【勁浪資訊】據(jù)了解為了突出監(jiān)控?cái)z像機(jī)對(duì)圖像的捕捉能力，越來(lái)越多的安防廠商將寬動(dòng)態(tài)與低照度兩大功能納入了基本范疇之內(nèi)。就在眾多造型、功能的監(jiān)控?cái)z像機(jī)中，我們發(fā)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)與低照度監(jiān)控能夠解決日常監(jiān)控中的很多問(wèn)題，因此這兩種功能也就成了必備要素。本文圍繞低照度攝像機(jī)應(yīng)用，探討低照度監(jiān)控應(yīng)用的發(fā)展。

在進(jìn)行低照與夜視監(jiān)控建置及產(chǎn)品選型前，需先對(duì)低照與夜視應(yīng)用的類別及特性有所了解，只有掌握這些類別特性之后才能善加運(yùn)用于相應(yīng)的環(huán)境。首先，低照度攝像機(jī)一般是指無(wú)需輔助燈光就能夠辨別低照環(huán)境下的目標(biāo)，其原理是運(yùn)用攝像機(jī)本身感光組件Sensor、圖像處理單元ISP/DSP及鏡頭光學(xué)作用共同實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用這些底層關(guān)鍵技術(shù)，低照與夜視監(jiān)控的應(yīng)用方式才得以產(chǎn)生實(shí)際的效能，而其實(shí)現(xiàn)方式并非唯一，大致包含以下幾大類。

最常用的低光高感應(yīng)模式(Low-LightMode)

又稱低光全彩模式，此型攝像機(jī)大多采用SuperHAD、Ex-view/EXTRA-ViewCCD或背照式COMS為感光組件，在低照環(huán)境下有很好的可見(jiàn)光和近紅外光反應(yīng)。應(yīng)用此技術(shù)的攝像機(jī)也稱做全天候攝像機(jī)。通常其低光彩色模式的低照度可達(dá)10-2Lux，以黑白呈現(xiàn)可達(dá)10-3Lux，搭配紅外輔助照明則可在0Lux下使用，但后兩種情況的照度不構(gòu)成Low-light即低光彩色條件的要求與模式。此種監(jiān)控?cái)z像機(jī)不僅能清晰的辨識(shí)影像，更能在低光下維持一定噪聲值呈現(xiàn)彩色畫(huà)面，且沒(méi)有通過(guò)快門(mén)慢速光累積方式實(shí)現(xiàn)低照顯示時(shí)出現(xiàn)的畫(huà)面延遲拖尾等情況。

最便利的日彩色/夜黑白模式(Day/NightMode)

又稱為日夜模式，利用電子機(jī)械原理，此種攝像機(jī)在市場(chǎng)上漸漸成為主流。一般日夜型攝像機(jī)的低照性能以彩色10-2Lux及ICRon黑白時(shí)10-3~10-4Lux的模式來(lái)標(biāo)示，0Lux這樣的標(biāo)示基本沒(méi)有意義，因此在應(yīng)用于低光夜視情況下的日夜監(jiān)控時(shí)必須特別說(shuō)明。此種攝像機(jī)利用黑白影像對(duì)紅外線高感度的特點(diǎn)，在特定的光線條件下，利用電子機(jī)械線路切換濾光片ICRCut或直接切換為黑白信號(hào)，即在感應(yīng)紅外線后將影像由彩色轉(zhuǎn)為黑白模式。而在彩色/黑白線路轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，因?yàn)槿コ思t外濾光片，使得畫(huà)面成像焦點(diǎn)產(chǎn)生變化，故必須搭配IR鏡頭，使日夜成像焦距保持一致，以避免影像焦距模糊及色彩表現(xiàn)不正確等缺點(diǎn)。基于此，雖然此類型攝像機(jī)已成為采購(gòu)趨勢(shì)，但額外搭配IR鏡頭令成本增加這一“劣勢(shì)”無(wú)法避免，且嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，此模式并不是最理想的低照與夜視應(yīng)用方式。

最不得已的紅外線輔助照明模式(IRIlluminationMode)

又稱紅外線攝像機(jī)(IRCamera)，是目前除了日夜轉(zhuǎn)換攝像機(jī)以外最好的一種低照與夜視應(yīng)用，還可分為攝像機(jī)內(nèi)置IR燈及外掛IR輔助投射燈兩種。因?yàn)镃CD及CMOSSensor感光組件可以感應(yīng)大部分可見(jiàn)光及紅外光光譜范圍，故可在夜間無(wú)可見(jiàn)光照明的情況下，輔助紅外光燈照明使影像Sensor感應(yīng)更清晰的影像。同時(shí)，攝像機(jī)的感光組件在黑白模式下比彩色模式具有更高的光感靈敏度，可在黑暗的環(huán)境中擷取到更清晰的影像，所以在紅外燈的輔助照明下，可做到0Lux環(huán)境條件下的監(jiān)控應(yīng)用。此外，透過(guò)光敏電阻的自動(dòng)點(diǎn)滅裝置，還可選擇搭配黑白或日夜型攝像機(jī)以增加低照與夜視的監(jiān)控應(yīng)用能力。

最具風(fēng)險(xiǎn)的慢速快門(mén)模式(DigitalSlowShutter)

利用DSS電子低速快門(mén)，讓光線大量通過(guò)光圈快門(mén)累積出較高的畫(huà)面照度效果，也被稱為光或幀累積方式。這類幀累積型攝像機(jī)，利用慢快門(mén)技術(shù)，將因光線不足而較顯模糊的畫(huà)面累積起來(lái)，形成一個(gè)影像清晰的畫(huà)面。在光圈為f1.2-1.4的前提下，畫(huà)面能累積足夠的照度幀數(shù)，此技術(shù)可降低攝像機(jī)照度至10-4Lux。有文章曾提及這是一種雖笨但可靠的低光應(yīng)用技術(shù)，但這種技術(shù)只適用于固定式攝像機(jī)，且需求環(huán)境光線變化恒定，否則容易導(dǎo)致畫(huà)面拖影延時(shí)，適用于禁用紅外線或投射燈等靜態(tài)監(jiān)控場(chǎng)所。

低照度攝像機(jī)監(jiān)控需求

在“平安城市”項(xiàng)目、金融、文博、酒店、寫(xiě)字樓、住宅小區(qū)、平安村居、校園、港口、高速公路、街道等場(chǎng)合，對(duì)攝像機(jī)性能要求比較高，由于常規(guī)型攝像機(jī)難以滿足24小時(shí)連續(xù)監(jiān)控的需求，所以低照度攝像機(jī)成為首要選擇。這些應(yīng)用中，例如“平安城市”項(xiàng)目，夜間光照不足，又不可能大規(guī)模安裝補(bǔ)光照明設(shè)施，在這樣的情況下，要得到較好的監(jiān)控效果，就需要安裝高品質(zhì)的低照度攝像機(jī)，既能保證監(jiān)控效果，又能簡(jiǎn)化系統(tǒng)構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)較好的可靠性和較低的成本。

除了上述這些傳統(tǒng)的監(jiān)控領(lǐng)域，森林、醫(yī)院等地方，一般也會(huì)安裝低照度攝像機(jī)，這些場(chǎng)合，環(huán)境光照不理想，但又不宜外加光源，例如醫(yī)院，為了保證病人休息，不方便通過(guò)補(bǔ)光等方式來(lái)提高環(huán)境照度，就只能在攝像機(jī)性能上想辦法，所以需要安裝低照度攝像。

還有一些場(chǎng)所，沒(méi)有條件加光源，也需要使用低照度攝像機(jī)。例如一些工地、油田、廠區(qū)、貨場(chǎng)等室外場(chǎng)所，監(jiān)控面積大，又往往沒(méi)有路燈，這種情況下，采用普通攝像機(jī)就不能保證監(jiān)控效果，也需要采用低照度攝像機(jī)，才能保證有效的監(jiān)控效果。

總之，低照度攝像機(jī)要主要依靠自身的性能來(lái)實(shí)現(xiàn)在微弱光線下獲得較好的監(jiān)控效果，使其對(duì)對(duì)外部環(huán)境依賴較小，對(duì)于特殊場(chǎng)合，夜間能實(shí)現(xiàn)隱蔽監(jiān)控。由于對(duì)低照度攝像機(jī)可靠性、性能要求都比較高，因此價(jià)格也相應(yīng)高于普通攝像機(jī)，用戶預(yù)算也應(yīng)該要比較高些。

低照度攝像機(jī)未來(lái)發(fā)展

低照度攝像機(jī)的發(fā)展主要集中在產(chǎn)品性能、產(chǎn)品功能這兩個(gè)方面。

產(chǎn)品性能的提升，主要依靠更優(yōu)秀的感光器件，例如SONY的SuperHADIICCD，其次是采用更優(yōu)秀的DSP技術(shù)，通過(guò)DSP的信號(hào)優(yōu)化、圖像降噪、整機(jī)靈敏度提升來(lái)實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)性能的跨越。

產(chǎn)品功能則更多是結(jié)合實(shí)際需求來(lái)實(shí)現(xiàn)：例如在實(shí)際中發(fā)現(xiàn)彩轉(zhuǎn)黑之后容易虛焦，所以引入自動(dòng)后焦調(diào)節(jié)(ABF技術(shù))、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的ICR雙濾光片技術(shù)(一塊濾光片負(fù)責(zé)濾除紅外光，另一塊負(fù)責(zé)光學(xué)補(bǔ)償)。又如低照度攝像機(jī)和紅外燈協(xié)同工作時(shí)，容易出現(xiàn)頻繁日夜切換等問(wèn)題，所以AMPON開(kāi)發(fā)了紅外偵測(cè)鎖定技術(shù)，還有一些廠家開(kāi)發(fā)了光敏開(kāi)關(guān)測(cè)光技術(shù)等等，來(lái)保障彩轉(zhuǎn)黑攝像機(jī)轉(zhuǎn)換性能的穩(wěn)定。

低照度攝像機(jī)提升效果最合理的做法，是用硬件來(lái)提升產(chǎn)品性能，例如通過(guò)在CCD、DSP方面的努力，實(shí)打?qū)嵉靥嵘驼斩刃Ч６鴮?duì)于延長(zhǎng)曝光時(shí)間(慢快門(mén))或稱幀累積技術(shù)來(lái)提升低照度效果的方法，往往會(huì)帶來(lái)不理想的效果。

如采用慢快門(mén)，由于曝光時(shí)間延長(zhǎng)，使畫(huà)面亮度提升，看起來(lái)是提高了低照度效果，實(shí)際上拍攝到的圖像細(xì)節(jié)模糊不清，所以延長(zhǎng)曝光時(shí)間的做法，是不可取的。有些產(chǎn)品把出廠的默認(rèn)亮度值提高到120IRE(大于標(biāo)準(zhǔn)值100IRE、700毫伏)，常常是夜間亮度好，白天曝光過(guò)度，監(jiān)控質(zhì)量變差。

最后要說(shuō)的就是數(shù)字降噪，這是一種很有效的抑制噪點(diǎn)的方式，就是通過(guò)數(shù)字處理，可以降低雜波，突出想要的監(jiān)控信息主體，攝像機(jī)性能將有很大提升。

低照度攝像機(jī)對(duì)其重要的配套器件----鏡頭有較高的要求，例如優(yōu)質(zhì)的鏡頭，其F值能做得較小，即通光量較大;又如彩轉(zhuǎn)黑攝像機(jī)需要采用感應(yīng)紅外鏡頭，它最大的優(yōu)勢(shì)是白天和夜間聚焦一致，不會(huì)出現(xiàn)彩轉(zhuǎn)黑虛焦的情況。這是因?yàn)樗捎昧朔乔蛎骁R片和特殊的玻璃材質(zhì)，所以能消除聚焦誤差，實(shí)現(xiàn)日夜聚焦一致，而這個(gè)性能，對(duì)于彩轉(zhuǎn)黑攝像機(jī)至關(guān)重要。

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