深圳英飛拓科技股份有限公司市場(chǎng)部產(chǎn)品工程師曾小偉表示，低照度攝像機(jī)主流廠商們?cè)谑炀氄莆兆詣?dòng)光圈控制和真實(shí)日夜功能的基礎(chǔ)上(配有可切換紅外過(guò)濾器)，為了提升低照度攝像機(jī)的畫(huà)質(zhì)(尤其是夜視效果)，或改進(jìn)鏡頭、調(diào)整傳感器和開(kāi)發(fā)新數(shù)字信號(hào)處理，或選擇搭配增亮板卡、紅外燈等。

　　鏡頭文章大

　　鏡頭是電視監(jiān)控系統(tǒng)中必不可少的部件，鏡頭與攝像機(jī)的合適配合，可以將目標(biāo)成像在攝像機(jī)的CCD靶面上。鏡頭的種類(lèi)繁多，僅從焦距上分類(lèi)，即可分為短焦距、中焦距、長(zhǎng)焦距和變焦距鏡頭。據(jù)四川艾普視達(dá)數(shù)碼科技有限公司市場(chǎng)部經(jīng)理范清華介紹，由于鏡頭選擇得合適與否，直接關(guān)系到攝像質(zhì)量的優(yōu)劣，因此，低照度攝像機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中必須注意合理選擇鏡頭。否則，即使選用了超感度低照度攝像機(jī)，因?yàn)殓R頭選用不當(dāng)，仍不能使超感度攝像機(jī)的低照功效發(fā)揮到極致。比如，鏡頭的F值就非常重要，因?yàn)樵叫〉腇值，將會(huì)使CCD感應(yīng)到較多的光照，所以只有增大鏡頭的通光量，才能保證攝像機(jī)的感光度。再如Oncam公司特制的鏡頭可以讓較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光線進(jìn)入，從而可以在夜晚保證視頻的高質(zhì)量。另外，索尼公司開(kāi)發(fā)了一種獨(dú)特的彩色濾光片技術(shù)，可以在昏暗的環(huán)境中捕捉到常規(guī)彩色濾光片兩倍以上的光線。

　　Effio-E方案

　　作為低照度攝像機(jī)的兩大技術(shù)主力，傳感器和數(shù)字信號(hào)處理一直是廠商積極研究開(kāi)發(fā)的著力點(diǎn)。在此方面，索尼一直走在行業(yè)的前列，除先后推出高性能的圖像傳感器Super HAD CCD Ⅱ(高性能正孔蓄積層傳感器，能實(shí)現(xiàn)1000mV或高于1μm2的高靈敏度)和EXview HAD CCD Ⅱ(能實(shí)現(xiàn)1000mV或高于1μm2的靈敏度，并在近紅外區(qū)域提高了紅外光的效率)外，還取得了新的DSP技術(shù)進(jìn)展——在2010年SONY推出了“Effio-E”(彩色高清晰數(shù)字處理技術(shù))方案。

　　什么是Effio?Effio意思是強(qiáng)大的功能和精細(xì)的圖像處理器。它是索尼研發(fā)推出的一種信號(hào)處理器，可以實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)的高分辨率，高信噪比和高質(zhì)量色彩再現(xiàn)。

　　“Effio-E”方案采用SONY最先進(jìn)的CCD，配合最先進(jìn)的SS-4數(shù)字處理技術(shù)。全新的超寬動(dòng)態(tài)技術(shù)，應(yīng)用范圍更加廣泛，并附有移動(dòng)偵測(cè)，面部檢測(cè)等功能，為低照度攝像機(jī)提供優(yōu)秀畫(huà)質(zhì)。

　　索尼的“Effio”數(shù)字信號(hào)處理器，可提供高解析畫(huà)質(zhì)、高信噪比和高色彩重現(xiàn)能力，支援NTSC規(guī)格的480K有效畫(huà)素CCD，以及PAL規(guī)格的570K有效畫(huà)素CCD。通過(guò)Effio DSP與新款CCD的搭配，能達(dá)到超過(guò)650條TV lines的解析度，相較于一般標(biāo)準(zhǔn)的攝影機(jī)，這樣的方式能提供更清楚的影像畫(huà)面，其顏色信號(hào)處理器能提供理想的顏色亮度及濃度平衡。

　　Effio結(jié)合了2D及3D雜訊抑制信號(hào)處理器，能降低雜訊，即使拍攝移動(dòng)中的目標(biāo)物，也無(wú)損動(dòng)態(tài)解析度。除此之外，Effio結(jié)合了周邊電路設(shè)計(jì)，不僅能因此縮小攝像機(jī)體積，還能減少電力消耗。[nextpage]

　　后自動(dòng)聚焦

　　多數(shù)固定焦距的低照度攝像機(jī)在白天的(可視光線)效果更好，因?yàn)榻咕鄬?duì)波長(zhǎng)較短的光線更敏感。晚上切換掉紅外光濾波器，使近紅外光進(jìn)入的時(shí)候，攝像機(jī)就會(huì)因?yàn)檩^長(zhǎng)的波長(zhǎng)而失去焦點(diǎn)。

　　松下、派爾高等公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)了自動(dòng)后聚焦(ABF)技術(shù)，在焦距轉(zhuǎn)換之后，可以自動(dòng)調(diào)整傳感器的位置，保證低照度攝像機(jī)的夜視效果。從彩色模式轉(zhuǎn)換到黑白模式時(shí)，具備(ABF)裝置的攝像機(jī)在CCD位置上自動(dòng)進(jìn)行精確調(diào)焦，從而精確地實(shí)現(xiàn)后焦。這就解決了傳統(tǒng)攝像機(jī)在取下IR濾光片后圖像會(huì)變模糊的問(wèn)題。

　　另外，具有自動(dòng)后焦調(diào)整功能的產(chǎn)品可以通過(guò)輕觸單一按鍵進(jìn)行自動(dòng)后焦調(diào)整。當(dāng)從彩色模式轉(zhuǎn)換到黑白模式時(shí)，CCD 位置會(huì)自動(dòng)調(diào)整，以確保全天提供準(zhǔn)確的聚焦。

　　紅外偵測(cè)鎖定

　　常規(guī)的日夜轉(zhuǎn)換是感受外界可見(jiàn)光強(qiáng)度，當(dāng)可見(jiàn)光低于預(yù)定值，則啟動(dòng)轉(zhuǎn)換電路，控制濾光片動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)彩色到黑白的轉(zhuǎn)換。在實(shí)際的低照度環(huán)境中使用發(fā)現(xiàn)，攝像機(jī)可能會(huì)受到外部環(huán)境的短暫影響而誤判環(huán)境照度(如汽車(chē)大燈的照射)從黑白模式轉(zhuǎn)換為彩色模式，但此時(shí)實(shí)際的環(huán)境照度仍然比較低，汽車(chē)駛過(guò)之后，攝像機(jī)將再次從彩色模式轉(zhuǎn)回黑白模式，由此出現(xiàn)頻繁日夜轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象，并影響監(jiān)控效果，也降低了濾光片切換馬達(dá)的壽命。

　　目前，神州數(shù)碼AMPON(安朋)推出了的一款低照度攝像機(jī)帶有其自主研發(fā)的紅外偵測(cè)鎖定技術(shù)，即使是在夜間低照度情況下，也不會(huì)因某些短暫的強(qiáng)光干擾(例如車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)大燈的光線)而頻繁日夜切換，有利于保持監(jiān)控的穩(wěn)定性、畫(huà)面連續(xù)性和提高產(chǎn)品的使用壽命。該攝像機(jī)能自動(dòng)偵測(cè)紅外光，只要紅外燈開(kāi)啟，就能鎖定在夜間模式，保障攝像機(jī)穩(wěn)定工作。此外，這款攝像機(jī)具備彩色540線，黑白600線的水平清晰度，最低照度為彩色模式0.02Lux/黑白模式0.005Lux，能夠有效滿足用戶夜間監(jiān)控要求，捕捉高清晰畫(huà)面。并配置自動(dòng)增益、自動(dòng)白平衡、逆光補(bǔ)償?shù)裙δ?，使圖像更真實(shí)、更亮麗，非常適用于“平安城市”項(xiàng)目、道路交通監(jiān)控等需要24小時(shí)全天候監(jiān)控的場(chǎng)所。

　　與此同時(shí)，AMPON(安朋)在綜合考慮各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上，推出自行開(kāi)發(fā)的超低照度技術(shù)—CDS低噪前級(jí)放大器。通過(guò)二次取樣電路(CDS)，可將放大器增益提升，創(chuàng)造出額外6dB的超低照度。

　　3D+2D數(shù)字降噪

　　另外，DSP對(duì)噪點(diǎn)的處理在提升低照攝像機(jī)畫(huà)面質(zhì)量上其關(guān)鍵作用，也是體現(xiàn)各廠家攝像機(jī)性能差異的一環(huán)。一般的低照度攝像機(jī)由于噪點(diǎn)過(guò)多，常常導(dǎo)致清晰度下降。三星低照度攝像機(jī)采用其自行研發(fā)的3D+2D數(shù)字降噪技術(shù)，處理靜態(tài)畫(huà)面時(shí)使用三維濾波，而動(dòng)態(tài)時(shí)則使用二維濾波。處理完畢后再進(jìn)行圖像合并，出來(lái)的畫(huà)面效果顯得更加清晰和細(xì)膩。在降噪的處理上仍然可以通過(guò)畫(huà)面取樣的細(xì)分、處理算法的提升、自動(dòng)增益細(xì)化等來(lái)改善低照度攝像機(jī)的效果。

　　嵌入式彩色低照度增亮板卡

　　傳統(tǒng)攝像機(jī)受拍攝環(huán)境的影響較大，在環(huán)境光線較弱的情況下攝像畫(huà)面變得昏暗不清，深圳睿思靈視訊科技有限公司研發(fā)出一種嵌入式低照度增亮板卡，該板卡可幫助攝像機(jī)顯著提升畫(huà)面的整體亮度和清晰度，避免因監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)光線不足導(dǎo)致的監(jiān)控盲區(qū)。另外，板卡可根據(jù)畫(huà)面亮度進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整，確保輸出畫(huà)面達(dá)到最優(yōu)。

　　據(jù)睿思靈的邱工介紹，板卡采用“視網(wǎng)膜模擬+局部特征識(shí)別+圖像動(dòng)態(tài)清晰化”技術(shù)，嵌入式設(shè)計(jì)，直接對(duì)鏡頭采集的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，顯著提升攝像頭在低照度下的拍攝性能，從而使攝像頭具有低照度攝像效果。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，板卡也降低了實(shí)現(xiàn)低照度的成本。