视频会议系统摄像机的选择

一、背景 

自1996以来，随着各类专线网络，互联网的不断提速与普及，以及市场经济下商业协同模式的成熟，视频会议在中国得到了广泛的应用和推广，国产的视频会议产品也如雨后春笋般涌向市场。 

作为视频会议的核心配件之一，摄像机的光学指标、电气性能和使用功能都直接影响着视频会议视频质量。因此，如何选择一款高性价比的摄像机，是各厂家和代理商极为关注的一个话题。 

二、摄像机在视频会议系统中的应用 

视频会议系统（Video Conference System），其构成的一个基本因素是视频，作为动态图像的采集设备，摄像机是构成视频会议系统必不可少的前端设备。 

动态图像经过光学镜头的调焦，映射在图像光学感应元件上（俗称“光靶”），形成RGB光学信号，在内部电气线路的控制下，经过图像编码器，输出AV复合视频信号，以及S-Video分离信号。视频信号经过视频采集（卡）设备的捕捉，正式进入视频会议终端的处理流程。 

有一些针对PC桌面型视频会议生产的小摄像机，俗称“摄像头”，可以使用并行口（目前已经淘汰），USB1.1、USB2.0、IEEE1394等。这类摄像机把光学信号对应的电信号依据端口Interface的数据格式规范，直接以数字信号方式，输入计算机，供软件调用。 

视频会议系统的核心技术指标是视频信号的清晰度、平滑度。因此，摄像机输出的视频信号的优劣直接影响着系统产品的市场竞争能力。 

三、摄像机的性能指标 

在常用的摄像机中，根据数据接口的不同，可分为常规摄像机和数字式摄像机，前者输出标准的AV和S端子信号，后者以USB和IEEE1394为通信标准。 

1. 常规摄像机的主要性能指标 

（1）CCD尺寸（Image Sensor） 

由于生产工艺的不同，CCD所采用的原材料可接受的刻蚀精度也不同，厂家常用的CCD尺寸有1/4寸和1/3寸两种规格，近期出现了1/2.7寸和1/1.8寸规格。 

（2）CCD有效像素（Effective Pixels） 

有效像素指CCD感光元件可受光信号、并转换成电信号的最大区域。PAL制下的CCD一般有效像素为：752（H）×585（V）。 

（3）水平扫描线（Horizontal Resolution） 

由于CCD元件的电信号采样是采用垂直和水平两方向交叉定位的方式来提取单点元素的RGB数值，所以水平和垂直扫描的精度直接影响着图像的精度。人们常以水平扫描的线数来衡量镜头的精度等级，作为通信用的专业摄像机，该数值一般要求在450以上，目前市面上的产品以480线为主流。 

（4）光学变焦倍数（Lens Zoom） 

目标物体的反射的光信号，需要经过光学镜头组，才能聚焦在CCD上，形成清晰的图像，光学镜头组所采用的玻璃透光性、滤光性是各厂家需要保证的根本要素。 

此外，光学镜头组在超声波电机的带动下，能够实现的光学变焦倍数成为了一个面对用户最主要的指标。常见的倍数有8x、10x和12x，某厂家推出来的产品，该参数可以达到22x。 

（5）数字变焦倍数（Digital Zoom） 

数字变焦是采用软件差值计算的方式，将CCD形成的当前的图像进行局部取样，形成指定像素的信号。数字变焦倍数的数值依赖于CCD的有效像素和内置DSP芯片的处理能力，各厂家一般都提供10x和12x两档常规指标。 

（6）信号制式（Video Signal） 

信号制式一般有NTSC和PAL两种。根据中国的电视广播及通信的规范，中国地区适用PAL制。 

（7）信号输出格式（Signal Output Format） 

大家常见的视频信号都是采用AV Video复合信号，以及S-Video分离信号两种，后者相对来说信号质量较前者稳定。 

（8）信噪比（Signal Noise Ratio） 

衡量视频信号的指标是信号的信噪比，表示了信号中，能够提取的有效信号的比率，市面的各款摄像机的SNR都大于45dB。 

2. USB1.1/2.0以及IEEE1394界面摄像头的性能指标 

近年来，随着个人桌面视频会议系统的普及，采用USB和IEEE1394作为图像摄像机（俗称摄像头）输入界面的产品层出不穷。 

USB的摄像头目前的市场占有率超过95％，其中采用USB1.1的产品占大部分，这类产品的性能可以从以下几个方面考量。 

（1）感光元件（Image Sensor） 

市面上的USB摄像头多采用CMOS，现在的CMOS生产工艺经过优化后，基本消除了元件老化的缺陷，并行输出的数据流量大，我们称之“二代CMOS”。 

个别厂家亦推出了采用CCD为感光元件的产品。 

（2）有效像素（Effective Pixels） 

有效像素指感光元件可受光信号，并转换成电信号的最大区域。常见的摄像头的有效像素为：652（H）×487（V），而输出的视频信号的实际像素一般小于该数值。 

（3）数据位数（Image Data Bus） 

数据位数指感光元件和处理元件之间并行处理的数据位的多少，常用的有8、9、10三种，该数值越高，图像的采样和输出精度也相应越高。 

（4）信号格式（Signal Format） 

摄像头经过WDM驱动，可以向目标程序提供的视频信号的格式，基本有VGA（640×480）、CIF（352×288）、SIF（320×240）、QCIF（176×144）、QSIF（160×120）几种格式。 

（5）信噪比（Signal Noise Ratio） 

市面的各款摄像头的SNR都大于45dB。用户在实际测试的时候，可以采用观察黑色背景是否出现白色或灰色斑点，以及在脸部前挥动手掌，观察是否有图像横断和黑线这两种办法，来做简单判断。 

IEEE1394摄像头的理论传输流量较大，但是由于各品牌的视频会议系统对于该类硬件产品未提供软件驱动接口以支持，目前市面上这种界面的产品较少。 

3. PTZ摄像机的其他性能指标 

目前，视频会议系统常选用PTZ摄像机作为会议终端的标准配件。PTZ摄像机实际上是由一个可三维转动的机械云台和一个镜头可伸缩的摄像机构成。 

PTZ的英文译义是P-PAN（水平转动）＋T-Tilt（垂直转动）＋Z-Zoom（景深伸缩）。从这个意义上讲，PTZ摄像机还包括了以下参考指标。 

（1）水平转角范围（Horizontal Angle） 

机械云台在水平面可以转到的角度范围，一般的设计转角范围在±50°～±120°之间。 

（2）垂直转角范围（Vertical Angle） 

机械云台在垂直方向可以转动的角度范围，一般的设计转角范围在±20°～±35°之间。 

（3）云台转动速度（Rotator Speed） 

摄像机在使用过程中，云台转动速度的快慢会影响到用户对于图像信息的感受，该速度不宜过快，太快的转动速度会导致用户对于图像信息的感觉混乱。 

4. 摄像机的远程控制 

市面上的各款PTZ摄像头根据通信系统的功能需求，都提供了远程控制功能。该功能以VISCA远程通信协议为核心，提供了各厂家设备和会议系统的兼容性和互换性。 

四、视频会议行业对于摄像机的需求 

作为视频会议系统最重要的一个基本配件，摄像机的需求总量和系统终端的总数量是对应的，也是每年厂家采购的终端外部配件最大份额的设备。 

自2003年以来，随着国内视频会议厂家的剧增，以及MPEG-4、MPEG-2标准的视频会议系统的出现，厂家对于摄像机的使用功能以及视频信号的质量提出了更高的要求。包括国内华为、中兴等巨头厂家在内，大家都选择进口的PTZ类摄像机作为产品的标准配件或推荐产品。 

视频会议系统的原厂家对于摄像机的需求可以归纳为以下几点因素： 

（1）光学信号的指标； 

（2）视频信号的信噪比； 

（3）视频信号的输出格式； 

（4）转动角度和转动速度； 

（5）手持式遥控器的功能和距离； 

（6）摄像机的外形； 

（7）摄像机是否支持远程遥控和采用的通信协议。 

根据作者从事视频行业的经验，经过对视频会议行业发展的分析，个人认为随着视频会议系统的普及和技术发展，对于配套的摄像机存在以下的需求趋势。 

1. 视频信号高清、高速 

最终用户对于视频会议产品的衡量标准之一就是图像信号的清晰度和平滑度，这也是厂家对于产品的设计要求。同时，随着MPEG-4、MPEG-2等高清晰度视频会议系统的出现，以及MPEG-2 Full D1引入到高档视频会议系统的应用，视频源信号的质量就成为了最前端的一个技术瓶颈。 

因此，摄像机能够输出高清、高速的视频信号就成为了首位的需求。 

2. 远程遥控、智能控制 

视频会议系统是分布式远程协同工作的典型应用模式，视频会议的管理和控制是该应用模式中的一个基本环节。在目前的应用中，用户可以通过会议主席的控制模式来选择远程会场以及控制远程会场的摄像机状态。我们还可以通过“目标人物语音寻踪”和“目标人物脸部特征追随”等功能，使会议进行中对摄像机的控制更为简捷。 

因此，摄像机的远程控制（类似：VISCA通信）和智能控制的设计要求也成为了高端视频会议产品对配件的一种功能需求。 

3. 高性价比 

随着通信网络条件的成熟，视频会议系统已经日益成为平常办公的一种通信和商务活动的方式。视频会议系统在大中型企业的应用已经成为了一种普遍的现象，甚至于一些多分支机构的私人企业，也在考虑或者已经安装了桌面视频会议系统。 

视频会议系统的普及是一个必然的趋势，但随之产生的一个问题是，视频会议系统的终端价格要降低到中国用户可以接受的心理价位。目前，PTZ摄像机在国内的最低批量采购成本是5100元，基本占终端产品硬件成本的一半的，从而导致了终端设备的价格高居不下。摄像机的高性价比，以及合理的价位是视频会议系统厂家对于配件的一个很实际的要求。 

4. 功能价格等级比较 

同时，伴随着公众通信网络的普及和计算机处理速度的级数提高，视频会议系统的客户应用面也遍布各种行业，对于摄像机的需求档次也同步地分成几个功能价格等级。 

A类：适合大型会议系统——50人左右的会场使用。 

要求摄像机具有高倍率的光学变焦和数字变焦、视频信号信噪比高，具备云台控制能力，远程遥控和现场手持式遥控器，甚至需要设备倒置和某些智能控制功能。 

这类用户对于配件的选择完全以功能为主要考量因素。 

B类：适合中型会议系统——10人左右的会场使用。 

要求摄像机具备中等倍率的变焦能力，云台可控制转动，提供现场的手持式遥控器，用户无特殊的功能需求。 

用户选择这类产品的要素包含了功能、外形和价格等多个方面。 

C类：适合小型会议系统——1～3人左右的会场使用，主要的用户面是广泛的小规模企业。 

要求摄像机能够提供基本的视频信号，能够支持云台转动和现场控制。 

这类产品进入市场的关键要素是产品的价格。 

D类：适合个人用户办公和娱乐使用，主要配套桌面型视频会议终端。 

要求产品体积小巧、视频信号稳定、价格低廉。 

目前，国内市场出现的“洋品牌”产品都集中在A类，未出现适合中国用户需求的其他产品。 

五、突破“洋货”的市场控制瓶颈 

业内人士都深深体会到，PTZ摄像机的“洋军团”极大地影响着视频会议行业的发展，一方面从价格上获取了巨大的利润空间，同时，通过供货量和供货渠道，限制了国内厂家产品的发展。 

大家都还记得2003年爆发的“非典”疫情期间，一夜之间，PTZ摄像机成为了抢手货，大家都在到处寻找现货。甚至于，某国外品牌的视频会议产品都因为配套的摄像机供货不到位，而无法交货给用户。这时，我们才意识到，原来我们的产品生存中，一个重要的环节是受控于他人。我们认为，视频会议行业需要出现新的PTZ摄像机的供货商，且要求其无同业竞争的商业背景。 

目前，业内有同行在脱离了视频会议系统的开发和销售工作后，以其丰富的行业经验和强大的开发实力，转而从事PTZ摄像机和全系列配套产品的开发、生产和销售。从其发布的产品预告中，我们欣喜地看到了足以和“洋品牌”竞争的产品，其功能和生产工艺都符合视频会议的需求。我们希望，该品牌的出现，可以为视频会议行业的各个厂家提供更适合的外部配件产品。 

我们都很清楚地看到，中国拥有一个庞大的视频会议用户市场，从电信网络、运营服务商、到中小企业用户、甚至于个人通信，其巨大的市场份额是不可估量的。 

目前，在中国大陆区域从事视频会议系统销售的厂家包括了来自境外的几家品牌产品，以及国内自主品牌的20多个厂家。在这种竞争环境中，厂家不但要有过硬的技术实力、销售团队，产品具有强大的功能和优质的效果，更要求在价格上能够满足用户的购买能力。 

六、结束语 

视频会议系统作为现代的一种通信手段，在现实生活中已经成为基本通信的一部分。在这个市场中，自主民族品牌的产品应该占有相对重要的比例。在这个行业链中，不应该有哪个环节是被单一的单位和机构控制，这对整体的行业发展是不良的。 

PTZ摄像机作为视频会议的核心配件，一方面，应该和其他的外部配件，和视频会议系统相辅相成，从技术和价格上支持视频会议系统产品的发展和用户市场的不断壮大；另一方面，用户市场的发展也为PTZ摄像机这些配件市场带来了巨大的市场空间，两者之间是同步发展的。 

我们希望在中国的视频会议系统中，能更多地看到民族品牌的摄像机。