低照度攝像機(jī),從名字上就可以看出,是指在光照較暗的情況下(低照度)仍然可以獲得比較清晰圖像的攝像機(jī)。在安防行業(yè)中,一般認(rèn)為,照度指標(biāo)低于0.1 Lux(F1.2,AGC ON,30IRE)的攝像機(jī),就可以稱作為低照度攝像機(jī)。
按照傳統(tǒng)的叫法,低照度攝像機(jī)又可以分為“星光級”、“月光級”兩個大類,粗略講,照度低于0.01 Lux(F1.2,AGC ON,30IRE)的攝像機(jī),叫做“星光級低照度攝像機(jī)”,照度在0.1 Lux?0.01 Lux(F1.2,AGC ON,30IRE)之間,叫做“月光級低照度攝像機(jī)”。當(dāng)然,上述劃分業(yè)內(nèi)沒有明確的定義,或還會有差異,但無妨成為行業(yè)約定的共識。
行業(yè)中稱謂的低照度攝像機(jī),除機(jī)械式彩轉(zhuǎn)黑(也叫做ICR)外,現(xiàn)在還會包括半球、一體機(jī)、球機(jī)及常規(guī)型槍機(jī)。
攝像機(jī)的低照度指標(biāo)是評價攝像機(jī)靈敏度的參數(shù),該數(shù)字越小攝像機(jī)靈敏度越高,低照度性能也越好,上面講到的0.1 Lux(F1.2,AGC ON,30IRE),不僅僅有“0.1 Lux”這個照度指標(biāo),而且還有附加限制條件:F1.2、AGC ON、30IRE,為什么要有這些限制條件呢?就是為了保證對攝像機(jī)成像效果評判的公正性、一致性和有效性。
F1.2表示攝像機(jī)達(dá)到低照度時,其要求鏡頭光通量的大小(F值,光通量,以鏡頭焦距f和通光孔徑D的比值來衡量,F(xiàn)值越小,光圈越大,到達(dá)CCD的光通量就越大。所以在焦距f相同的情況下,F(xiàn)值越小,表示鏡頭越好)。
AGC ON表示攝像機(jī)自動增益開啟時的狀態(tài)。
30IRE表示攝像機(jī)的視頻輸出在監(jiān)視器上達(dá)到最低等級圖質(zhì)(標(biāo)準(zhǔn)圖像是100IRE或者700毫伏;30IRE時為210毫伏,即最底等級,比30IRE再低是無用圖像)。除了這里明確寫出的限制條件,實際上,還有一個隱含的條件,即攝像機(jī)的電子快門,是默認(rèn)的1/50s(在PAL制式下),因為只有在這些條件下,作出的評判才具有可比性和公正性。
經(jīng)??稍谝恍z像機(jī)的技術(shù)指標(biāo)上,只看到一個“0.0001lux”的字樣,低照度值寫得很低,但是后面的附加條件一個也沒有,所以實際上不清楚該攝像機(jī)是否真正的低照度,或許只是虛假的宣傳而已。
為什么需要低照度攝像機(jī)
在“平安城市”項目、金融、文博、酒店、寫字樓、 住宅小區(qū)、平安村居、校園、港口、高速公路、街道等場合,對攝像機(jī)性能要求比較高,由于常規(guī)型攝像機(jī)難以滿足24小時連續(xù)監(jiān)控的需求,所以低照度攝像機(jī)成為首要選擇。這些應(yīng)用中,例如“平安城市”項目,夜間光照不足,又不可能大規(guī)模安裝補光照明設(shè)施,在這樣的情況下,要得到較好的監(jiān)控效果,就需要安裝高品質(zhì)的低照度攝像機(jī),既能保證監(jiān)控效果,又能簡化系統(tǒng)構(gòu)成和實現(xiàn)較好的可靠性和較低的成本。[nextpage]
除了上述這些傳統(tǒng)的監(jiān)控領(lǐng)域,森林、醫(yī)院等地方,一般也會安裝低照度攝像機(jī),這些場合,環(huán)境光照不理想,但又不宜外加光源,例如醫(yī)院,為了保證病人休息,不方便通過補光等方式來提高環(huán)境照度,就只能在攝像機(jī)性能上想辦法,所以需要安裝低照度攝像。
還有一些場所,沒有條件加光源,也需要使用低照度攝像機(jī)。例如一些工地、油田、廠區(qū)、貨場等室外場所,監(jiān)控面積大,又往往沒有路燈,這種情況下,采用普通攝像機(jī)就不能保證監(jiān)控效果,也需要采用低照度攝像機(jī),才能保證有效的監(jiān)控效果。
總之,低照度攝像機(jī)要主要依靠自身的性能來實現(xiàn)在微弱光線下獲得較好的監(jiān)控效果,使其對對外部環(huán)境依賴較小,對于特殊場合,夜間能實現(xiàn)隱蔽監(jiān)控。由于對低照度攝像機(jī)可靠性、性能要求都比較高,因此價格也相應(yīng)高于普通攝像機(jī),用戶預(yù)算也應(yīng)該要比較高些。
低照度攝像機(jī)的未來發(fā)展
低照度攝像機(jī)的發(fā)展主要集中在產(chǎn)品性能、產(chǎn)品功能這兩個方面。
產(chǎn)品性能的提升,主要依靠更優(yōu)秀的感光器件,例如SONY的Super HAD II CCD,其次是采用更優(yōu)秀的DSP技術(shù),通過DSP的信號優(yōu)化、圖像降噪、整機(jī)靈敏度提升來實現(xiàn)攝像機(jī)性能的跨越。
產(chǎn)品功能則更多是結(jié)合實際需求來實現(xiàn):
例如在實際中發(fā)現(xiàn)彩轉(zhuǎn)黑之后容易虛焦,所以引入自動后焦調(diào)節(jié)(ABF技術(shù))、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的ICR雙濾光片技術(shù)(一塊濾光片負(fù)責(zé)濾除紅外光,另一塊負(fù)責(zé)光學(xué)補償)。
又如低照度攝像機(jī)和紅外燈協(xié)同工作時,容易出現(xiàn)頻繁日夜切換等問題,所以AMPON開發(fā)了紅外偵測鎖定技術(shù),還有一些廠家開發(fā)了光敏開關(guān)測光技術(shù)等等,來保障彩轉(zhuǎn)黑攝像機(jī)轉(zhuǎn)換性能的穩(wěn)定。
低照度攝像機(jī)提升效果最合理的做法,是用硬件來提升產(chǎn)品性能,例如通過在CCD、DSP方面的努力,實打?qū)嵉靥嵘驼斩刃Ч?。而對于延長曝光時間(慢快門)或稱幀累積技術(shù)來提升低照度效果的方法,往往會帶來不理想的效果。如采用慢快門,由于曝光時間延長,使畫面亮度提升,看起來是提高了低照度效果,實際上拍攝到的圖像細(xì)節(jié)模糊不清,所以延長曝光時間的做法,是不可取的。有些產(chǎn)品把出廠的默認(rèn)亮度值提高到120IRE(大于標(biāo)準(zhǔn)值100IRE、700毫伏),常常是夜間亮度好,白天曝光過度,監(jiān)控質(zhì)量變差。
最后要說的就是數(shù)字降噪,這是一種很有效的抑制噪點的方式,就是通過數(shù)字處理,可以降低雜波,突出想要的監(jiān)控信息主體,攝像機(jī)性能將有很大提升。
低照度攝像機(jī)對其重要的配套器件----鏡頭有較高的要求,例如優(yōu)質(zhì)的鏡頭,其F值能做得較小,即通光量較大;又如彩轉(zhuǎn)黑攝像機(jī)需要采用感應(yīng)紅外鏡頭,它最大的優(yōu)勢是白天和夜間聚焦一致,不會出現(xiàn)彩轉(zhuǎn)黑虛焦的情況。這是因為它采用了非球面鏡片和特殊的玻璃材質(zhì),所以能消除聚焦誤差,實現(xiàn)日夜聚焦一致,而這個性能,對于彩轉(zhuǎn)黑攝像機(jī)至關(guān)重要。