浅析低照度摄像机的现状及困境 - 安防知识网

2011年作为“十二五”开局之年，中国安防行业发展将依旧波澜壮阔。据了解，除了直接投资近1000亿元的全国城市报警与监控系统建设试点工程(即“3111”试点工程)进入整体推进阶段外，安防在高铁建设、高速公路建设、地铁城轨、城市智能交通、校园监控、社区家庭等细分行业中的需求也在增长...

　　低照度摄像机的发展现状

　　第一，从市场上采用的SonyCCD来讲，在低照度摄像机研发的源头方面，上游芯片厂家所需要做的工作主要是CCD灵敏度的提升，现在出现的四代CCD，就是HAD，SuperHAD，ExwaveHAD，现在最新的叫SuperExwave，其中最有名的是ExwaveHAD，很多人把它用作了低照度CCD的通称，中文名称叫超感度，2004年Sony在世界范围内推出的SuperExwaveCCD，尤其强化对夜间灵敏度的提升，也就是近红外光的灵敏度有超过50%的提升，可以适应更低的照度环境。

　　自然光可以成彩色的画面，夜间依靠红外光只能成黑白的画面。我们就考虑研发了彩转黑方面的技术，白天还是彩色图象，靠的是滤光片，如果红外线进来以后，会带来颜色的失真，以及会带来一些噪波的增加等等。所以白天我们就拿滤光片把红外滤掉。到晚上我们用近红外线成像，就把滤光片移除，从外面光线进来可能包括一些红外，但是我们的图像呈现是黑白的。这就是我们的彩转黑的技术。

　　第二，未来源头芯片厂家会不断提高CCD的性能，会让CCD以后逐渐接受和适应更宽的光谱范围。从摄像机选用角度来说，还是建议大家，有可能尽量选用采用灵敏度高的CCD的摄像机，刚才介绍Sony有四代CCD，现在有三代同时存在市场上。大家可以根据自己的情况来选用。

　　另外一些代表未来发展方向的，应用于低照度摄像机的技术，比如说慢快门，数字降噪等。数字降噪，就是通过数字处理，可以降低杂波，突出我们想要的信息的主体。还有像DSP数字处理，这方面也采取更多措施来提高DSP性能，采用新一代Sony固化DSP芯片，摄像机性能将有很大提升。

　　低照度摄像机发展遭遇哪些困境

　　曲高和寡

　　2011年作为“十二五”开局之年，中国安防行业发展将依旧波澜壮阔。据了解，除了直接投资近1000亿元的全国城市报警与监控系统建设试点工程(即“3111”试点工程)进入整体推进阶段外，安防在高铁建设、高速公路建设、地铁城轨、城市智能交通、校园监控、社区家庭等细分行业中的需求也在增长。此外，大型活动带动的需求同样不容忽视，即将迎来8月12日第26届世界大学生运动会的深圳，其供大运会使用的智能交通系统、信息网络系统和安保系统等，就将投入30多亿元。

　　然而，作为前端监控的一份子低照度摄像机并没有跟上安防的大跨步节奏。据CantronicSystems市场营销执行副总裁JonChynoweth称，就全球市场来看，低照度摄像机的市场规模仅有3亿美元左右，这些摄像机也主要用于特殊场合或者偏远区域，如一些机要区域、关键基础设施、化工厂、边检控制、港口入境和边防。

　　寻根认祖

　　除了最原始的增加补光灯或红外灯、选用大靶面CCD(该方法百万像素摄像机普遍采用)外，长期来改善低照度成像效果的手段不外乎下面几种。

　　选用高灵敏度CCD，目前摄像机大多采用两大系列CCD，一是索尼SUPPERHADCCD系列，另一是索尼的EX-VIEWHADCCD系列。EXVIEWHADCCD将CCD每一像素的开口率提高，进而达到更低照度。技术资料介绍EXVIEWHADCCD的低照效果是SUPPERHADCCD的4~6倍，实际上确实有提升。

　　彩转黑技术，目前采用这一技术甚多，可配合使用红外灯。转换技术有两种，一是采用红外滤光片和切换电路来进行彩色/黑白转换;另一种利用电子电路将彩色信号滤除掉，无需红外滤光片。高端彩转黑摄像机多采用前一种切换技术，以保证颜色还原度和清晰度

　　帧累积(慢快门)技术，但慢快门的启动使得图像实时性变差，造成严重的拖尾现象，所以只适用于静态场所的监视，不宜监控目标移动速度较快的场合

　　数字降噪技术，从一些高档低照摄像机的数字降噪表现来看，能在低照的噪点过多的情况下(特别是AGC启动时)，较好地改善图像的洁净度和清晰度，从而提升低照成像效果，但很多摄像机在降噪功能启动后还是会出现拖尾和动画感问题。

　　从上述简单罗列，可归纳出提升低照度下成像效果的途径主要还是从两方面入手：一是提高CCD自身性能;二是增加内部软硬件的图像处理能力。

　　遭遇软肋

　　近年来，低照度摄像机尽管已有长足进步，但随着应用要求的不断提高，或说用户日益的“挑剔”，也暴露出种种弊端，并制约着其进一步发展，这主要表现在感光器件灵敏度还不能真正满足全天候监控的需求、产品价格的劣势，以及需求本身的强度不高。所以说，灵敏度、价格、需求强度便成了其阻碍壮大的软肋。