在視頻監(jiān)控領(lǐng)域里，攝像機的低照度性能是一項重要性能指標，它決定了攝像機在低照度環(huán)境下的拍攝效果。所以，低照度指標歷來成為衡量攝像機性能和質(zhì)量的重要參考依據(jù)之一。只是在知道其重要性之后，究竟該如何正確、有效的理解并利用它?

　　系統(tǒng)集成商在選購攝像機時，經(jīng)常會面臨多種選擇，不同廠家對攝像機指標參數(shù)的不同表達方式常常令人迷惑，而限于實際情況，往往無法逐個測試攝像機的低照度效果。如何看懂攝像機的低照度參數(shù)指標，從而衡量出不同攝像機低照度性能的優(yōu)劣，成為系統(tǒng)集成商關(guān)心的一個問題。那么，在攝像機的宣傳指標參數(shù)是真實可信的前提下，是否能夠通過對攝像機低照度參數(shù)指標的分析解讀，找到一條有效衡量攝像機低照度性能的途徑呢?

　　一個誤區(qū)

　　2款不同的攝像機，在同樣狀態(tài)下(彩色或者黑白)，A攝像機的低照度指標是0.1LUX，B攝像機的低照度指標是0.05LUX，是否能認定B攝像機的低照度效果好于A攝像機呢?如果不加判斷，僅憑兩個數(shù)值的對比，我們很容易得出這個不準確的結(jié)論，那么實際情況是怎樣的呢?

　　如果不加任何限制條件，說某攝像機的低照度指標是0.1Lux時，僅僅表示環(huán)境照度在0.1Lux的情況下，此攝像機是可以工作的。但此種光照條件下，攝像機的輸出視頻是否具有可看性和實際意義卻不得而知。例如某個攝像機的低照度指標是0Lux，這是否表示此攝像機真的能在沒有可見光的環(huán)境下能成像呢，答案顯然是否定的，如排除紅外光成像，此時攝像機拍攝的圖像是漆黑一片，沒有實際意義。

　　三個參數(shù)

　　攝像機的低照度指標不應(yīng)該只是一個簡單的XX Lux值，在任何一份準確專業(yè)的攝像機參數(shù)資料上，攝像機低照度指標應(yīng)該至少表示為如下格式：彩色模式：XX Lux @F X(X IRE ,AGC XX)黑白模式：XX Lux @F X(X IRE ,AGC XX)

　　也就是說，攝像機的低照度性能至少和3個參數(shù)是相關(guān)的，亦即配用鏡頭的F值，IRE值以及攝像機的AGC參數(shù)。在這些參數(shù)完整的前提下，前面的照度值才具有意義且可對比的。同時必須指出，如果攝像機是彩轉(zhuǎn)黑的，必須列出彩色和黑白狀態(tài)下各自的低照度指標。

　　那么低照度標準表達式中各個量是什么意義以及它們之間有什么關(guān)系呢?

　　F值

　　F是鏡頭的光圈系數(shù)，與進光量呈反比關(guān)系。由于攝像機必須依靠鏡頭的光圈來決定進光量，從而決定拍攝效果。所以，在表達攝像機的低照度指標時，必須要有一個F值為條件。對于一款自動光圈的變焦距鏡頭來說，鏡頭上一般會標示出F值，注意，此值只代表焦距最小時即廣角狀態(tài)時的光圈值，一般認為，隨著焦距的增加，鏡頭的進光量是逐步減少的，所以當鏡頭處于廣角狀態(tài)時，畫面比較亮，處于望遠狀態(tài)時，畫面則變暗，這種現(xiàn)象在夜間尤其明顯。鏡頭焦距的變化，帶動鏡頭進光量的變化，反映到對應(yīng)F值的改變，但是鏡頭上的F值，只是標示出此款鏡頭的最大進光量，所以，只看鏡頭上標示的F值，只能判斷在廣角狀態(tài)下的鏡頭進光效率，而不能充分體現(xiàn)鏡頭的真實性能，鏡頭的2個焦距極端對應(yīng)的F值通常相差得很大，所以某些鏡頭夜間在廣角時，畫面還不錯，但是一旦處于望遠狀態(tài)，畫面就很暗了。真正好的鏡頭，在焦距最大和最小時，F(xiàn)值相差并不大，比如從1.8變到1.6,這種鏡頭的夜間效果相對更好。而通常在低照度指標中標注的F值，表示測試時使用的鏡頭在廣角狀態(tài)下的F值，即進光量為最大時。

　　IRE值

　　眾所周知，模擬視頻是一個峰峰值為1伏的不規(guī)則波形，X軸以下為同步電平，幅度為0.3伏即300毫伏，X軸以上是實際視頻波形，此部分波形會隨著視頻亮度以及視頻內(nèi)容發(fā)生變化，其幅度為0.7伏即700毫伏。700毫伏是視頻信號極限幅值，隨著光照條件的下降，此值將會隨之下降。如果把鏡頭完全遮住，通過示波器上可以看到視頻波形幅度接近于0。那么IRE是什么呢?IRE是一個視頻測量中的單位，在廣播級視頻電平中規(guī)定了任何視頻信號在播放時的亮度電平都不可能超過100IRE，即700毫伏等同于100IRE，也就是說，IRE值將指示視頻信號的幅度。一般來說，當視頻信號低于250IRE(700毫伏的四分之一)，即175毫伏時，被認為此時的視頻信號是無實際意義的，因為此時反映在監(jiān)視器上的效果是畫面基本漆黑，無法進行有效的監(jiān)控。鑒于此，在攝像機的低照度指標里，IRE這一項一般不會低于25，往往標注30居多，少數(shù)產(chǎn)品標注50。很顯然，當環(huán)境照度降低時，視頻幅度和IRE值都是隨之下降的。當考察攝像機的低照度性能時，IRE值可能會很低，但是必須保證顯示出的視頻還是有意義的。

　　AGC參數(shù)

　　攝像機內(nèi)部都有一個放大電路用于放大原始視頻信號。攝像機中的DSP芯片會檢測CCD送出的原始視頻信號，如果覺得原始視頻信號幅度太小，DSP則會驅(qū)動這個放大電路對原始信號進行放大，然后輸出放大后的視頻信號。DSP會實時檢測原始視頻信號的幅度，從而動態(tài)地控制放大電路的增益值，這就是所謂的“自動增益控制(Auto Gain)”功能，而確定是否開啟這個功能的機制就是自動增益控制即AGC。當AGC功能開啟時(AGC ON)，自動增益電路在光照不佳的情況下就會自動放大視頻幅度，使畫面變亮(值得注意的是，即使AGC為ON狀態(tài)，在光照良好的條件下，自動增益電路也不會起作用，畫面不會變的更亮)，反之，如果AGC功能不開啟(AGC OFF)，自動增益電路則不會工作。顯然，如果AGC開啟，在測試攝像機的低照度性能時，放大電路是處于工作狀態(tài)的。需要說明的是，放大電路會把視頻信號中的噪聲一起放大，所以畫面上會出現(xiàn)噪點。

　　當然有些攝像機的AGC不僅僅只有ON 或OFF功能，或還會有若干檔位可以用來調(diào)節(jié)增益電路的最大放大倍數(shù)，如AGC 20db、 40db等，在攝像機的低照度指標中也應(yīng)作為條件一并列出。

　　指標的真實含義

　　明白以上知識，可以清楚解讀一款攝像機的低照度指標的含義了，如下例：[nextpage]

　　某款攝像機在黑白模式下的低照度指標是：0.24Lux @F1.2 (25IRE AGC ON)，這個指標表示的意義是：此款攝像機 1在 AGC 打開、增益功能有效時，2在配用F值為1.2的鏡頭并把光圈打到最大時，3在視頻幅度達到175毫伏時，此時的環(huán)境照度或被攝目標的照度值是0.24lux。所有這一切，描述出了此款攝像機的低照度性能。

　　基于參數(shù)的有效對比

　　攝像機的低照度性能是在多個條件下得出的，衡量2款攝像機的低照度性能，必須保證條件一致，具體來說，至少應(yīng)該保證彩色或者黑白狀態(tài)一致、鏡頭進光量一致(用同樣的鏡頭，對變焦鏡頭來說，所用焦距一致且最好為廣角狀態(tài))、IRE值即視頻幅度一致以及AGC功能一致(關(guān)閉、開啟或者最大值)。

　　現(xiàn)在回到文章開始的那個選擇題，如果A攝像機的低照度指標是0.1Lux@F1.2 (30IRE AGC ON)，B攝像機的低照度指標是0.05Lux@F1.2 (30IRE AGC ON)，此時就可以明確地說B攝像機的低照度性能要好于A攝像機。原因是：在同樣的進光量，同樣的AGC功能打開，A攝像機產(chǎn)生幅度為210毫伏的視頻信號時所需的環(huán)境照度是0.1Lux，而B攝像機只需要0.05Lux的照度就能產(chǎn)生同樣幅度的視頻信號，顯然，如果把二款攝像機都放在照度是0.1Lux的環(huán)境中，可以推論出，B攝像機的視頻幅度會大于30IRE，在監(jiān)視器上看到的效果就是B攝像機的圖像更亮。

　　實際上，對于@后面的參數(shù)，不同廠家的產(chǎn)品往往是不同的，即便如此，根據(jù)以上的推理方法，我們也能基本判斷出攝像機低照度性能的優(yōu)劣。

　　實例對比一

　　最后用上述知識來分析3個理想化的例子，僅供參考(設(shè)定各例均為攝像機在黑白狀態(tài)下的指標)。

　　· 攝像機A：0.1Lux@F1.2(30IRE AGC ON)

　　· 攝像機B：0.1Lux@F1.4(30IRE AGC ON)

　　B攝像機配用鏡頭F值為1.4，大于A攝像機配用的鏡頭的F值，也就是說，在同樣環(huán)境照度下，同樣開啟AGC功能，視頻信號的幅度都為210毫伏時，B攝像機的進光量是少于A機的，也就是說，如果B攝像機達到A機的進光量，視頻信號幅度是會有提升的，假設(shè)提升到40IRE，那么上述B機的低照度指標可以等效于 0.1Lux@F1.2(40IRE AGC ON)，換句話說，如果B還保持30IRE的視頻信號幅度的話，所需的環(huán)境照度將小于0.1Lux，假設(shè)為0.05Lux，那么B的低照度指標又可以等效為 0.05Lux@F1.2 (30IRE AGC ON)，此時2支攝像機@后的指標完全一致，可直接比較@前數(shù)值，顯然B的低照度性能更好。

　　實例對比二

　　· 攝像機A：0.1Lux@F1.2 (30IRE AGC ON)

　　· 攝像機B：0.1Lux@F1.2 (50IRE AGC ON)

　　B攝像機的IRE值為50，大于A機的IRE值，其他參數(shù)完全一致。即，在環(huán)境照度都為0.1LUX的條件下，進光量一致，都打開AGC功能，B機產(chǎn)生的信號幅度為350毫伏，而A機只有210毫伏，如果B機降低信號幅度到210毫伏，可以預(yù)見，此時的B的環(huán)境照度一定小于0.1LUX，假設(shè)為0.05LUX，也就是說，B攝像機的低照度指標可以等效為0.05LUX@F1.2 (30IRE AGC ON)，此時就很清楚，B機的低照度性能要好于A機。其實也可以更簡單地理解，在環(huán)境照度都為0.1LUX時，B的視頻幅度要高于A，所以B的畫面更亮，即B的低照度性能要更好。

　　實例對比三

　　· 攝像機A：0.1Lux@F1.2 (30IRE AGC ON)

　　· 攝像機B：0.1Lux@F1.2 (30IRE AGC OFF)

　　在同樣的照度0.1LUX下，同樣的鏡頭進光量時，A機在AGC打開，具有增益時，產(chǎn)生的視頻幅度是210毫伏，而B機在AGC沒有打開時就能產(chǎn)生210毫伏的信號幅度，可以預(yù)計，如果B機打開AGC功能，勢必造成信號幅度的提升假設(shè)為50IRE即350毫伏，那么在AGC打開的前提下，如果要維持210毫伏的信號幅度，B機所需的環(huán)境照度一定小于0.1Lux，假設(shè)為0.05Lux，那么B機的低照度指標可以等效于0.05Lux@F1.2 (30IRE AGC ON)，所以B機的低照度性能要好于A機。

　　結(jié)語

　　在實驗室條件下，測試攝像機的低照度的過程是這樣的：在暗箱中放置照度計和攝像機，然后不斷降低暗箱中的照度，同時注意觀察儀器檢測到視頻幅值，隨著照度的下降，視頻幅值也會逐漸下降，當視頻幅值到達可以接受的最低值時(通常相當于25IRE)，此時的照度計讀數(shù)即為此款攝像機的最低照度。此過程中，需要保證鏡頭光圈開到最大，且攝像機的AGC值設(shè)置適當，不至于使噪點過大從而影響實際觀感。

　　在實際對比測試攝像機低照度性能的過程中，對不同的攝像機，為保證外部環(huán)境照度一致，只需安裝同樣的鏡頭，如果是手動光圈的鏡頭，都需要把光圈開到最大，如果是自動光圈的鏡頭，那么在較暗的環(huán)境下，光圈會自動達到最大，如果是變焦鏡頭，為了保證進光量完全一致，必須使用同樣的焦距拍攝同一個環(huán)境下的同一個物體，再把AGC功能設(shè)定為同一個級別(在視頻可以接受的前提下盡量增大)，然后看各自的視頻，在不影響觀感的前提下，哪個畫面亮，哪個攝像機的低照度效果就好。