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　　隨著安防監(jiān)控由領(lǐng)域日趨民用化，攝像機(jī)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，很多監(jiān)控條件差、光線昏暗的地方也要求安裝功能多樣的攝像機(jī)，尤其是低照度攝像機(jī)。另外，為了滿足全天候24小時監(jiān)控的需求，新技術(shù)型的低照度攝像機(jī)也成為了監(jiān)控市場的新寵。目前，低照度攝像機(jī)已廣泛用于金融、文博、酒店、寫字樓、住宅小區(qū)物業(yè)管理等領(lǐng)域?，F(xiàn)在，低照度高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)，業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，低照度性能的改良將加速高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的普及步伐，加快高清監(jiān)控大時代的進(jìn)程。
　　
　　低照度技術(shù)如何實現(xiàn)？
　　
　　BSI圖像傳感器設(shè)計技術(shù)進(jìn)入高清時代以來，隨著圖像傳感器像素的不斷提高，其感光靈敏度在成比例下降，一種新的BSI傳感器架構(gòu)模式應(yīng)運而生。BSI是在設(shè)計上將圖像傳感器的上下層進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，因此傳感器可以通過原本是在底層的硅基板來收集光線。這種方法與傳統(tǒng)的FSI傳感器不同，在FSI傳感器上，到達(dá)感光區(qū)的光線在某種程度上被傳感器中進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的金屬線和電介質(zhì)層所限制。FSI方法會阻礙光線到達(dá)像素或使光線偏離像素，zui終降低填充系數(shù)，并帶來像素之間串?dāng)_等問題。BSI則將金屬線和電介質(zhì)層移到傳感器陣列的下方，為光線提供了到達(dá)像素zui直接的通道，優(yōu)化了光線吸收。ULLS圖像傳感器基于BSI架構(gòu)，提供了多項超越性的性能改進(jìn)，包括每單位區(qū)域更強(qiáng)的靈敏度、更高的量子效率以及減少串?dāng)_和光響應(yīng)非均勻性，再結(jié)合特制的納米級設(shè)計制程和新的生產(chǎn)工藝模塊，使得圖像傳感器的弱光敏感度提高30%以上，并可有效控制色度亮度干擾，從而顯著改進(jìn)色彩和光電性能。
　　
　　◇ISP前端圖像處理技術(shù)—3D數(shù)字降噪
　　
　　攝像機(jī)在低光條件下運行，不可避免的會出現(xiàn)固定的或隨機(jī)的傳感器噪聲，且每一幀圖像所產(chǎn)生的噪聲是不相同的。若噪聲過多則會使圖像模糊不清。傳統(tǒng)的2D降噪技術(shù)屬于幀內(nèi)降噪方式，在消除動態(tài)噪聲方面效果有限。3D數(shù)字降噪是在幀內(nèi)降噪的基礎(chǔ)上，通過對比相鄰幾幀圖像將噪聲自動濾除處理掉，從而顯示出比較清晰細(xì)膩的圖像。運用的幀間預(yù)測方法，依據(jù)圖像噪聲的分布統(tǒng)計規(guī)律，在空間二維和時間一維上同時進(jìn)行估計、預(yù)測和降噪處理，zui大限度的去消除噪聲對圖像的影響，使zui終成像效果得到極大的增強(qiáng)和改善，圖像細(xì)節(jié)得到更好的辨識。除此之外，在面對明暗反差過大的場景時，3D數(shù)字降噪還可有效提高寬動態(tài)的展現(xiàn)能力。
　　
　　◇ISP前端圖像處理技術(shù)—3A成像控制
　　
　　3A成像控制指自動曝光控制(AE)、自動聚焦控制(AF)、自動白平衡控制(AWB)。自動曝光控制能夠自動調(diào)節(jié)圖像的亮度，自動聚焦控制通過調(diào)整聚焦鏡頭的位置獲得zui高的圖像頻率成分，自動白平衡對不同光線造成的色差給予補(bǔ)償?；镜?A成像控制是攝像機(jī)所必須的功能，的3A成像控制算法對于攝像機(jī)的成像效果有著至關(guān)重要的影響?；谖⒎謭D像分析的3A成像控制算法，具有統(tǒng)計準(zhǔn)確、反應(yīng)迅速、調(diào)節(jié)平滑等特點，無論是在清晨還是黃昏，抑或是光線復(fù)雜的夜間環(huán)境，都能不受取景、光影影響，提供的顏色還原，呈現(xiàn)的日夜監(jiān)控效果。
　　
　　低照度攝像機(jī)未來性能、功能改進(jìn)
　　
　　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，主要依靠更的感光器件，例如SONY的SuperHADIICCD，其次是采用更的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(bǔ)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zui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。
　　
　　zui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zui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。
　　
　　低照度監(jiān)控布建可應(yīng)用方案
　　
　　工程技術(shù)人員都應(yīng)該知道在光線較差的環(huán)境中，低照度攝像無需輔助光源即能識別目標(biāo)物體，這些都是靠攝像體本身Sensor、DSP、鏡頭及慮光片協(xié)作所致，而在這些關(guān)鍵技術(shù)采用下，低照監(jiān)控的布建應(yīng)用也就越來越受到工程商的重視與使用青睞。這些低照度監(jiān)控應(yīng)用方案大致包含以下：
　　
　　◇zui基礎(chǔ)也是zui笨的一種方式幀累積應(yīng)用方案
　　
　　這種應(yīng)用也叫做低快門(SlowShutter)，此類攝像機(jī)又稱為畫面幀累積型攝像機(jī)，它是利用內(nèi)存的技術(shù)并放慢快門速度，連續(xù)將幾個因光線不足而較顯模糊的畫面累積起來，成為一個影像清晰的畫面，運用慢快門技術(shù)降低攝像機(jī)照度至0.009lux/f1.2以下，并且畫面能夠累積的幀數(shù)(128或256幀)是屬于一種既笨又可靠的低光應(yīng)用技術(shù)。
　　
　　此類型低照度攝像機(jī)適用于禁止紅或紫外線的場所，比如博物館或夜行動生物觀察，國土海岸監(jiān)視等，屬于較靜態(tài)場所的低照監(jiān)視使用。
　　
　　◇電子機(jī)械應(yīng)用方式彩色變黑白模式方案
　　
　　此方式又稱為日夜模式(Day&NightMode)，此類攝像機(jī)目前在市場上仍有其特定的需求，一般日夜型攝像機(jī)的照度在國內(nèi)市場上標(biāo)示數(shù)值zui低有達(dá)到0LUX的程度，但0Lux基本無法呈現(xiàn)色彩，因此在應(yīng)用于低照監(jiān)控布建時必須特別聲明其效能。這種白天彩色/晚上黑白(COLOR/MONO)攝像機(jī)是利用黑白影像對紅外線感度較高的特點，在一定的光源條件，利用電機(jī)機(jī)械線路切換濾光片或軟件切換為黑白信號模式的方式，將影像由彩色轉(zhuǎn)為黑白，以便于感應(yīng)紅外線。
　　
　　在彩色/黑白線路轉(zhuǎn)換的過程中，為了搭配紅外線，拿掉了彩色攝像機(jī)*紅外線濾光片，此種作法雖可在夜晚達(dá)到“低照度”的目的，但在應(yīng)用時卻有影像焦距模糊，色彩表現(xiàn)不正確的缺點，并且攝像機(jī)的成像距離會受到紅外線成像焦點位移差的影響導(dǎo)致無法清晰成像的結(jié)果。因此為達(dá)真正的低照度攝像除采用IR紅外鏡頭搭配使用才能達(dá)到成像清晰的要求，而特別注意的是礙于攝影機(jī)本身采用組件的功能限制，因此這種而白天彩色/晚上黑白的攝像機(jī)只是利用線路切換及搭配紅外光的方式，并不能算是低照的方式。
　　
　　◇zui科學(xué)化的應(yīng)用方式高感度低光感應(yīng)模式方案(Low-Light)
　　
　　此方式又稱做Exview-HAD模式，也可稱為全天候攝像機(jī)，是zui熱門的低照度監(jiān)控應(yīng)用機(jī)種。其彩色模式低照度可達(dá)0.01Lux，黑白更可達(dá)0.001Lux，搭配紅外線時可在0Lux下使用。此類低照監(jiān)控的攝像機(jī)不僅能清晰的辯識影像，更不會出現(xiàn)類似低照時幀累積方式出現(xiàn)延遲畫面。此類型攝像機(jī)主要采用Exview-HAD超感光組件，使得zui低照度可達(dá)0.001Lux，幷且還能保持較小影像噪聲比，而實現(xiàn)真正意義的低光級攝像機(jī)，在相對黑暗的環(huán)境下無需使用紅外燈就可以得到較為清晰的影像，使安防行業(yè)在低照監(jiān)控的技術(shù)發(fā)展更深一層。
　　
　　◇有效的輔助低照的應(yīng)用方式紅外線輔助模式方案(IRMode)
　　
　　感紅外攝影機(jī)又稱為紅外輔助攝像機(jī)，由于感光組件有很寬的感光光譜范圍，其感光光譜不但包括可見光區(qū)域，還延長到紅外區(qū)域，利用此特性，可以在夜間無可見光照明的情況下，用輔助紅外光源照明可使影像感光器清晰的成像。在實際低照監(jiān)控工程應(yīng)用中，我們發(fā)現(xiàn)黑白攝影機(jī)比彩色攝影機(jī)具有更高的靈敏度，可以在較暗的環(huán)境里獲得更清晰的影像，特別在有紅外光源輔助照明配合下，更是可以做到0Lux(可見光)。因此在使用紅外燈時我們應(yīng)選擇黑白攝影機(jī)或是日夜兩用攝影機(jī)鏡頭，并具有IR自動光圈，以適應(yīng)晝夜照度很大的變化。
　　
　　以上四類為低照監(jiān)控時zui有效的系統(tǒng)布建應(yīng)用方式，給我們在系統(tǒng)產(chǎn)品選型上提供了一個有效低照環(huán)境應(yīng)用依據(jù)，但除了應(yīng)用的選型依據(jù)之外，我們在低照監(jiān)控系統(tǒng)的布建產(chǎn)品選型上還要注意一些重要的選行應(yīng)用問題，這些問題可謂包羅萬象。
　　
　　關(guān)于低照度
　　
　　顧名思義，低照度攝像機(jī)是指在較低光照度的條件下仍然可以攝取清晰圖像的攝像機(jī)，CCTV產(chǎn)業(yè)的技術(shù)規(guī)格方面對此并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此也無法定義在zui低照度為何值可稱其為低照度攝像機(jī)。況且zui低照度的數(shù)值與鏡頭的光圈大小(F值)、電子靈敏度(ELECTRONIC、SENSITIVITY)、紅外線開關(guān)狀態(tài)等條件均有關(guān)系，因此需要在相同測試條件下考察攝像機(jī)的zui低照度。