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低照度:星光级摄像机的必备“武器”

监控摄像机清晰度的每一次提升,都伴随着技术的一次革新。安防厂商们不断在图像捕捉和成像效果上投入研发,将低照度两大功能纳入基本指标,用来解决监控摄像机在不断变化的环境中遇到的问题。
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  监控摄像机清晰度的每一次提升,都伴随着技术的一次革新。安防厂商们不断在图像捕捉和成像效果上投入研发,将低照度两大功能纳入基本指标,用来解决监控摄像机在不断变化的环境中遇到的问题。

  ■ 文/ 程玮

  低照度功能的出现,解决了夜视监控的一大难题,低照度监控摄像机不需要红外灯辅助监控,它通过滤光片进行"补光",将那些不需要的红外线滤去同时保留那 些可利用的红外光,在夜晚形成清晰的图像效果。其中,照度指单位面积上接收到的可见光的光通量,通常以Lux为单位。根据摄像机的不同照度值,可以对它们 进行分类。以摄像机正常工作照度范围划分:普通型最低照度值在 0.1~1 Lux,月光型在0.01 Lux左右,而星光型就需要达到0.001 Lux以下了。在同样的光照条件下,与普通照度的摄像机相比,星光级超低照度摄像机可以呈现更加明亮的图像。

  在监控行业,通常用“最低 照度”值来表示摄像机的感光度或灵敏度,简单来说,这个值可以用来标称摄像机在多黑的条件下还可以看到可用的图像。在全黑的房间里,用摄像机对着被测物,然后将灯光慢慢调暗,直到显示器上即将看不清被测物为止,此时照度计上显示的照度值,就是该摄像机的最低照度值。如果不从效果上,而是从参数上对摄像机的 最低照度值进行考察,还需要看这个指标是在什么样的条件下测得的。以枪型摄像机为例,枪机最低照度值的完整表述方式通常是:彩色 0.01Lux@(F1.2,50IRE,AGC ON),黑白0.001Lux@(F1.2,50IRE,AGC ON)。首先,有彩色和黑白两种模式下的照度值,黑白模式下摄像机灵敏度会更高,因此最低照度通常要比彩色模式下低一个数量级;其次,还需注意摄像机所使 用的镜头的F值、视频信号测量点评值、AGC的状态,只有当这些条件相同时,比较两个摄像机的低照度的值才有意义;最后,还有一点需要注意的是,红外的摄像机当红外灯开启时,通常认为它的照度值是0LUX。

  要想提升摄像机夜间监控图像的亮度,除了外加红外灯或白光灯补光之外,还可以通过 调节摄像机自身的一些硬件或参数设置来进行提升,如:采用灵敏度高的图像传感器及镜头、提高帧累积、增益,增加曝光时间等。像素越高的摄像机其低照度效果越差,但随着未来的技术发展,图像传感器工艺的进步,一定会出现既高清,低照度效果也好的图像传感器。其实目前市场上500万像素以上的摄像机低照度效果相比较3年前已经有了相当大的提升。另外,像素越高,图像传感器等部件的价格越贵,考虑到CCD比CMOS成本上要贵很多,且两者之间夜间成像效果已经相 差无几,甚至结合一些优秀图像处理算法,CMOS的效果还要好于CCD,因此未来的超高清超低照度摄像机市场肯定还是要以CMOS为主。

  由于低照度摄像机适用于夜间光照较差环境,但还是需要有一些微弱光线,如果完全无光,则需进行补光。目前,低照度摄像机广泛应用于平安城市、平安乡镇、 交通、金融、高档楼宇、住宅小区、校园、港口、高速公路、街道等对摄像机性能要求比较高但又不宜外加补光设备的环境下。

  (本文作者现任杭州海康威视数字技术有限公司技术支持部产品经理)

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