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1、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：,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
2、,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,平台/N
3、VR,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,ISP,NET,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,摄像机特性概述（一）-低照度,（在0.1
4、 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,1/3cmos,1/3cmos,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,单个像素面积小进光量少低照度差,单个像素面积大进光量多低照度好,摄像机特性概述（一）-低照度,在清
5、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,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
6、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,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,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,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
7、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
8、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/NVR,t3=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
9、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。,丢包率上限：1/1000网络延时上限：400ms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
10、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,实现拾音和双向语音对讲功能加载模拟云台，网络传输控制云台协议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。,NVR,WAP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,高清网络摄像机的选型参考,THANKS!,
