任何事物的誕生均是因為它可以解決某個問題或者滿足某項需求,追本溯源,高速球機之所以被創造出來又是為了解決什么問題呢?上個世紀90年代,中國國內的攝像機只有固定槍機和少量的云臺攝像機,因此球機出現的必然性是因為它使得攝像機可以360度高速轉動,定時巡航,并且球型的外觀與其他PTZ產品相比更容易融入環境。因此在平安城市、交通、園區周界,高速球機已然成為了PTZ攝像機的建設主流。
當然,事物都有其兩面性,“快球之父”——以色列人Alec先生從1987年形成創意,到在二十世界末研發制造出第一臺設備,可見球機落地并不易,且高速球機自其誕生之日起,也有其解決不了的問題,那么經過十幾年的發展,球機及其應用發生了哪些變換,哪些問題已經解決,哪些問題還依然存在呢?我們不妨來回顧一下:
球機環境適應能力的發展
從球機本身來看,說到傳統球機最被詬病的問題非其環境適應能力差莫屬,絕大多數高速球機采用透明球罩的設計,這個曲面球罩易臟、可維護性差,且不耐鹽腐酸侵。用過球機的人都知道,在室外應用最長半年,由于球罩覆灰使得球機成像效果也會被蒙上灰,并且很多時候因為雨后灰塵結垢,機芯會自動聚焦到球罩的污垢上,從而影響球機的正常應用。為此,還誕生了“上桿擦球”這樣一個很無奈的球機附加產業。既然問題是由透明球罩而起,那解決這個問題,自然需要改變球機傳統透明球罩的方案。目前已經有廠商創新性的用小范圍的平面高清光學玻璃代替了大面積的曲面球罩,一方面減小了球機易臟難維護的問題,一方面又解決了高清1080P圖像受曲面影響長焦失真的問題,并且通過特殊的材質選型和鍍膜設計,可以做到高透光率和恨水恨塵設計,為高清高速球機的室外應用形成了良好的解決方案。只是,這樣的球機亟待被認可和推廣。
夜視低照值得重視
其次,超低照度下的表現,在夜晚沒有補光的園區周界和鄉鎮道路,槍機可以配合外置補光的方案,但是球機360度可轉動的優勢,卻由于幾乎沒有合理的360度長距離補光方案,反而變成“姚明練舉重”,因此,涉及晚上超低照度的需求,一般都不能用球機。近些年,國內很多廠商逐步研發出了各種紅外補光球機,一定程度上緩解了這個問題,也使得平安區縣、鄉鎮、園區周界的球機需求呈井噴態勢。但理性來看,一方面,由于集成紅外燈珠的散熱、壽命的限制,目前能真正做到隨動補光,補光距離達到100米以上的球機其實并不多;另一方面,高清機芯發展到現在,最常見的1080P20倍光學變倍的機芯,最長焦距一般在100mm左右,白天這個焦距機芯能看清200米處的車牌,分清人的基本特征,能探測400米的物品輪廓,但是集成紅外100米補光的距離遠達不到目前機芯的探測距離,更何況,機芯還在發展,1080P的30倍機芯也已經商用,因此真正讓晚上和白天看得一樣遠的球機,在高可靠性的遠距離補光方案上仍需進一步的發展。
球機需物盡其用
另外,從球機應用的角度來看,目前國內絕大多數的球機應用名不符實。都知道球機最大的優勢是360度高速旋轉,而球機不轉動時實際就相當于一個固定攝像機,因此球機往往適合用于巡航或跟蹤的場景。但是實際上很多城市盲目追求球機建設,但是對球機的應用卻又沒有實現相應配置,在大多數的點位中,球機一直固定在一個方向,因此,經常新聞里我們看到當一個治安事件發生時,由于球機照在另一個方向,結果明明就在球機設計覆蓋范圍內,但是監控點沒有對事件的判斷提供任何數據,真是遺憾。因此如何充分發揮球機的實戰價值,一定是未來球機發展的新命題。結合網絡化和智能化的趨勢,讓球機在該轉動時轉動、該變倍的時候變倍,該抓拍時抓拍,讓球機自主思考起來,已經不是難事,但是難的是怎么減少球機的誤報率、漏報率,才是智能球機真正符合實戰落地的前提。
機芯、結構、編碼的變革
最后,從球機產業鏈的角度來看,這十多年也發生了較大變化。把球機分成三個部分來看:機芯、結構、編碼。
無論是模擬球機還是高清網絡球機,機芯無疑都是球機成像的關鍵。機芯本身包含鏡頭、傳感器、ISP、機電控制等電路,由于應用特殊,其制造工藝遠高于一款IP槍機。早期很長一段時間,機芯的核心技術掌握在日韓系廠商手中,但隨著高清高速球機的需求迅速膨脹,進口品牌的高清機芯表現出一定瓶頸:首先,進口機芯的成本劣勢使得采用進口機芯的球機在商務競爭力上也存在一定問題,其次由于進口機芯產品更新換代的周期較長,當高清槍機超低照度、寬動態技術已經成功商用時,主流進口機芯還是采用上一代的方案,導致球機圖像表現上一度落后于槍機。近年,國內很多廠商紛紛開始自主研發球機機芯,尤其是高清機芯,自2012年的安博會之后,主流廠商均實現了自主研發機芯對日系機芯的替代,一方面使得球機的成本大幅度的降低,另一方面在彩色低照度、透霧、強光抑制等特性上也形成了優勢。對于國內安防廠商來說,未來在如何使自研機芯的產品穩定性、對焦速度上提供高品質的方案,才是各家的努力重點。
接下來是球機結構,如果說機芯決定了成像,那么結構機電部件決定的是一款球機的品質。在球機結構上,各個廠商可以各顯神通,充分發揮自己的研發實力。隨著一些有著IT背景的供應商進入安防攝像機的研發制造,球機的工業設計和品質有了質的飛躍,前有一款球機以設計概念獲得了“2012年紅點設計概念獎”,近有宇視科技的全天候球機以其實物的創新功能和商業價值獲得了德國“2013年IF產品設計獎”等等,這些代表著全球工業設計最高獎項的肯定,也從一定程度上激勵了更多安防廠商不斷創新,從更合理、更實用、更美觀的方面去推動高速球機甚至整個安防行業的革新。
編碼電路,是網絡球機區別于模擬球機或數字SDI球機最大的不同之處。別看這個部分在成本中只占小頭,但是毫不夸張地說,編碼網絡處理電路在模擬球機向網絡球機轉變的過程中,往往可以決定一個廠商的生死,因為,網絡攝像機其本質是基于網絡的一種視頻監控應用,但是很多傳統模擬球機廠商不懂網絡技術、不懂編碼技術。而網絡球機,尤其是高清網絡球機,也絕不是在模擬球機里塞塊現成的編碼模塊就可以實現的,編碼放在滑環前還是后?網絡信號過滑環怎么抗干擾?編碼板帶來的球機散熱問題怎么處理?網絡有丟包怎么解決?單板如何做防雷?等等新的命題會擺在傳統模擬球機廠商面前。而對于高清高速球機來說,如何利用IP網絡做好室外大運動量場景下的高清數據傳輸,編碼電路必須做到軟硬兼修:軟特性,即我們常說的高清低帶寬和網絡適應能力,“高清低帶寬”考察的是一款球機的編碼水平,當前支持H.264的High Profile編碼是個有效降低帶寬的方法;“網絡適應能力”最好的方法可以是抗丟包,如宇視IPC采用NAA專利技術可以在5%丟包的網絡環境中無卡頓,確保IPC在傳輸過程中保證圖像的安全性與流暢性;也可以是自動降幀降分辨率,IPC根據網絡狀況自動降幀或降分辨率;硬特型,是在室外傳輸時如何保障長距離傳輸的方便性、可靠性和安全性,球機直接出光口可以很好解決長距離傳輸的防雷、引入故障點的問題。并且,自“高清元年”2010年始不過短短三年,高清高速球機的電路部分,也逐步地從單純的高清編碼已經開始往簡單智能和計算節點的方向發展。
結束語
前面簡單回顧了高清高速球機的前世今生和產業鏈的變革,從中管中窺豹般的給出了高清高速球機的發展趨勢,總結來看,球機在IPC家族中,屬于高價值的類別,因此球機要做到進一步的物有所值,必須在全天候環境適應能力、長距離可靠補光方案、低誤報和漏報率的智能業務方面有進一步的提升,并且通過更多自有技術的跟進,更多實用、可靠的結構的創新,和網絡化智能化的思考,推動高清高速球機的進一步的推廣。