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　　【中國安防展覽網(wǎng) 焦點(diǎn)新聞】 隨著中國視頻監(jiān)控市場的發(fā)展，圖像傳感器芯片和處理器芯片的市場份額將分別從2013年的28%增至2015年的72%以及2012年的70%增至2015年的88%?？v觀整個市場，行內(nèi)預(yù)測，未來五年，電子安防市場將保持8%的年均增長率，并在2017年達(dá)到3220億美元。
　　
　　而安防市場的增長主要來自兩個方面：視頻監(jiān)控總額增長12%和亞洲安防市場的需求。據(jù)了解，視頻監(jiān)控市場在過去的十年內(nèi)快速發(fā)展。而中國設(shè)備制造商在市場中扮演著越來越重要的角色。許多品牌也通過中國工廠生產(chǎn)安防產(chǎn)品，以供給海外市場的銷售。對于為視頻監(jiān)控設(shè)備提供核心半導(dǎo)體元器件的公司，中國正在成為他們重要的區(qū)域市場。
　　
　　《IHS中國視頻監(jiān)控設(shè)備制造報告2013版》指出，中國視頻監(jiān)控制造市場在2012年的產(chǎn)量約為70M。其中前端設(shè)備如模擬攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和模擬高清攝像機(jī)占87.3%，DVR、NVR和模擬高清DVR等后端設(shè)備占12.7%。更為重要的是，越來越多的業(yè)界人士開始意識到，高品質(zhì)的視頻成像效果是一個系統(tǒng)化的工程，圖像質(zhì)量已成為市場關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　畫面質(zhì)量成為關(guān)注 CMOS圖像傳感掀開發(fā)熱潮
　　
　　“高清監(jiān)控代表著巨大的數(shù)據(jù)量和更快的處理速度，無論圖像采集單元、圖像處理單元，還是傳輸、顯示和儲存單元等都必須具備高速的處理能力，當(dāng)元器件高速化之后，就很容易受外界噪聲的干擾，如ESD、Surge等瞬時噪聲。”晶焱科技股份有限公司創(chuàng)辦人/設(shè)計研發(fā)部副總經(jīng)理姜信欽從電子元器件的角度分析道，尤其是針對前端攝像機(jī)的兩大關(guān)鍵部件——成像芯片和圖像處理，深圳比亞迪微電子有限公司副總經(jīng)理兼總工程師馮衛(wèi)更為直接地指出，高清監(jiān)控任務(wù)要靠整個系統(tǒng)來完成，很多情況下難以把圖像處理和成像芯片的問題分開。
　　
　　對于圖像傳感器芯片廠商而言，需要借助感光技術(shù)的進(jìn)步，通過工藝、感光單元、電路設(shè)計、封裝等方面的提升，提高圖像清晰度和低光成像效果。而作為后端圖像處理方案，則需要有充足的適應(yīng)能力，要求芯片廠商加快技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)出工作頻率更快、芯片功耗更低、性價比更佳的產(chǎn)品方案。
　　
　　CMOS傳感技術(shù)效果凸顯  節(jié)省廠家研發(fā)投入
　　
　　2012年CMOS圖像傳感器受到市場青睞重要原因在于過去大大低于CCD的靈敏度問題由于使用了新的傳感器技術(shù)，如背照式CMOS，逐步得到解決。和CCD傳感器相比，CMOS傳感器具有更好的量產(chǎn)性，而且容易實(shí)現(xiàn)包含其他邏輯電路在內(nèi)的SoC（SystemonChip）產(chǎn)品，而這在CCD芯片中卻很難實(shí)現(xiàn)。尤其是CMOS傳感器不像CCD芯片那樣需要特殊的制造工藝，因此可直接使用面向DRAM等大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備。
　　
　　這樣一來，CMOS圖像傳感器就有可能形成完全不同于CCD圖像傳感器的成本結(jié)構(gòu)，同時也為CMOS傳感器高度集成化開辟了新的發(fā)展方向。早期市場上就曾經(jīng)推出過CMOS傳感器自帶ISP處理器，內(nèi)含2A（AE、AWB）控制算法。而發(fā)展至今，這樣的產(chǎn)品極受市場的歡迎和青睞。
　　
　　眾多不具備ISP圖像處理器/ISP算法研發(fā)能力的小企業(yè)可以使用自帶2A處理的CMOS傳感器來制造高清攝像機(jī)。傳統(tǒng)的高清攝像機(jī)架構(gòu)中，從前端到后端一般分為幾個組成部分：圖像傳感器SENSOR、ISP圖像傳感器，壓縮/信號轉(zhuǎn)換處理；而如果使用集成ISP的CMOS傳感器，中間部分使用FPGA芯片實(shí)現(xiàn)的ISP單元就可以省去，這樣既有效的降低設(shè)備整體BOM成本，又繞過了ISP算法的研發(fā)門檻。目前市場上價格較為低廉的720P高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)大多都使用此類方案。
　　
　　集成Real幀級寬動態(tài)的超寬動態(tài)高清背照式CMOS傳感器，與之前的集成2A功能的CMOSSENSOR不同，這款產(chǎn)品使用了傳感器廠家拿手的幀級寬動態(tài)技術(shù)。我們知道，對于高清攝像機(jī)的圖像處理，尤其是ISP部分依靠的不僅僅是研發(fā)實(shí)力，也依靠對于圖像處理調(diào)試的豐富經(jīng)驗(yàn)積累。那么一款自帶幀級寬動態(tài)功能的背照式CMOS傳感器產(chǎn)品，不僅將傳感器的動態(tài)范圍提升至120dB以上，也為攝像機(jī)生產(chǎn)廠家節(jié)省了研發(fā)投入。
　　
　　未來趨勢明顯  CCD圖像傳感器市場地位迅速崛起
　　
　　近兩年，無論是在模擬監(jiān)控市場，還是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控市場，一個共同的發(fā)展變化就是：CMOS圖像傳感技術(shù)的迅速崛起，使得監(jiān)控前端從過去CCD傳感技術(shù)一統(tǒng)天下的格局，快速轉(zhuǎn)向CMOS圖像傳感技術(shù)。一批廠商紛紛在市場上掀起了一股以CMOS圖像傳感器為核心的監(jiān)控攝像機(jī)開發(fā)熱潮。
　　
　　與CCD圖像傳感器相比，CMOS在低光條件下的成像效果以及高動態(tài)范圍的性能表現(xiàn)，一直是市場人士詬病的主要問題。對此，Aptina公司汽車、工業(yè)和醫(yī)療（AIM）事業(yè)部市場總監(jiān)AlvinWong介紹道，傳感器的低光照性能對于準(zhǔn)確地呈現(xiàn)圖像和保持圖像的真實(shí)色彩是至關(guān)重要的。然而，低光照性能的一個關(guān)鍵因素是像素尺寸，因?yàn)樗c靈敏度直接相關(guān)，即使像素技術(shù)在不斷進(jìn)步，較大像素尺寸具有較高靈敏度的準(zhǔn)則仍然適用，但對于給定的分辨率，較大的像素尺寸由于需要使用成本較高的透鏡，這通常也意味著較高的系統(tǒng)成本。
　　
　　而在另一方面，更高的動態(tài)性能是指圖像傳感器必需具備同時準(zhǔn)確捕獲極亮和低光照場景的能力，即保證明亮和黑暗場景能夠同時適當(dāng)曝光。但高動態(tài)功能也增加了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性，一般都需要附加的傳感器存儲器和更復(fù)雜的圖像處理程序。因此，目前各家圖像傳感器供應(yīng)商面對的同一個挑戰(zhàn)是——既要滿足低光照和高動態(tài)性能要求，又不能有太高的總體系統(tǒng)成本。
　　
　　另一個比較明顯的趨勢是，在CMOS感光芯片內(nèi)部集成ISP，以進(jìn)一步彌補(bǔ)在感光度和信噪比上不足的SoC芯片，是廠商們目前主推的一種解決方案。與后端分離式的ISP或DSP方案相比，馮衛(wèi)指出這兩大技術(shù)方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。
　　
　　后端處理的SP或DSP方案能夠在圖像處理上獲得更多的緩存，因而可以采用更復(fù)雜的圖像處理算法，處理時間和空間更宏觀，圖像效果也更佳；當(dāng)然，這樣的方案往往集成度稍差，成本較高，需要感光芯片、DSP工程師一起配合進(jìn)行開發(fā)，開發(fā)時間稍長，應(yīng)用成本、生產(chǎn)損失也相對偏高。
　　
　　而對于COMS內(nèi)集成ISP的SoC芯片，他認(rèn)為，由于要考慮到散熱及芯片面積等問題，圖像處理算法方面的資源有限，但其優(yōu)勢是可以提供高度集成的單芯片方案，方便工程開發(fā)、備料，并縮短產(chǎn)品的上市周期等，可為客戶帶來高性價比的技術(shù)方案，因此，廠商可以根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求來選擇不同的技術(shù)開發(fā)路線。

　　相關(guān)閱讀：圖像傳感器兩種芯片的優(yōu)劣勢發(fā)展
　　
　　圖像傳感器主要有CCD和CMOS兩種芯片，而在我們目前的高清安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域，CMOS芯片產(chǎn)品已經(jīng)被大量應(yīng)用至各式各樣的產(chǎn)品。
　　
　　早期，我們通常認(rèn)為圖像畫質(zhì)的設(shè)備都采用CCD傳感器，而低成本產(chǎn)品則使用CMOS傳感器。但是新的CMOS芯片技術(shù)已經(jīng)克服了早期CMOS傳感器的技術(shù)弱點(diǎn)，傳感器的設(shè)計上相比老產(chǎn)品提升了低照性能、曝光模式等。拿目前流行的背照式CMOS傳感器來說，在傳統(tǒng)的CMOS圖像傳感器中，感光二極管位于電路晶體管后方，光線會通過微透鏡和光電二極管之間的電路和晶體管，那么進(jìn)光量就會因遮擋而受到影響。
　　
　　背照式CMOS傳感器在圖像傳感器原件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)上做了優(yōu)化，它將感光層的原件調(diào)轉(zhuǎn)方向，讓光線從圖像傳感器比傳統(tǒng)CMOS傳感器在感光靈敏度上有質(zhì)的飛躍，在低照度環(huán)境下，采用背照式CMOS傳感器的高清攝像機(jī)在聚焦能力、圖像畫質(zhì)表現(xiàn)、圖像噪點(diǎn)控制等方面有了極大的性能提升。
　　
　　而我們常見的CCD傳感器攝像機(jī)只能夠720p@25fps，支持1080P格式的CCD傳感器造價高昂。背照式CMOS傳感器像素可以再高些。雖說無論是背照CMOS或是CCD，都可以提高有效像素。但是背照式CMOS的構(gòu)造決定了傳感器面積不變的情況下，可以將有效像素進(jìn)一步提高，畫質(zhì)也能夠保持得比較好。相比之下CCD盲目提高像素的話，畫質(zhì)就會很差，而且隨著像素提高，芯片尺寸也在變大造成成本幾何倍數(shù)上升。