照度的定義是指物體被照亮的程度,采用單位面積所接受的光通量來表示,單位為勒克斯(Lux,lx)。照度是以垂直面所接受的光通量為標(biāo)準(zhǔn),若傾斜照射則照度下降。
而低照度環(huán)境,在此通俗講就是指光線不足很黑的環(huán)境,在這樣的環(huán)境中,要讓監(jiān)控系統(tǒng)錄取清晰的圖像,前輩們想出了許許多多的解決辦法,從最早的彩色攝像機+燈光補償、日夜兩用低照度攝像機到現(xiàn)在的紅外攝像機,幾種解決方案里融入了一代又一代安防人的心血。
彩色攝像機+燈光補償
在低照度環(huán)境中,特別為攝像機加上一個照明用的可見光源,讓攝像機能錄取到優(yōu)質(zhì)的圖像。這種解決方案顯得原始,但它確實是最直接和有效的一種方法?,F(xiàn)在工程實際應(yīng)用中,特別配置可見光源照明,先不說浪費資源,對于監(jiān)控系統(tǒng)的不夠隱蔽也是其一大缺點,所以這種方案現(xiàn)在出現(xiàn)機率已經(jīng)很少。之前還有工程應(yīng)用在樓梯口,及倉庫等場所,為了節(jié)省資源,在燈具上安裝了一個紅外感應(yīng)開關(guān)或聲控開關(guān),由于開關(guān)延時電路的不足,只能在燈亮的幾秒內(nèi)錄取到犯罪份子進(jìn)入的畫面,燈熄后卻錄不到做案的全過程。但如果是在白天晚上光線都很充足的環(huán)境,便可以利用本身的光線補償方案,如機場安檢口、24小時便利店、車站候車室等場所。
紅外攝像機
紅外攝像機其實是受到了上一種解決方案的啟發(fā),其原理只是用不可見的紅外光代替了可見光源去照明。談到紅外攝像機,大家都認(rèn)為紅外攝像機的技術(shù)門檻低,市場需求量大,對安防企業(yè)上馬紅外產(chǎn)品的情緒是空前的高漲,以至于五花八門的宣傳讓消費者大跌眼鏡。而紅外攝像機本身具有的偏色、發(fā)熱、紅外燈功率衰減等軟肋,讓紅外攝像機在距離和壽命上大打折扣。
盡管紅外攝像機本身存在技術(shù)難題,在工程應(yīng)用中還是得到了迅速推廣。據(jù)筆者2007年底在北京市場調(diào)查的真實數(shù)據(jù),工程案例中紅外攝像機的占有率已經(jīng)超過58%,至2008年底,已達(dá)到63%,并且還有逐年上升的趨勢。之前做一些政府的大型項目,不用考慮價格成本問題,從來都是選材國外的槍機或一體機型。近年來由于政府的財政預(yù)算和競爭壓力,現(xiàn)在做方案時,會考慮用上紅外攝像機。如有些廠房、出租屋、連鎖店、旅館、酒店、餐廳、網(wǎng)吧等娛樂場所的客戶會主動要求用晚上能看到的紅外攝像機,并且在中國的“平安城市”、“科技強警”項目上,也開始了對紅外攝像機的采購。當(dāng)然這其中一方面因素是因為紅外攝像機低廉的成本。另一方面,在文中提到的三種低照度環(huán)境解決方案中,紅外攝像機是唯一能在完全沒有光線(照度為0 LUX)的情況下成像的一種產(chǎn)品,這也是紅外攝像機最大的優(yōu)點。
鑒于紅外攝像機存在紅外燈角度、鏡頭角度的搭配問題,所以在選購紅外攝像機時還得注意一些細(xì)節(jié)。例如最基本的選購標(biāo)準(zhǔn)是白天不能偏色嚴(yán)重,晚上成像清晰。于是很多不正當(dāng)?shù)母偁幨侄味荚趪鷶n這一衡量標(biāo)準(zhǔn)展開,有些增加紅外LED的電流,晚上夠清晰了,但壽命也因此衰減了。還有許多企業(yè)在紅外攝像機的紅外距離上做文章,即便大家知道在不同環(huán)境中,其紅外光線的反射是有強弱之分的,也還是要標(biāo)榜自己的紅外攝像機有多少米、多遠(yuǎn)距離等。另外,選購紅外攝像機應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體安裝環(huán)境而定。
日夜兩用低照度攝像機
低照度攝像機的產(chǎn)生,是在解決低照度這種特殊環(huán)境應(yīng)用下而產(chǎn)生的一個品種,它的主要優(yōu)勢就是在環(huán)境光照很低的環(huán)境中,能做到盡量強化照度而看到被監(jiān)控對象。目前真正低照度攝像機在國內(nèi)市場其實只有兩種,一種 “幀積累”模式和另一種“超感度”模式。而行業(yè)很多人會將“彩轉(zhuǎn)黑”模式也當(dāng)成一種低照度攝像機,其實真正的“低照度攝像機”應(yīng)指攝像機本身 (所采用的元件,技術(shù))可達(dá)到的功能,而白天彩色/晚上黑白的攝像機因受限于CCD感度,本身并無法改變,只是利用線路切換及搭配紅外光的方式將功能提升,不能算是低照度攝像機。
“幀積累”模式又可稱為“低速快門”模式,是利用電腦記憶體的技術(shù),連續(xù)將幾個因光線不足而較顯模糊的畫面累積起來,成為一個影像清晰的畫面,運用SLOW SHUTTER技術(shù)降低攝像機照度至0.008LUX/F1.2,并且畫面能夠累積的幀數(shù) (128幀)。這些DSP芯片技術(shù)掌握在一些進(jìn)口牌上,如LG、松下、三星等進(jìn)口機才有,國內(nèi)沒有幾家安防企業(yè)能生產(chǎn)出這種“幀積累”模式低照度攝像機。此類型低照度攝像機適用于禁止紅、紫外線破壞的博物館,夜間軍事海岸線監(jiān)視、夜間生物活動觀察等屬性較靜態(tài)場所的監(jiān)控。
“超感度”模式是市面上最常用的低照度攝像機,它在配置與性能上增強了背光補償,采用了高感光低照的CCD,以SONY公司的EXVIEWHAD為主。
低照度攝像機不用外加輔助照明光源,也不像紅外攝像機一樣存在許多“軟肋”,理論上低照度攝像機應(yīng)用的場所應(yīng)當(dāng)會越來越廣,但事實上,據(jù)筆者對安防市場的了解,低照度攝像機的用量并不是很大,分析有這三方面的因素。
第一個重要因素就是成本因素。一臺“超感度”低照度攝像機的價格,要比同參數(shù)的普通攝像機高出大約40%以上。國內(nèi)的工程商和用戶對這些高價位產(chǎn)品還沒有一個較高的接受度,還是需要時間去培養(yǎng)和轉(zhuǎn)變他們的消費觀念和意識,這也大大制約了低照度攝像機的普及。
第二個因素是由于“超感度”低照度攝像機本身的設(shè)計原理存在問題。為了強化在環(huán)境光照,內(nèi)部增強了強背光補償,采用是“超感度”低照CCD ,而這類CCD主要特性就是高感光,對于噪點控制不強,所以白天效果看起來并不是很理想,會出現(xiàn)一些噪點。
第三個因素是“超感度” 低照度攝像機對鏡頭的要求過高。如果要將低照的功效發(fā)揮到極致,鏡頭的F值至少要在1.2以下,因為只有增大鏡頭的通光量,才能保證攝像機的感光度。而業(yè)內(nèi)人士都知道,真正F值達(dá)到1.2的鏡頭,國產(chǎn)鏡頭廠商可以說是屈指可數(shù),而一個稍好點的進(jìn)口自動光圈鏡頭,其價格會高出一臺國產(chǎn)攝像機的好幾倍。
結(jié)束語
目前對于什么照度下可稱為低照度環(huán)境,暫時沒有查到國家標(biāo)準(zhǔn),也沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),加上每個安防企業(yè)的宣傳各不相同,自然令到工程商和用戶會頭暈?zāi)垦?,無法選擇。其實現(xiàn)在大量關(guān)于低照度攝像機的市場信息,其宣傳版本之多,足可讓一個從業(yè)多年的安防前輩都感嘆自己閱歷不夠,何況一般用戶。