網(wǎng)絡(luò)攝像機,，顧名思義,，即結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和傳統(tǒng)攝像機的新一代攝像機,，其顯著的特點是能進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)控,，滿足安防業(yè)不斷提高的要求,。隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,，其應(yīng)用會越來越普及和廣泛,。圖像傳感器作為關(guān)鍵元器件,，對網(wǎng)絡(luò)攝像機性能的提升起著至關(guān)重要的作用,。本文將重點介紹安森美半導(dǎo)體具出色微光性能的圖像傳感器。
專業(yè)安防攝像機細(xì)分類別及市場趨勢
目前安防監(jiān)控市場上主要有兩類攝像機：CCTV(閉路電視采用模擬攝像機)和網(wǎng)絡(luò)攝像機,。
CCTV模擬攝像機的分辨率由“TVL”(電視行或線)表示,，TVL是指使用ISO12233分辨率測試卡度量的水平線數(shù)。TVL是綜合傳感器像素,、鏡頭和圖像信號處理器(ISP)三大因素的系統(tǒng)測量,，800線為最理想的值。TVL數(shù)通常決定攝像機的均價,。
模擬攝像機將圖像轉(zhuǎn)化為NTSC/PAL制式的模擬信號,，通過同軸電纜進(jìn)行傳輸，優(yōu)點是易于安裝,，成本較低,。而網(wǎng)絡(luò)攝像機將圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,，基于以太網(wǎng)傳輸信息及視頻，優(yōu)點是提供高清和全高清分辨率,。
2014年開始新興模擬攝像機和網(wǎng)絡(luò)攝像機之間的HD-CCTV攝像機類別,，它由模擬攝像機改進(jìn)而來，無須新的布線,，可經(jīng)由同軸電纜進(jìn)行數(shù)字信號傳輸,，提供網(wǎng)絡(luò)攝像機品質(zhì)的視頻但無需增加成本，支持的視頻格式包括HD-SDI,、HD-CVI,、HD-TVI和HD-AHD。
據(jù)TSR的市場研究報告,，從分辨率來看,，720p和1080p為網(wǎng)絡(luò)攝像機市場主力，而1080p的市場份額逐年提高,，預(yù)計到2016年1080p的銷量開始超過720p。由此看來,，網(wǎng)絡(luò)攝像機正逐年向全高清邁進(jìn),。安森美半導(dǎo)體提供的圖像傳感器AR0130、AR0140用于720p攝像機,，支持1080p攝像機的則有AR0230,。
安森美半導(dǎo)體的安防圖像傳感器方案的優(yōu)勝之處
安森美半導(dǎo)體的圖像傳感器在汽車行業(yè)已有多年廣泛的應(yīng)用并居于全球首位，具備卓越的品質(zhì)和高可靠性,，尤其有很好的溫度適應(yīng)性和使用經(jīng)驗,，再加上與方案商和圖像信號處理芯片商的緊密合作，以及全套開發(fā)工具,，可提供全系列的方案陣容,，配合由720p提高至1080p的高清視頻的市場趨勢，用于包括可穿戴安防,、家居安防,、700線模擬攝像機、圓頂攝像機,、720p網(wǎng)絡(luò)攝像機,、1080p PTZ(云臺)網(wǎng)絡(luò)攝像機、360度攝像機和4K超高清網(wǎng)絡(luò)攝像機等應(yīng)用,，能滿足安防監(jiān)控市場多種不同的性能及價格需求,。方案通過提供寬動態(tài)范圍、出色的靈敏度和卓越的近紅外性能實現(xiàn)領(lǐng)先業(yè)界的微光能力,。
AR0130——1/3英寸光學(xué)制式,、120萬像素CMOS圖像傳感器
AR0130采用安森美半導(dǎo)體專有的A-pix?像素技術(shù)進(jìn)行減噪,，以及DR-pix?(動態(tài)響應(yīng))像素技術(shù)，以每秒60幀(fps)的速率捕獲高清720p視頻,，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)高清成像的性能堪稱世界一流。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)，比左圖用一般相機所拍圖像的感光度和清晰度更好,。
圖1. 一般相機與DR-Pix技術(shù)拍攝效果對比
AR0130支持高端的攝像機功能如自動對焦控制,、分屏、視頻及單幀捕捉,，提供自動黑電平校準(zhǔn),、場景切換、漸進(jìn)式掃描,、先進(jìn)的增益控制,，可通過雙線串行接口進(jìn)行編程，而并行接口可兼容大多數(shù)圖像處理器,，內(nèi)置觸發(fā)模式以同步多個傳感器,。此外，AR0130還可將傳統(tǒng)的模擬攝像機升級到高清600-1000 線系列模擬攝像機,，也可直接升級到高清網(wǎng)絡(luò)攝像頭解決方案,。
由于AR0130增強的靈敏度減少LED照明需求，進(jìn)而減少攝像機物料清單,，故具有高成本效益,。
AR0230CS——1/2.7英寸光學(xué)制式、210萬像素CMOS圖像傳感器
AR0230CS延續(xù)了AR0130的設(shè)計(結(jié)合業(yè)界領(lǐng)先的微光功能及優(yōu)異的近紅外性能),，并在此基礎(chǔ)上集成達(dá)105 dB的高動態(tài)范圍,，可提供高品質(zhì)1080p (1920 x 1088分辨率)視頻，它能以每秒60幀 (fps)的速率捕獲高清1080p視頻數(shù)據(jù),。AR0230包含集成的HDR視頻支持,，帶優(yōu)化的運動補償 、高級局部色調(diào)映射(ALTM)及數(shù)字側(cè)向溢流(digital lateral overflow, DLO),，以將運動偽像減至最少,，及優(yōu)化HDR色彩再現(xiàn)。此外,，AR0230CS提供交錯式T1/T2輸出,，用于使用第三方網(wǎng)絡(luò)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(μm) DR-Pix?像素技術(shù)用于增強微光性能，及將動態(tài)范圍拓寬至最大105 dB,。DR-Pix?技術(shù)像素提供兩種模式：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讀取噪聲,。其它特性還包括全局復(fù)位釋放快門模式、先進(jìn)的板載統(tǒng)計引擎,、高速可配置環(huán)境切換,、自動黑電平校準(zhǔn)、片上鎖相環(huán)及溫度傳感器,。AR0230CS的工作溫度范圍是-30 °C至+85 °C,，包含并行及HiSPi?接口。
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比效果,，可見AR0230比競爭器件噪聲更低,、成像更清晰。
圖2. 同類型競爭器件與AR0230 拍攝圖片效果對比
結(jié)語
網(wǎng)絡(luò)攝像機是未來視頻監(jiān)控業(yè)發(fā)展的重點,，而對它不斷地創(chuàng)新與發(fā)展有賴于關(guān)鍵元器件圖像傳感器的性能,。由720p分辨率邁向超高清1080p是趨勢所在，安森美半導(dǎo)體配合這市場趨勢,，發(fā)揮在圖像傳感器領(lǐng)域的優(yōu)勢和專長,，提供從可穿戴安防到4K超高清網(wǎng)絡(luò)攝像機全系列方案，通過高動態(tài)范圍,、低噪聲處理等技術(shù)實現(xiàn)微光高清成像,，是用于高可靠性要求如安防監(jiān)控和汽車等應(yīng)用的理想選擇,。