境下的曝光度摄像机特性概述（二）-3A技术之自动白平衡3A技术自动白平衡自动曝光自动聚焦自动白平衡：摄像机能够根据光源条件自动调整摄像机图像颜色的保真程度（颜色与人肉眼的一致性）；自动白平衡关闭自动白平衡打开摄像机特性概述（二）-3A技术之自动聚焦3A技术自动白平衡自动曝光自动聚焦自动聚焦算法：摄像机能够根据既得的图像调整摄像机焦距，（主要应用与高速球、一体机）已此获得最佳的图像焦点。自动聚焦摄像机特性概述（三）-宽动态当监控画面包含了强光源（日光、灯具等）照射形成的高亮度区域，又包含了阴影、逆光等阴暗区域时，摄像机输出的图像画面会出现亮区因曝光过度成为白色，而暗区因曝光不足成为黑色的状况，从而严重影响图像质量。这都是因为摄像机的感光器明暗动态范围过小造成的。曝光过度曝光不足摄像机特性概述（三）-宽动态WAPA的宽动态高清网络摄像机，能够对监控区域分别使用高速快门和低速快门进行两次曝光，然后将生成的两幅图像组合叠加合成一副图像，从而获得暗处图像细节的同时，亮处图像又不至于出现过度饱和。技术应用：光线对比度强、场景明暗范围大的监控区域。如：交通、银行、出入口等摄像机特性概述（四）-低延时网络高清监控的工作原理：将光信号转为数字信号，然后将数字原始视频信号压缩后，通过网络传输给后端主机，最后解压缩视频显示在屏幕上。由于至少存在压缩、传输、解压缩3个过程，所以网络摄像机会有一定的延时。但是，不同厂家在做压缩与解压缩的技术水平不一样，将导致同样的网络条件下出现延时不一样。光图像图像显示传输网络IPC高清网络摄像机平台/NVRt3=解码时延t2=交换时延t1=编码时延T总延时摄像机特性概述（四）-低延时在网络视频监控系统中，对视频数据的端到端传输有着明确的定义：当视频数据经由网络传输时，端到端的信息延迟时间（包括发送端采集、编码、网络传输、接收端解码、直至显示）应参考如下标准：由此可见，在网络状态一定的情况下，摄像机自身的压缩编码性能，直接决定了整个系统的时延，而延时过大会直接影响系统的实时性，从而丧失了实时监控的意义。目前行业里各厂家设备所使用的压缩与解压缩的技术参差不齐。A&S安防工程商2010年8月刊对国内外多个品牌百万高清产品评测，评测组发现，在同样场景、分辨率和网络条件下，WAPA的高清摄像机延时只有0.11s。u丢包率上限：1/1000u网络延时上限：400msu延时抖动上限：50ms摄像机特性概述（五）-外围接口和功能性WAPA的高清网络摄像机，除了具备基本的视频采集和编码功能外，其丰富的硬件接口和与之对应的设备驱动以及应用程序，使之在匹配多种外围设备、兼容其他子系统方面，也同样拥有出众的性能。外围硬件接口音频信号设备驱动RS485信号开关量信号应用层程序操作系统注：WAPA的网络摄像机，背板接口提供报警I/O，音频I/0，RS485 I/O这三种接口，可以直连各类的第三方设备和系统。摄像机特性概述（五）-外围接口和功能性WAPA摄像机应用实例：拾音器和扬声器模拟云台报警器1.实现拾音和双向语音对讲功能2.加载模拟云台，网络传输控制云台协议3.和开关量报警器实现探测和联动所有上述应用，均是由摄像机内部完成协议/信号的转换和编码，所有的信号传递（包括音频、视频、开关量、485）都是通过IP网络。NVRWAP摄像机摄像机低照度下图像效果的提升方法摄像机低照度下效果方法一：摄像机选配高通光性能的优质镜头，如F值在1.01.2之间。方法二：调大镜头光圈，增加进光亮，但同时要注意不宜曝光过度。方法三：选用搭载低照度感光器的摄像机，且不宜盲目追求高像素。方法四：利用后端软件的图像处理机制，如WAPA的回放增量技术。方法五：采取现场补光措施。提升摄像机清晰度的方法提升摄像机清晰度摄像机安装监控场所要求光线明亮，可以避免画面噪点，提升清晰度。摄像机安装角度，尽量不要逆光，同时注意景深问题。图像采集采用优质的百万高清镜头软件设置和输出显示选用HDMI显卡配合HDMI显示设备，明显提升图像效果。在软件中开启画质增强（边缘增强），提升画质调整好合适的图像色彩、亮度和对比度。高清网络摄像机的选型参考低照度技术3A技术宽动态技术延时接口和功能兼容性产品全系列化关联影响摄像机在低照度环境下的清晰度摄像机底层技术，影响摄像机性能（曝光、是否特定色温下存在偏色）和高速球优劣摄像机底层技术，决定摄像机所能拍摄图像的明暗动态范围摄像机压缩编码性能，影响整个系统的实时性和可用性扩展摄像机的应用功能，能够有效提升摄像机的应用环境前、后端的互联互通，摄像机同后端的应用软件、视频平台之间的无缝对接，ONVIF/SIP/SDK厂家的研发、生产实力，前、后端配套，形成完整的高清解决方案。核心点感光器和厂家研发实力同样的sensor和平台下，直接反映了厂家的自主研发实力感光器和研发实力平台开发、网络编码、嵌入式操作系统等研发实力厂家软、硬件和结构等的开发实力，以及工程应用经验市场占有率，以及过往成功案例工厂案例的推动力，市场的需求，厂家的行业积累缺失影响低照度性能差依靠方案厂家提供，无核心竞争力，产品成本高自主性差依靠方案厂家提供，无核心竞争力，产品成本高自主性差延时高，系统实时性可用性差功能单一，无法与其他系统和设备之间有效对接兼容性差，前后端对接需要投入大量时间和人力，周期厂，稳定性差。产品单一，用户可选性少，容易被后端厂家“绑架”THANKS!