進入高畫質時代-安控攝影機的發展趨勢分析
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前言：由於進入High Definition (高畫質)時代，可以提供使用者更清晰的畫面，並減少一般CCTV攝影機的安裝數量。勢必造成安控產業的另一次重要的變革，而且是全面性的升級，包括影像感應器、影像處理、影像壓縮、影像播放和系統軟體平臺。
本文：
過去幾年，其實使用者對於安控系統的基本要求一直都沒有改變：軟/硬體平臺系統必須穩定、攝影機必須無死角、攝影機的解析度與感光度要提升、影像壓縮率與儲存容量要提高、轉動和移動速度要快並要平順、即時發出警訊即影像分析能力要提升、影像傳輸能力要提升與維護費用要降低。
回顧過去安控系統有幾次重要的變革，其關鍵技術的突破，大約有三點：
(1)影像儲存：由傳統的類比儲存(VCR)進展到數位儲存(DVR)，這代表DVR業者開始進入安控產業。
(2)影像傳輸：由傳統的同軸電纜，進展到有線網路，無線網路，電力線網路和電話線網路，這意味安控產業進入網路時代，所以網路業者陸續進入安控產業。
(3)影像壓縮：因應網路時代的要求，在有限的網路傳輸頻寬中，需要更有效率的影像壓縮格式，過去從Motion-JPEG進展到MPEG4，而目前H.264只要二分之一的資料傳輸頻寬，就可以提供與 MPEG4一樣的畫質，所以H.264必然會成為主流。
現在則隨著更多IC廠商的參與，加上核心技術的突破，安控系統能力不斷向上提升，變革的速度越來越快?。一般而言，安控系統分為四個部分?: 影像處理，影像壓縮，影像傳輸，影像儲存，影像播放和系統軟體平臺。進入高畫質時代，安控業者將又有許多面向的革新發生。
(1)百萬畫素：一般而言，解析度越高，畫面的細節清晰度越好。但在傳統的類比技術中，即時畫面(30fps)的解析度最多不會超過30萬畫素，存儲圖像的解析度一般甚至只有約8萬畫素(CIF)。
(2)360°的全景視野：以CIF的解析度作比較，一台2百萬畫素攝影機，可以提高了約25倍清晰度，至少可以取代4台傳統的攝影機，再加上「影像扭曲」修正的技術，能獲得更寬廣的畫面範圍，甚至包括全景視野，並符合人類視覺的需求。因此可以減少了傳統攝影機的用量，從而降低了安裝費用。
(3)ePTZ (電子式PTZ)：傳統的類比攝影機(如Speed Dome)需要用自動變焦、雲台馬達和機械零件，方能達到PTZ(Pan/Tilt/Zoom)功能。但360度吸頂式百萬畫素攝影機既不採用自動光圈鏡頭，又不採用雲台馬達。所以該類攝影機不含任何活動部件，因而整個視頻系統不含任何易磨損的部件，因此具備不少優點：體積小重量輕、隱密度高安裝容易、堅固耐用不需加熱和通風、維護需求極低等。
影像感應器與壓縮處理的革新
影像感測器主要分為CCD(Charge Couple Device)和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)兩大類。這兩種各有優劣：目前CCD主要使用高品質的DC、DV和高檔手機上，其圖像品質較好，但是整個驅動模組相對比較複雜，而且目前只有日本一些企業掌握其生產技術，對於選用的廠商來說成本會比較高昂。
所以過去CCD sensor無論是感光度或影像品質都遠超過以CMOS sensor，但近年來，CMOS sensor業者(如Omnivision、Aptina等)積極投入研發，逐漸達到CCD sensor的效能。再加上百萬畫素的趨勢，CMOS sensor的後市必可期待。
目前百萬畫素的CMOS sensor，大部分元件都沒有針對安控廠商的環境需求，把把驅動和信號處理的ISP(Image Signal Processor)整合在CMOS sensor裡，因此這部分有許多發揮的空間，如WDR，defog, de-sandstorrm等。
針對影像壓縮的規格，由於H.264影像壓縮效率最佳，因此必然會成為主流。傳統的同軸電纜在沒有壓縮的情況下，最多只能達到D1的解析度，如果要傳輸高畫質影像必須透過影像壓縮IC。因此，網路SoC設計業者(如Grain Media，Prolific, Pentamicro等)勢必整合影像壓縮、儲存與傳輸等技術，提供系統業者單晶片方案。同時，多路影像壓縮的需求，也提供D1 120 fps的壓縮效能。
360度吸頂式百萬畫素攝影機
雖然，360度 吸頂式百萬畫素攝影可以解決「攝影機死角」問題，但一直存在「影像扭曲」問題。而傳統所採用的方式不外乎用DSP，或軟體來解決，但都無法達到30 fps效率，最終還是需要用ASIC方式解決。 同時，提供多視窗的方案取代多支機攝影，符合高性價比 (Performance/Price)。
攝影機死角與全景影像扭曲問題，使用360o魚眼鏡頭可以解決，但「魚眼鏡頭價格偏高」無法提供足夠的誘因來提高市場佔有率。目前，義晶科技 (Avisonic)與Techwell積極投入該領域，提供IC方案。主要優點有：(1)360° 的全景視野，加上多視窗功能以解決「攝影機死角」問題，且整合多支攝影機，減少攝影機數量。 (2)ePTZ功能，避免Speed Dome的缺點，如轉速慢，容易故障、體積大、價格昂貴等。
所以，就系統效能的提升，未來會環繞在「百萬畫素」的議題上，不斷地突破，提出各種高畫質方案。但如果以「系統創新」的角度來看，如何結合「百萬畫素」、「影像處理」、「魚眼鏡頭修正」和「H.264影像壓縮」的相關技術，將會是未來安控產業的最大變化。(本文由義晶科技提供)
