隨著使用環(huán)境的迅速擴(kuò)大和使用者日益多元化，攝像機(jī)應(yīng)用場所對(duì)高清晰度、夜視功能也越來越注重。低照度攝像機(jī)的發(fā)展填補(bǔ)了傳統(tǒng)攝像機(jī)無法在夜晚黑暗場所監(jiān)控的空白，目前正受到廠家的關(guān)注和追捧??????

文/陳明

當(dāng)今，大眾對(duì)監(jiān)控產(chǎn)品要求越來越高，不僅要實(shí)現(xiàn)全天候24小時(shí)監(jiān)控，還要在照明條件不足的情況下呈現(xiàn)清晰的圖像效果，普通攝像機(jī)早已無法滿足市場這一需求。為適應(yīng)市場需求的變化，各廠商爭相發(fā)展通過CCD感光和幀累積方式來實(shí)現(xiàn)，只需借助外界微弱的星光即可實(shí)現(xiàn)較好的圖像效果的低照度攝像機(jī)。

在紅外夜視攝像機(jī)大行其道的今天，曾有人用“祖國山河一片‘紅’”的局面來形容該產(chǎn)品目前在我國的普及狀況。而作為與其具有相似特點(diǎn)——都是主要應(yīng)用于夜晚較黑暗環(huán)境下的低照度攝像機(jī)市場表現(xiàn)情況又如何呢？

因?yàn)楦髯跃哂胁煌奶攸c(diǎn)，目前，低照度攝像機(jī)與紅外攝像機(jī)，都穩(wěn)居一方領(lǐng)地而一起統(tǒng)領(lǐng)夜間監(jiān)控市場。紅外攝像機(jī)因其可借助紅外燈的補(bǔ)光辦法，可在沒有光源的情況下也能拍到圖像，因而主要應(yīng)用在一些夜晚不開燈的場所。而低照度攝像機(jī)在技術(shù)上的不斷成熟，使其在夜間監(jiān)控的表現(xiàn)也在不斷改進(jìn)，所以在一些對(duì)監(jiān)控圖像要求比較高的地方，比如“平安城市”中的道路、治安監(jiān)控、高速公路、銀行、廠區(qū)周界、機(jī)場、鐵路、邊防、博物館、港口等大的系統(tǒng)里多數(shù)選用的還是低照度攝像機(jī)。其最主要原因就是這些場所都必須做到全天24小時(shí)監(jiān)控，無論白天黑夜，尤其在夜晚燈光照明不足的情況下，低照度攝像機(jī)都能呈現(xiàn)圖像較清晰的畫面效果，因此成為這些重要場所的迫切選擇。

由于市場上紅外攝像機(jī)的監(jiān)控距離普遍有限，且在白天工作時(shí)，還存在圖像清晰度不夠的問題。而低照度攝像機(jī)因其照度低、高清晰的優(yōu)勢，在這種市場大勢所趨地影響下，低照度無疑已成為攝像機(jī)產(chǎn)品中一個(gè)重要的發(fā)展方向。曾有業(yè)內(nèi)資深人士表示，雖然目前市場上都是一些專業(yè)的低照度攝像機(jī)，但在未來，所有的監(jiān)控?cái)z像機(jī)都將可能具備低照度功能。

照度值標(biāo)準(zhǔn)不一
在低照度攝像機(jī)的選擇上，許多監(jiān)控場所和用戶都十分關(guān)注攝像機(jī)的低照度的關(guān)鍵性能，因此低照度作為攝像機(jī)的一項(xiàng)重要指標(biāo)受到國內(nèi)外各制造商的廣泛重視?，F(xiàn)在，市面上的多種類型攝像機(jī)產(chǎn)品，都在低照度指標(biāo)上做了明確的標(biāo)示。由于低照值越小，CCD的靈敏度就越高，所以現(xiàn)在市面上有很多廠家將低照度值標(biāo)到10的負(fù)四次或負(fù)五次方。

據(jù)深圳市景陽數(shù)碼技術(shù)有限公司技術(shù)工程師汪海濤指出，目前市場上標(biāo)榜的低照度攝像機(jī)無論是國內(nèi)廠商還是進(jìn)口商，對(duì)低照度的定義眾說紛紜，莫衷一是，彩色攝像機(jī)從0.0004Lux?1Lux，黑白攝像機(jī)從0.0003Lux?0.1Lux均有，這就是國內(nèi)市場在CCTV產(chǎn)業(yè)的技術(shù)規(guī)格方面并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，而產(chǎn)生各說各話的情況。

 
而據(jù)JVC中國投資有限公司廣州分公司技術(shù)工程師譚耀明表示，通常低于0.1Lux都能稱為低照度，至于各廠家所標(biāo)示的照度值，其測試方式、算法、環(huán)境不同所得出的結(jié)果都不一樣，因此就算兩個(gè)照度值相同的產(chǎn)品其成像效果還是會(huì)有不一樣的。另外，照度值越低，對(duì)攝像機(jī)其它功能的影響就越大，比如照度越低，其信噪比就越大，最終成像效果并不會(huì)令人滿意，所以在選擇產(chǎn)品時(shí)一定要綜合考慮，要選擇產(chǎn)品質(zhì)量好且功能穩(wěn)定的產(chǎn)品，而并非一味追求低照度值。

綜觀所述，照度能低到多少，不僅要看鏡頭的光圈大?。‵值），更要看是在什么條件限制下才能出現(xiàn)所標(biāo)示的Lux值，否則這就只是流于數(shù)字的游戲罷了。以光圈大小（F值）而言，光圈愈大則其所代表的F值愈小，所需的照度愈低。另外，電子靈敏度是否提高，自動(dòng)增益功能（AGC）是否要作調(diào)整，單一畫面的累積幀數(shù)為多少？是否需要紅外燈的輔助照明？等等都應(yīng)了解清楚，才不致被規(guī)格所示的照度數(shù)值所混淆。

CBC中國集團(tuán)CCTV部門經(jīng)理梁立也表示，評(píng)判各種攝像機(jī)照度的指標(biāo)一定要在同一的前提條件下才有可比性，其主要條件歸納于鏡頭的光圈孔徑和攝像機(jī)視頻輸出信號(hào)的水平值，在上述條件同一的情況下，最低照度數(shù)據(jù)的比較才具有實(shí)際意義。

CCD、DSP兩大技術(shù)主力
低照度攝像機(jī)在黑暗環(huán)境中的使用，有很多因素都會(huì)影響到攝像機(jī)的感光度，包括光圈、鏡頭質(zhì)量、圖像傳感器（CCD或CMOS）的質(zhì)量和大小、增益大小、曝光時(shí)間、圖像處理方法等等。而實(shí)現(xiàn)低照度處理能力最關(guān)鍵則取決于CCD和DSP兩大核心部件，前者決定低照度的成像效果，而后者決定畫面質(zhì)量是否高清晰、穩(wěn)定。

在市場需求的推動(dòng)下，超感CCD也受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前CCD資源主要由日本企業(yè)壟斷，國內(nèi)攝像機(jī)廠家主要采用的是索尼的超感CCD，據(jù)專業(yè)人士介紹，目前索尼推出的CCD，它的感光能力至少是普通CCD的10-15倍，如果再搭配慢快門，則可以拍到非常清晰、實(shí)時(shí)、連續(xù)的畫面。

CCD的尺寸大小對(duì)成像效果是有一定影響力的，可以說CCD的尺寸大小就是感光器件的面積大小，CCD像素?cái)?shù)目越多、單一像素尺寸就越大，捕獲的光子越多，感光性能越好，信噪比越低，收集到的圖像就會(huì)越清晰。比如1/3寸的就比1/4寸的通光量要高50%左右，而1/2寸的通光量則能達(dá)到更好的效果（成像面積較大，光通量較大，光照度要求低）。

近些年來，CCD芯片廠家通過不斷研究，使得CCD靈敏度得到了很大的提升，例如，索尼公司現(xiàn)已推出四代CCD，就有HAD、Super HAD、Exwave HAD，現(xiàn)在最新的叫Super Exwave?，F(xiàn)在市場上用得最多的則是Super HAD、Exwave HAD這兩種芯片，其中最有名的是Exwave HAD，很多人把它作為低照度CCD的通稱。雖然索尼第四代Super Exwave CCD并未普及，但其強(qiáng)化了對(duì)夜間靈敏度的提升，也就是近紅外光的靈敏度有超過50%的提升，可以適應(yīng)更低的照度環(huán)境。

除此之外，DSP芯片的處理能力也是很關(guān)鍵的。如果本身環(huán)境中光線很暗的話，可以通過優(yōu)良的DSP進(jìn)行校正和優(yōu)化，將信號(hào)放大到一個(gè)比較好的值。如此一來，攝像機(jī)的噪點(diǎn)及照度都會(huì)比較低，因而也能得到比較清晰的畫面。

廣州偉昊科技電子有限公司技術(shù)總監(jiān)趙東表示，他們所代理的三星品牌在DSP解決方案技術(shù)中投入了大量的人力和物力進(jìn)行研發(fā)，尤其是在DSP芯片的處理速度上，現(xiàn)在是越來越快了，而且在視頻信號(hào)收集等方面也做了更多的改進(jìn)。另外，基于DSP的功能越來越多的情況下，三星在07年新款低照度攝像機(jī)產(chǎn)品中還增加了“日夜兩用菜單”功能，根據(jù)光線自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，解決以前白天圖像顏色偏色，夜晚成像效果不夠理想的狀況。

SONY中國專業(yè)系統(tǒng)集團(tuán)B2B銷售及市場開發(fā)部產(chǎn)品經(jīng)理文軍表示，近兩年，從低照度攝像機(jī)技術(shù)整體發(fā)展來看，目前各廠商所研發(fā)的新技術(shù)多是針對(duì)后端DSP的處理技術(shù)。低照度的發(fā)展主要還是取決于CCD的發(fā)展，CCD的感光度和靈敏度是決定其產(chǎn)品發(fā)展的重要因素，而目前該公司所推出的一些新技術(shù)已基本滿足市場的需求了。

 
輔助設(shè)備，提升低照度能力
據(jù)三立視頻科技（深圳）有限公司技術(shù)工程師張治國表示，目前低照度攝像機(jī)在技術(shù)方面仍然是有局限性的，其主要表現(xiàn)在對(duì)外界光線的依賴，如果外界光線太微弱，物體根本無外界光線可反射，那攝像機(jī)就捕捉不到光線，無法成像。他認(rèn)為，除了在CCD的靈敏度提升以外，還可通過改善輔助設(shè)備的方法來完善成像效果。比如增加紅外線輔助設(shè)備、采用幀累積技術(shù)等，但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些副作用，如清晰度降低、圖像失真、圖像不連續(xù)等。

而CBC的梁立也表示，目前低照度攝像機(jī)的增益控制水平普遍較高，這也導(dǎo)致了在低照度環(huán)境下的圖像噪聲較多，畫面質(zhì)量較差。在輔助紅外照明的情景下，畫面又常出現(xiàn)“白曝”現(xiàn)象。在采用IR（紅外）輔助照明的情況下可以考慮采用IR鏡頭以最大限度減少焦點(diǎn)的漂移，鏡頭取景的視場角度也應(yīng)最大限度和輔助照明的區(qū)域相吻合，以減弱“白曝”的強(qiáng)度。

目前另外一個(gè)重要的技術(shù)方向是解決在復(fù)雜光線下如何體現(xiàn)物體的清晰度（主要是光線沖突問題）。有些監(jiān)控場所對(duì)攝像機(jī)的性能要求不僅僅是低照度，還要求有能夠克服強(qiáng)烈光照、明暗變化的寬動(dòng)態(tài)及背光補(bǔ)償功能，以便在夜間能夠清楚地識(shí)別被監(jiān)視目標(biāo)的細(xì)節(jié)?？梢杂靡粋€(gè)典型的例子來說明，在一個(gè)光線極暗的路口，迎面開來一輛車，這時(shí)通過畫面監(jiān)控，要求能夠在極黑的背景中清晰地看到很亮處的車牌號(hào)和車輛特征等。

因此，JVC的譚耀明認(rèn)為，在現(xiàn)場安裝過程中注意安裝的角度、位置，可人為的避免一些較強(qiáng)的光線，另外還可通過抑制強(qiáng)光技術(shù)來解決。

各大品牌搶占市場先機(jī)
由于低照度攝像機(jī)能夠在非常微弱的燈光下超過人眼的視力看清事物，它的理念和功能是被監(jiān)控行業(yè)所認(rèn)同的。因此，被業(yè)界多數(shù)人士認(rèn)為是未來監(jiān)控的必然趨勢。在這樣篤定的前景下，一些嗅覺靈敏的廠商們開始不遺余力地來開墾這塊市場，以期搶占先機(jī)之勢。比如一直力爭讓產(chǎn)品在市場上至少領(lǐng)先半年的三星光電子從2005年始，推出的每一款攝像機(jī)都帶有低照度功能，以達(dá)到自己的產(chǎn)品能在任何時(shí)間、任何場合都有滿意的成像效果。而像JVC、松下等一些國際高端品牌廠商也“吃定”了這塊“蛋糕”，不僅有專業(yè)的低照度攝像機(jī)，更是將低照度功能集成到每一款攝像機(jī)產(chǎn)品中，以期讓產(chǎn)品更有市場優(yōu)勢。

各生產(chǎn)廠商始終致力于提高攝像機(jī)的新技術(shù)，使其能夠最大程度的滿足應(yīng)用要求。其中低照度攝像機(jī)是非常重要的一個(gè)分支，在一定程度上也體現(xiàn)了一個(gè)攝像機(jī)生產(chǎn)廠商的技術(shù)發(fā)展實(shí)力和發(fā)展方向。但伴隨著攝像機(jī)微利時(shí)代的來臨，低照度攝像機(jī)由于較高的價(jià)格也把市場范圍縮小了不少，而能夠采購此類攝像機(jī)的，也往往是一些有實(shí)力的用戶。

但高價(jià)位也阻擋不了低照度攝像機(jī)在高端市場的占有量，低照度攝像機(jī)的市場份額也是越來越大，據(jù)三立視頻科技的張治國透露，該公司低照度產(chǎn)品在其所有攝像機(jī)產(chǎn)品銷量中已占到40%的比例。而據(jù)JVC的譚耀明估算，在該公司的銷售領(lǐng)域內(nèi)也已有60%的場所用到低照度攝像機(jī)。另外，從一些廠商提供的數(shù)據(jù)來看，低照度攝像機(jī)近年來的增長速度在15%-30%左右。

同時(shí)，由于技術(shù)門檻高，只有國外少數(shù)廠商掌握了低照度的核心技術(shù)，所以它的成本也不容易降下來。JVC的譚耀明表示，比較國產(chǎn)和進(jìn)口低照度攝像機(jī)可以看出，國產(chǎn)的設(shè)備相對(duì)價(jià)格較低，工藝稍遜一籌；進(jìn)口的設(shè)備性能好、價(jià)格高，認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)也都是國際上的標(biāo)準(zhǔn)。因此，在銀行、道路等高端市場，國外品牌還是占主導(dǎo)地位，而國內(nèi)廠商則定位于中低端市場。但近兩年，國內(nèi)廠商逐漸興起，技術(shù)上和制造工藝上有所提高，市場占有率也在逐步提升。

應(yīng)用范圍日趨多元化
目前低照度攝像機(jī)用于道路監(jiān)控的重點(diǎn)是高速公路收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)，主要是對(duì)收費(fèi)站的車道、收費(fèi)廣場、收費(fèi)亭的收費(fèi)情況，對(duì)收費(fèi)車道通過的車輛類型、收費(fèi)員的操作過程以及收費(fèi)過程中的突發(fā)事件和特殊事件進(jìn)行觀察和記錄，實(shí)施有效的監(jiān)督。尤其是在晚上，收費(fèi)站工作人員需要看清車牌，而一般情況下，車燈打開后，路上的環(huán)境照度與車牌的照度形成了一定的動(dòng)態(tài)范圍，傳統(tǒng)攝像機(jī)難以“看清”，所以對(duì)低照度攝像機(jī)的需求極大。

其次是電子警察系統(tǒng)，通過閉路電視監(jiān)控和沖紅燈自動(dòng)攝錄等手段，提高指揮中心的直觀性、實(shí)時(shí)調(diào)動(dòng)能力和對(duì)交通事故、意外事件的響應(yīng)能力，以及增強(qiáng)查處違章的客觀性，并對(duì)控制區(qū)域進(jìn)行全面協(xié)調(diào)控制，提高車輛的通行能力。由于需要看清車牌，24小時(shí)監(jiān)控，所以對(duì)低照度攝像機(jī)有了需求。

除了在一些較傳統(tǒng)的監(jiān)控領(lǐng)域，還有些情況在低照度環(huán)境下可能不方便外加光源的場所，比如在醫(yī)院病房內(nèi)，想要對(duì)醫(yī)生或者值班護(hù)士進(jìn)行績效考核。如果在病房里加光源，就會(huì)影響病人休息，因此就需要用到低照度的攝像機(jī)。另外還有一些不合適外加光源的場所，比如監(jiān)獄等特殊單位需要在隱蔽位置安裝攝像機(jī)。

當(dāng)下，低照度攝像機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)不局限于CCTV的監(jiān)控場合，包括某些設(shè)備制造行業(yè)、生物醫(yī)療以及科研軍工等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，比如三星光電子研究的終極超低照度攝像機(jī)，其照度值能達(dá)到0.000008Lux，該產(chǎn)品主要是用于醫(yī)療事業(yè)需要高清的領(lǐng)域。另外，某些領(lǐng)域除對(duì)產(chǎn)品指標(biāo)特性的關(guān)注以外，對(duì)產(chǎn)品的外形尺寸也到了斤斤計(jì)較的程度。低照度攝像機(jī)的發(fā)展，不必只關(guān)注當(dāng)前監(jiān)控領(lǐng)域的需求，更應(yīng)當(dāng)聽取其他行業(yè)的需求，解決低照度條件下可獲取低噪聲的圖像，另外頻譜的相應(yīng)范圍也可以做得更寬泛，以適應(yīng)多領(lǐng)域的需要。

由于低照度攝像機(jī)的高成本，其價(jià)格也是讓部分用戶暫時(shí)無法接受，經(jīng)常與甲方打交道的北京東英創(chuàng)新科技有限公司部門經(jīng)理孫健指出，目前低照度攝像機(jī)在小區(qū)中的需求其實(shí)也較大，但其價(jià)格一直讓用戶望而卻步。因此，技術(shù)不斷提升是眾廠家繼續(xù)努力的方向，性價(jià)比的提高將會(huì)給用戶帶來福音。

結(jié)語
目前，低照度技術(shù)在逐漸走向成熟的同時(shí)，其技術(shù)上的瓶頸也日益突顯出來。長期以來，中、高端市場應(yīng)用到的低照度攝像機(jī)大多是來自日本、韓國、歐美等知名廠商的品牌，這主要得益于其掌握了低照度攝像機(jī)的核心技術(shù)。由于國外廠商自身擁有的關(guān)鍵技術(shù)，加上對(duì)技術(shù)開發(fā)的投入力度都相當(dāng)大，新產(chǎn)品更新?lián)Q代速度快，因而搶占了很大部分的市場份額。在低照度攝像機(jī)核心技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)口廠商仍然占據(jù)了絕對(duì)的優(yōu)勢，目前還有相當(dāng)數(shù)量的中國廠商采用向外采購核心零部件、再自行組裝產(chǎn)品的模式生產(chǎn)，其中可能會(huì)增加一些外圍電路設(shè)計(jì)、圖像對(duì)比度、濾光片、AGC等自主技術(shù)，但是也只能改善小部分的效果。邁可視的徐曉明表示，不僅是低照度攝像，甚至在部分CCTV產(chǎn)品領(lǐng)域，核心技術(shù)仍然掌握在國外廠商手中，中國本土企業(yè)缺乏自主研發(fā)能力，于是中國廠商只能跟著國外走，短期內(nèi)這種狀況不會(huì)有明顯的變化，中國企業(yè)可能要在5-10后才能真正掌握攝像機(jī)的核心技術(shù)。