【安防知識網(wǎng)】在2003年以前，紅外攝像機尚未普及，低照度攝像機一直是各廠家和供應(yīng)商追捧的熱點，即使在紅外攝像機大行其道的今天，低照度攝像機以其特有的性能，仍然不能被取代。
所謂低照度攝像機，即在光線很暗的情況下，無需其它輔助光源仍能識別目標物體的攝像機，常見的有槍式攝像機和半球型攝像機。
環(huán)境照度(亮度)通常以lux(勒克斯)為單位來衡量，其值越小，說明環(huán)境越暗。攝像機的照度指標也用lux為單位來衡量，其值越小，說明其靈敏度越高，越能看清暗處的物體。因此，照度的高低成為人們選擇攝像機的一個重要參數(shù)。
現(xiàn)在，很多廠家(商家)將攝像機的照度參數(shù)越標越低，從1.0lux到0.1lux，再到0.001lux等等，那么，這些攝像機果真有那么高的靈敏度嗎?為了真正認識低照度攝像機，下面從兩方面進性闡述。
CCD及配套技術(shù)
一個完整的攝像設(shè)備由有兩部分組成，即鏡頭和攝像機，而攝像機又由感光器件(CCD或者CMOS，本文以CCD為例)、復(fù)雜的信號處理電路、濾光片等組成。
鏡頭
作為攝像部件的重要組成部分，其作用是為攝像機的CCD聚焦被攝物體的光線，使景物在CCD上成像。其可攝取光線的多少直接決定了CCD成像的清晰度。衡量鏡頭攝取光線的多少，稱之為進光量，鏡頭的進光量用F值(光圈)表示。F值=f(焦點距離)/D(鏡頭的有效口徑)，它與口徑成反比，與焦點距離成正比。在焦距相同的條件下，鏡頭口徑越大，F(xiàn)值越小，鏡頭進光量就越大。常見鏡頭的F值多為1.2、1.4，目前也有F1.0的鏡頭。因此為了使得攝像機獲得理想的低照度效果，需要配置相適合的或配置F值較小的鏡頭。
CCD感光器件
目前攝像機常用的CCD主要有三大供應(yīng)商，即SONY、SHARP和LG，在這三種CCD中，SONY的CCD感光度相對較好，常用的SONY CCD低照度技術(shù)為Super HAD CCD;后來SONY又研發(fā)出超感光度CCD，SONY稱之為EXVIEW CCD，該CCD的感光度為Super HAD CCD的5倍。
另外，CCD的尺寸大小也對感光度有著很大的影響，尺寸越大，其感光度越好。為了使攝像機有更低的照度指標，經(jīng)常會采用1/2英寸的CCD攝像機。有數(shù)據(jù)顯示：1/3英寸CCD的感光量只有1/2英寸CCD的56%;而1/4英寸CCD的感光量只有1/3英寸CCD的44%。
濾光片
其是彩色攝像機的一個很小的器件，對攝像機的成像效果起著很大作用。濾光片濾除紅外光。彩色攝像機的CCD也可感應(yīng)紅外線，但因感應(yīng)紅外光易導(dǎo)致DSP無法算出正確顏色，因此須加一片濾光片將光線中紅外光濾除，所以只有彩色CCD需要濾光片，黑白CCD不需要安裝。
低照度攝像機為得到更低的照度，除攝取可見光外，也需要攝取一些紅外光，而不同波長的紅外光都被攝取會對攝像機成像造成一定的影響，所以要采用可濾除不需要的的紅外光而保留需要的紅外光的濾光片。目前高端低照度攝像機會選用雙濾光片，即白天采用不感應(yīng)紅外的濾光片以獲得清晰的圖像，夜間采用可感應(yīng)紅外的濾光片得到更低的照度。此類攝像機都會有一個光敏電阻，當光敏電阻感應(yīng)到外界光線不足時會啟動攝像機內(nèi)的觸發(fā)電路，將不感應(yīng)紅外光的濾光片切換成感應(yīng)紅外光的濾光片。更高端的攝像機在切換濾光片的同時會轉(zhuǎn)換成黑白圖像，以此得到更好的圖像效果。當然，在轉(zhuǎn)換過程中會遇到一個臨界值問題，若光線恰好在設(shè)定的臨界值時會來回切換，不但對成像效果會有影響，也會因為不停的機械運動影響濾光片的壽命，所以一些生產(chǎn)廠家在攝像機內(nèi)增加一個延遲電路，即當達到臨界值時延遲一段時間再切換，若在這個時段內(nèi)，照度繼續(xù)降低，則切換，若保持不變或者升高，則不進行切換。[nextpage]
圖像DSP處理
低照度攝像機發(fā)展至今，不僅有硬件技術(shù)方面的發(fā)展，對于DSP圖像處理方面也有突出的表現(xiàn)，比如彩轉(zhuǎn)黑技術(shù)和低速電子快門，即幀累積技術(shù)的出現(xiàn)。
彩轉(zhuǎn)黑技術(shù)
通常黑白攝像機的靈敏度會比彩色攝像機的靈敏度要高很多，因為黑白攝像機中，DSP運算只對兩種色彩進行處理，即黑色和白色，所以現(xiàn)在相當部分的低照度攝像機都有彩色轉(zhuǎn)黑白的功能，即白天為彩色圖像，夜間通過軟件處理將圖像轉(zhuǎn)換為黑白圖像，通過犧牲彩色效果來得到更低的照度。
一般彩色轉(zhuǎn)黑白的過程是通過CCD采集光線后轉(zhuǎn)換的電荷強弱來控制，當電荷強度達到一定臨界值時會自動轉(zhuǎn)換為黑白圖像，同樣為保證在臨界值時不會造成反復(fù)切換，會做一個延遲處理。
低速電子快門技術(shù)
低速電子快門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疊加，成為一個影像相對較清晰的畫面。在CCD攝像機內(nèi)，是用光學電控影像表面的電荷積累時間來操縱快門，電子快門控制攝像機CCD的累積時間，當電子快門速度增加時，在每個視頻場允許的時間內(nèi)，聚焦在CCD上的光減少，將降低攝像機的靈敏度。普通攝像機的電子快門為PAL：1/50-1/100000秒，NTSC為1/60-1/100000秒，低速電子快門可放慢快門的曝光速度，使得CCD可更長時間累積電荷從而在低照度環(huán)境下得到相對清晰的畫面?，F(xiàn)在幀累積攝像機其低速電子快門放慢速度可達到普通攝像機的128倍。然而，隨著電子快門速度的放慢，會產(chǎn)生攝像機圖像拖尾現(xiàn)象，該類攝像機比較適用于對靜止畫面的監(jiān)視，活動劇烈的畫面監(jiān)視不宜用。
通過以上分析，用戶在選擇低照度攝像機時不能盲目地看各商家所標的最低照度參數(shù)，而應(yīng)根據(jù)應(yīng)用環(huán)境、要求、監(jiān)視對象，再結(jié)合經(jīng)濟能力選擇相應(yīng)的低照度攝像機。如選1/2英寸還是選1/3英寸攝像機;究竟選Super HAD CCD技術(shù)還是選EXview HAD CCD技術(shù)或幀累積技術(shù);還可考慮是否要有彩色轉(zhuǎn)黑白功能，是否運用了雙濾光片切換技術(shù)等。
當然任何低照度攝像機都需要有一定的光線才可使用，至于光照度的大小涉及到低照度攝像機的靈敏度。所以0LUX攝像機是沒有的，所謂OLUX是指沒有可見光，這需要由紅外線燈來補光才能使攝像機可以工作。然而，一些場所紅外攝像機被禁止使用，因此目前為止，低照度攝像機仍有其不可替代的地位。如博物館禁止紅外線紫外線，而這些場所又必須24小時進行監(jiān)控，對要求較高的應(yīng)用場合建議盡可能選擇CCD尺寸較大的攝像機，如1/2英寸的攝像機。在一些易燃易爆的倉庫、煤礦井，由于紅外攝像機的發(fā)熱量較大，易造成自燃導(dǎo)致火災(zāi)，紅外攝像機在這些場所也被禁止;還有軍事海岸線等場所，由于紅外攝像機所發(fā)出的波長容易被一些專用儀器所發(fā)現(xiàn)而禁止，只能選擇低照度攝像機。
總的來說，低照度攝像機雖然在某些領(lǐng)域有其不可替代的地位，但是由于其硬件研發(fā)難度較大，致使價格比較昂貴，所以，未來的低照度攝像機發(fā)展，應(yīng)該在DSP軟件上再不斷突破來降低原始成本使其被廣泛使用。
(責任編輯：李楠)
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