網絡攝像機，顧名思義，即結合網絡技術和傳統攝像機的新一代攝像機，其顯著的特點是能進行遠程實時監控，滿足安防業不斷提高的要求。隨著時代的發展和技術的進步，其應用會越來越普及和廣泛。圖像傳感器作為關鍵元器件，對網絡攝像機性能的提升起著至關重要的作用。本文將重點介紹安森美半導體具出色微光性能的圖像傳感器。

 

專業安防攝像機細分類別及市場趨勢

 

目前安防監控市場上主要有兩類攝像機：CCTV(閉路電視采用模擬攝像機)和網絡攝像機。

 

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。TVL是綜合傳感器像素、鏡頭和圖像信號處理器(ISP)三大因素的系統測量，800線為較理想的值。TVL數通常決定攝像機的均價。

 

模擬攝像機將圖像轉化為NTSC/PAL制式的模擬信號，通過同軸電纜進行傳輸，優點是易于安裝，成本較低。而網絡攝像機將圖像轉化為數字信號，基于以太網傳輸信息及視頻，優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絡攝像機之間的HD-CCTV攝像機類別，它由模擬攝像機改進而來，無須新的布線，可經由同軸電纜進行數字信號傳輸，提供網絡攝像機品質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TSR的市場研究報告，從分辨率來看，720p和1080p為網絡攝像機市場主力，而1080p的市場份額逐年提高，預計到2016年1080p的銷量開始超過720p。由此看來，網絡攝像機正逐年向全高清邁進。安森美半導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。

 

安森美半導體的安防圖像傳感器方案的優勝之處

 

安森美半導體的圖像傳感器在汽車行業已有多年廣泛的應用并居于全球首位，具備卓越的品質和高可靠性，尤其有很好的溫度適應性和使用經驗，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網絡攝像機、1080p PTZ(云臺)網絡攝像機、360度攝像機和4K超高清網絡攝像機等應用，能滿足安防監控市場多種不同的性能及價格需求。方案通過提供寬動態范圍、出色的靈敏度和卓越的近紅外性能實現領先業界的微光能力。

 

AR0130——1/3英寸光學制式、120萬像素CMOS圖像傳感器

 

AR0130采用安森美半導體專有的A-pix™像素技術進行減噪，以及DR-pix™(動態響應)像素技術，以每秒60幀(fps)的速率捕獲高清720p視頻，優異的近紅外(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體的DR-Pix技術，比左圖用一般相機所拍圖像的感光度和清晰度更好。

 

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、場景切換、漸進式掃描、先進的增益控制，可通過雙線串行接口進行編程，而并行接口可兼容大多數圖像處理器，內置觸發模式以同步多個傳感器。此外，AR0130還可將傳統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絡攝像頭解決方案。

 

由于AR0130增強的靈敏度減少LED照明需求，進而減少攝像機物料清單，故具有高成本效益。

 

AR0230CS——1/2.7英寸光學制式、210萬像素CMOS圖像傳感器

 

AR0230CS延續了AR0130的設計(結合業界領先的微光功能及優異的近紅外性能)，并在此基礎上集成達105 dB的高動態范圍，可提供高品質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視頻數據。AR0230包含集成的HDR視頻支持，帶優化的運動補償 、高級局部色調映射(ALTM)及數字側向溢流(digital lateral overflow, DLO)，以將運動偽像減至較少，及優化HDR色彩再現。此外，AR0230CS提供交錯式T1/T2輸出，用于使用第三方網絡服務供應商(ISP) HDR支援的客戶。

 

安森美半導體專有的雙轉換增益3.0微米(μm) DR-Pix™像素技術用于增強微光性能，及將動態范圍拓寬至較大105 dB。DR-Pix™技術像素提供兩種模式：低轉換增益模式，優化用于在明亮環境下提供更大的電荷處理能力；高轉換增益模式，在微光環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位釋放快門模式、先進的板載統計引擎、高速可配置環境切換、自動黑電平校準、片上鎖相環及溫度傳感器。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。

 

結語

網絡攝像機是未來視頻監控業發展的重點，而對它不斷地創新與發展有賴于關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，安森美半導體配合這市場趨勢，發揮在圖像傳感器領域的優勢和專長，提供從可穿戴安防到4K超高清網絡攝像機全系列方案，通過高動態范圍、低噪聲處理等技術實現微光高清成像，是用于高可靠性要求如安防監控和汽車等應用的理想選擇。