《哈佛商业评论》（Harvard Business Review）前阵子发表了一篇有关于创新产品的文章，文章讨论到创新可能会让一个公司带来效益，但也有可能会拖垮一家公司。许多公司的管理者们都在一直追求创新，希望藉由创新产品，在市场竞争激烈的环境下得到成长。但事实是，未经过细致考虑就投入创新，并不代表一定就能够在市场的接受度和成功上获得保证。本文将带您重游历史，回顾一下有关摄像机的创新历程，以及当中是否仍有一些东西对今后的发展有益。

摄像机
对于美国San Diego（美国重要的港口、工商业中心和研究中心）来说，20世纪50年代是个令人激动的时期。当时，很多公司以San Diego作为公司总部的所在地，众多电子工程师们开始研究一个新的概念“solid state”。其中，一家名为Cohu Electronics的公司开始全面从仪表设备的生产厂商，转型到生产CCTV设备，这主要是由于其与美国国防有关机构合作的原因（特别是导弹项目）。Cohu开发出了电压标准和放大器，当时在CCTV领域只是刚刚开始发展而已。但Cohu生产的摄像机不同于RCA或Norelco所生产的广播电视级别的摄像机，这些厂商生产的摄像机一般都是较大型的设备，以便于有足够的光源聚焦成像。而Cohu生产的摄像机则属较小型，与当时大型的摄像机相比，它的设计还较粗糙，但很实用。Cohu生产的第一台摄像机一直到60年代早期才开始被重视，并且很快就被国防部门采用来监控导弹的制造过程、导弹的飞行轨道，以及记录目标物被击中时的画面。之后，Cohu进入广播电视市场，推出了一系列摄像机产品和测试设备，但几年之后，因为众多大型制造商的强大竞争压力，Cohu退出了这一市场。

另一方面，由于Cohu能够做出特别可防辐射的摄像机外壳，运用在监控核反应堆补给燃料的过程中，因此到今天，Cohu仍然是大部份电力生产行业的首选供应商。Cohu更曾提出开发用于监控海底石油管道的摄像机，不过这个想法仍停留在构想阶段。Cohu使用过竞争对手RCA的视像管，此外，为了开发出市场需求的产品，Cohu向NEC购买过传感器和摄像机成品。Cohu以德州仪器（Texas Instruments，TI）的传感器和芯片为基础，研发出第一台电晶体摄像机，之后他们的摄像机则以德州仪器和Sony的传感器为主。而NEC则进军到显示器领域，RCA则将其摄像机部门卖给了Dr. Erich Burlefiner拥有的Burle Industries公司。Cohu生产的4800系列摄像机是用一种TI芯片作为帧传输方式（Frame transfer）的摄像机，该系列产品一直到1990年的中期都一直是Cohu最热门的畅销产品。为了进一步开发闭路电视监控市场，Cohu并没有在市场开发上进行更多的投入，而是继续为其顾客追求更为实用的影像技术实现方案，1992年，Philips公司推出了带1/2，和1/3，显像管的彩色摄像机，以及日夜两用摄像机。这是第一台使用单一传感器且具备移动滤光器的日夜两用型摄像机；其它大部分同类型的摄像机也是在大约同一时期里推出的，只不过其它的产品仍然是使用两个传感器，一个彩色传感器专为白天使用，另一个黑白传感器则专为夜晚使用。如今，所有的日夜两用型摄像机都是使用由Philips和Bosch首推的可移动式滤光器原理。直到今日，根据IMS的研究报告指出，世界前十大安防摄像机品牌有：Panasonic、Pelco、Bosch Security Systems、Sony、Honeywell、Samsung Electronics、GE Security、Axis Communications、JVC和Tyco Fire & Security。[nextpage]

1996年，Axis Communications推出了世界上第一台网络摄影机。Martin Gren，Axis创始人之一，在1995年一次出差到日本的旅行中激发他开发这一产品的构想。在此之前，Axis主要业务是生产打印机服务器，一种用于连接打印机和网络的设备。当时，一位日本厂商问Gren：为什么你不把摄像机与网络连接在一起呢？巧合的是，那个时候一个名为Carl-Axel Alm 的Axis工程师也正在瑞典研究相同的应用概念。最终，Axis推出了Axis-200，带172x144、352x288和704x576三种分辨率、Vitec压缩芯片和Axis Extrax网络连接芯片。

第一台网络摄像机原本并不是设计给安防产业使用的，因为产品的图像品质并非最好，再加上当时的网络带宽不足（只能做到5帧／秒）。Axis执行副总裁兼亚太区总经理Anders Laurin回忆道：“当时的产品主要应用在网页浏览方面，为动物园或交通十字路口提供实时的影像片段。”到1997年，某些美国的幼儿园开始采用这项产品，这些幼儿园通过配置“保姆摄影机”，使得父母可以随时透过网络来观看小孩在幼儿园的上课情况。

另一方面，Axis也一直致力于开发自己专门的IC芯片，并且努力改进摄像机的画质表现，它的某些产品已经可以达到60帧／秒的速度。1998年Axis推出了Axis-200 Plus，2000年则推出了一台全新型号的摄像机——Axis-2100。Laurin表示，迄今为止，Axis-2100仍是世界上最畅销的网络摄像机之一。然而，并不是每样东西从一开始都是这么的完美。“由于网络摄像机是项全新的科技，在一开始推出这个产品时，要和我们的顾客介绍这个产品是件很困难的事；另外，我们对摄像机市场也不是非常了解。所以，我们不仅需要教育整个市场，并且我们也需要在这个市场中不断学习。如今，Axis已拥有了450位工程师专注于对网络摄像机的研发。”

至于谈到第一台百万像素网络摄像机，大多数人都会想到IQinVision公司。促使IQinVision成功的关键因素，是来自终端用户一直以来对传统闭路电视监控系统高成本、低品质的失望。多年以来，大部分使用者只能选择PAL/NTSC画质的摄像机。许多CCTV的领导厂商提供的都是低画质的摄像机，而这些摄像机几乎都采用相同的CCD图像芯片，只是外壳和软件不同罢了，在产品上并没有太大的区别。百万像素网络摄像机这项新技术更是带动了整个产业现状的改变，特别是在网络的稳定性和图像质量的改善上。IQinVision市场营销副总裁Paul Bodell说道：“从90年代开始，IP视频市场渐渐成型，Axis和IQinVision这类从网络设备市场延伸出来的公司，他们知道如何在这个充满挑战的网络环境中研发出可信赖的产品。”

在过去的两到三年里，有许多刚刚起步的公司和没有网络技术背景的公司都不约而同地推出了安防应用的网络摄像机，但因为无法提供相对稳定的产品，从而造成一般用户对网络摄像机评价较低的结果。Bodell说：“幸好，最后市场还是发现了哪些公司的摄像机产品是可以被用在专业级别和商用级别的应用上。”2003年，CMOS逐行扫描的百万像素图像传感器也渐渐可以提供和CCD图像传感器在低光环境中一样的表现，这意味着像IQeye这样的百万像素网络摄像机可以被用于所有的光线条件下。一旦使用者接受了百万像素网络摄像机所拍摄的画质之后，相信他们不会再想回到过去，使用那种传统的闭路电视监控系统或是那种4CIF分辨率的产品。

IQinVision从1999年开始便生产百万像素摄像机。但是，在刚开始的头几年中，IQeye主要被应用在对高端商业场所、军事设施和建筑场所的监控。直到2004年，推出了IQeye501系列摄像机后，IQinVision才开始大量生产百万像素摄像机，产品被广泛应用在零售商店、学校、赌场、银行和其它场所内。百万像素摄像机的整体市场每年呈现三位数的增长。Bodell说：“这与所谓的行销手法无关，只是由于当前第五、六代的百万像素网络摄像机和其它技术相比，已经解决了使用者对品质更好和更经济实惠的需求。” [nextpage]

球型摄像机
大多数产品在市场上成功的原因，都是在一个基础上经过多年改进的结果。对于目前最先进的闭路电视监控快球也不例外。在过去的三十年间，摄像机变得越来越小，而且在过去的二十年间，摄像机制造商们开始设法将摄像机装到一个更小的圆球型外壳里。把所有的东西整合到一个简单固定的外壳里，不但省去了支架、特制外壳和独立镜头，另外在外型上也会变得更美观。今天，快球型摄像机已经被安装在许多场所，如停车场、大门和收款处的上方等。但有时候，保安人员需要去左右移动摄像机来取得较为清晰的嫌犯图像；有时候他们更需要可以更清楚地辨识车辆的车牌。因此，放置大型的摄像机在一个可以被控制和上下、左右旋转的机器上，另外，再加上一个可以遥控伸缩、自动对焦的镜头，这样就可以解决这些问题了。

广泛使用的黑色半球型摄像机可以从天花板上伸出来，或是被高挂在赌场赌桌的上方，它已经成为了全球监控系统的标准配件。这些产品由世界上许多不同的制造商所生产，因此它也被赋予了不同的名字——SpeedDome、SpectraDome、CyberDome、RapidDome和AutoDome。虽然它们有着不同的功能，但是都能完成基本的上下、左右旋转、自动对焦等功能，可以帮助保安人员观看和储存视频资料——这些都是固定式摄像机所不能做到的。大部分这一类型的摄像机都配有一个黑色的内罩，防止被监控者清楚地看到镜头监控的方向。快球摄像机的好坏在于水平／垂直旋转的速度、镜头移动的速度，以及聚焦的速度，这些会影响到操作的流畅性和回复到预制位置的快速反应，如出口、大门等。镜头的变焦距离可从10:1到35:1。最新的技术是加上了一些更先进的功能，如日夜两用的紫外线滤镜，它可以加强夜晚画面、隐私遮蔽和运动图像的稳定性，这些都可以防止图像受到户外强风，或墙体、地面震动所带来的影响。

在户外应用中，PTZ系统往往需要较大型且坚固耐用，但这样也造成了成本的提升和安装时间的延长。在早期，变焦镜头是非常昂贵且较大的。一个1，图像传感器所配备的4:1变焦镜头需要花费超过一千块美金。如果是将摄像机、pan/tilt旋转台、防水防护罩和继电器端口算在一起，所有的费用将会超过四千块美金，更别提还要安装其它的零组件。以上提到的是70年代的价格，而当时的黑白摄像机只能提供很低亮度的敏感度，大约是50-100 lux。相比较而言，今天的彩色摄像机敏感度是当时100倍，且价钱也没有那么昂贵。

80年代，标准视像管的大小从原本的1，被缩小到2/3，，到了90年代初期，更被减小到只剩下1/2，。较小的镜头规格降低了玻璃部分的大小和重量，这也大幅降低了系统的成本。随着硅体CCD传感器和IC技术的到来，摄影机大大降低了它的体积大小和功率需求。CCD传感器也提升了其在低光环境中的感应能力，以及它的尺寸大小。随后，更小的镜头被发明出来，用以配合最新的只有1/3，的CCD。

80年代，电动变焦镜头仍然是固定焦距的镜头，这意味着当镜头焦距发生变化时，光学聚焦元件已有精确的系统来维持精准的对焦。微控器的出现帮助了镜头制造商们大幅降低复杂机械结构的成本，且提供一个同等功能的变焦镜头，这使得当焦距产生变化时，可以独立地再次调整焦距。这些变焦镜头和固定聚焦镜头相比，可以用较少的光学元件和较为简单的机械结构来进行组装，并且能够使用软件来补偿焦距变化时产生的不足。

到了90年代，pan/tilt旋转台已经不再需要来支持重达25-50磅的摄像机和镜头。许多公司，如Sony和Hitachi都开发出了小型、集成光学电路的摄像机，将摄像机、变焦镜头、自动聚焦、自动光圈等功能整合在一个小型的长方形外壳里。因为相同的尺寸大小和连接端口，这些组件很快就被防破坏型的球型摄像机所采用，因此，摄像机也可以更容易地被挂在柱子上，或是隐藏在天花板里。将自动聚焦功能增加到电机驱动器中是十分必要备的，这是因为智能化的镜头控制对于变焦镜头来说是非常重要。另外对于户外来环境来讲，自动光圈也是另一个设计的重点。[nextpage]

相对于开放式结构的摄像机来说，球型摄像系统的机械部份显得较为封闭而独立。一些球型摄像机采用了直接驱动马达、皮带和其它的传动装置。由于这些差别，控制器和驱动器所使用的微处理器通常都是放置在底部装置里。这些装置是相当精密的，以便于与屏幕上的菜单相配合，并且可以程序化预先设定、巡视路径和隐私遮蔽功能。此外，也可实现报警输出／输入和远程录像、照明灯光开启，或立即移动到预制位等功能。

Pelco的快球摄像机
当十年前第一台SpectraDome系统被开发出来的时候，没有人可以预见它的未来。但今天，从美国的自由女神像，到英国的白金汉宫和奥林匹克运动会，SpectraDomes守护着全人类生命财产的安全。SpectraDome这一概念是在1995年被提出来的，当时Pelco正在生产一种名为“Intercept”的PTZ球型摄像机。Pelco的CEO David McDonald发现，市场上急需一种更小型、更低躁音、且更稳定的球型摄像机。当时已经有一些公司早已开发出了球型摄像机，但是却无法在静音上获得改善。Pelco花了不到一年的时间就设计出了一个表现更加优秀、功能性更好的球型摄像机，这也是Pelco一直都在产品品质上所秉持的精神。

市场行销副总裁Dave Smith认为Intercept其中的一个问题是，它提供了太多的选项。当Smith与他的工程师们设计这个计划时，他要求在新的Spectra系统中加入许多Intercept的选择功能标准。这是一个创新的概念但也极具风险，然而工程师们却愿意接受这项具有挑战性的工作。现任工程副总裁Bill Arbuckle当时出任过工程部经理，负责组织起这个新系统的设计团队，其中包括Jim Arbuckle、James Martinez、Dave Micon和Dave Toste，由Bob Herold来统一领导。

从Spectra面市的那一刻起，Smith和他的团队便知道这个赌注下对了。市场对Spectra的反应极为热烈，但整个团队并没有因此而停下来，他们很快回到各自的工作岗位上。Herold指出：“球型摄像机一直都在改进之中，我们不能因为推出了Spectra就停下来。”很快，整个团队投入研发出了第二代产品——Spectra II。多年以后，Spectra系列的产品已具备了坚固耐用、抗压力、防锈型等功能。今天，Pelco更推出了最新一代的产品——Spectra IV，它可提供35倍光学镜头，并具有超宽动态范围、热度管理、电子图像稳定性和其它更多的功能。

Bosch的快球摄像机
和传统上需要带pan/tilt units旋转台和防护罩的摄像机相比，人们都希望摄像机可以更为简便，便于使用。市场上，简易化是很明显的一个需求，这也是球型摄像机这一概念出现的原因。最开始，这个名字是由一家名为Burle的美国CCTV公司叫出来的，后来这家公司被Philips所收购，而Philips后来也被Bosch所并购。因此，这一类型的摄像机一直使用这个名字推出上市，即使是在这些公司不断变化的过程中。Burle是第一家发明并推出AutoDome的公司。当然，之后的Bosch也在AutoDome的基础之上继续加强与改进。

开始的时候，简洁是一个挑战。第一代的产品大约是现在AutoDome的3倍左右。困难的地方是，如何将pan/tilt旋转台功能、摄像机、变焦镜头、接收驱动器和防护罩整合到一个单一的盒子里。此外，为了能让摄像机本身可以不间断地360度旋转，需要一个可以用来传送信号和电力的设计，因此，在集电环系统上的改进也是一个挑战之处。在此之前，球型摄像机的概念中，摄像机只能旋转359度，然后回转。除了集电环设计外，其它所有的零件也需要能在数年间承受这一快速旋转的速度。因此，在设计AutoDome时，就需要研发出一个新的零组件。到今天，AutoDome已经持续运作长达10年之久了，这证明了它的可靠性和耐用度。[nextpage]

新的功能开发，如将IP功能加入在AutoDome中，使得每一台球型摄像机都有一个自己的IP位置，这样便可以从一个中央控制室实现远程管理。另外，在适应更险劣的环境方面，产品也进行了一些改善。例如现在的AutoDome外罩都采用了聚碳酸酯，增强了防破坏能力。同时，随着涂料技术的进步，使得摄像机外观颜色不再会因为时间而褪色。未来时间内，更多的改良进也包括了更大范围的变焦距离。

最近，Bosch推出了一种组合式概念，并且这一概念被认为将会对安防产业带来巨大的影响。在这一新概念的指导下，摄像机将会由许多标准化的零件所组合而成，这将更能符合不同用户的需求。

计算机视频与图像管理
911事件发生之前，第一代视频分析系统就已经出现了。最初的应用都是基于美国国防部发展与研究计划中心所研发出来的视频动态侦测系统（VMD）之上。几乎所有早期的这些应用都代价不匪，需要大量的设备和网络带宽，因而也就容易导致失败。和早期的视频动态侦测系统一样，第一代视频分析系统同样需要花费高成本的硬件设备、更多的摄像机和服务器，更不要说占用到受限制的高频带宽了。除此之外，使用者和厂商们也都发现VCA方案非常复杂，且画面在多次重复播放后很容易产生问题，如动作的识别率低和误报警率高等。

911恐怖袭击事件是一个关键的转折点。在这一举世震惊的事件之后，对于Agent Video Intelligence（Agent Vi，后来被称为Aspectus）的创始者们和ObjectVideo的工程师们来说，在一些大型的公共场所，如机场和某些受限制的区域内，视频分析系统的需求已经日益明显。与此同时，这也是监控系统从模拟转换成数字和IP系统的时代，也因此开启了以软件为中心的应用方式。Agent Vi开发出了分布式的系统结构，使得摄像机从原来的数台变成数千台。因此，市场需求和技术上的发展可以说是下一代视频分析系统成长的两个催化剂。

Lipton博士认为，使用者错误的期待是最大的挑战。“我们并不认为视频智能分析系统是全能的救世主，我们只是把它视为一个非常大型的监控系统里的一个关键因素。”智能视频能够让使用者在他们的监控设备，如摄像机和其它的投资中，获得更多有益的资料。如果人们能够做出更快、更有效的决定，那么，他们便可以更加有能力保护自己的安全。在Lipton博士的眼中，计算机视觉科学家可以利用计算机所能做到的（如大量、重复的工作），并且要求计算机实现人类所能做到的（如智能分辨）。他补充道：“未来的5-10年里，摄像机将成为一个传感器，将搜集到视频资料的80-90％，提供给计算机来观看和分析。”

在管理方面，当数字视频监控市场已大幅成长的时候，也带动了整个DVR网络管理能力的需求。这些需求来自于对视频网络的高实用性要求。往往是在意外发生之后，人们才发现没有记录到当时意外发生的经过。此外，也需要简化DVR网络的维护工作，使其变得更有效率。因此，管理软件的出现，帮助使用者可以从控制中心持续检查网络上每台录像机的运行状况。这类软件也会告知使用者，哪些录像机是需要维修的。

直到1998年底，Milestone Systems公司的创办人之一Henrik Friborg与公司CTO John Blem预见到了IP网络技术将会在许多方面带动业务的成长，而且他们也看见了第一台由Axis生产的IP摄像机（当时只有1帧／秒的速度）。Friborg和Blem意识到，如果有相关的软件来帮助使用者管理录像机和多路摄像机的话，网络摄像机的确可以被应用在安防领域中。另外，他们也发现，他们正在开发的技术与IP应用将会是一个完美的结合。

Friborg回忆说：“刚开始的时候市场拓展得很慢，因为整个安防产业一直都抱着怀疑的态度。那时，几乎都还是模拟监控系统的天下，数字录像仅用于大型且昂贵的工程应用中。有些人已经看到了IP技术未来可能会带来的机会，但是却没有一家安防产业大型厂商认为这个革命真的会来到。”在90年代末的展场里，很多买家或许会跑到Milestone的摊位面前观看其示范样品，并惊叹它真的很新奇。他们都被自己在模拟世界中的成功所蒙蔽，却忽视了IP市场的潜力。

自从那时候起，每样东西都发生了改变。Milestone已经连续两年被IMS Research评为全球开放式平台IP视频软件制造商中的第一名，公司每年都保持着健康的成长率。一些厂商与Milestone签订了合作协议，到2006年底，公司的销售网点已布及60多个国家，拥有超过24000个客户在使用Milestone的产品，这证明了开放式平台的未来发展趋势，以及其可靠性和优势。

到2004年，Milestone的软件冠以现在的品牌“Xprotect”，根据项目的规模大小、特征、功能的复杂性等，以许多不同的方式销售。Xprotect视频管理软件支持超过30家不同厂商制造的230种产品。Friborg指出：“视频管理软件有着无限的潜力，特别是在整合多种设备的能力和系统真正附加价值的投资上。”

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