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提升低照度監(jiān)控攝像機畫質(zhì)的幾大要點

閱讀：2759發(fā)布時間：2011-11-9

　　低照度攝像機主流廠商們在熟練掌握自動光圈控制和真實日夜功能的基礎(chǔ)上（配有可切換紅外過濾器），為了提升低照度攝像機的畫質(zhì)（尤其是夜視效果），或改進鏡頭、調(diào)整傳感器和開發(fā)新數(shù)字信號處理，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*的部件，鏡頭與攝像機的合適配合，可以將目標(biāo)成像在攝像機的CCD靶面上。鏡頭的種類繁多，僅從焦距上分類，即可分為短焦距、中焦距、長焦距和變焦距鏡頭。據(jù)四川艾普視達數(shù)碼科技有限公司市場部范清華介紹，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，低照度攝像機在實際應(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，因為鏡頭選用不當(dāng)，仍不能使超感度攝像機的低照功效發(fā)揮到*。比如，鏡頭的F值就非常重要，因為越小的F值，將會使CCD感應(yīng)到較多的光照，所以只有增大鏡頭的通光量，才能保證攝像機的感光度。再如Oncam公司特制的鏡頭可以讓較長波長的光線進入，從而可以在夜晚保證視頻的高質(zhì)量。另外，索尼公司開發(fā)了一種*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
　　
　　作為低照度攝像機的兩大技術(shù)主力，傳感器和數(shù)字信號處理一直是廠商積極研究開發(fā)的著力點。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SuperHADCCDⅡ（高性能正孔蓄積層傳感器，能實現(xiàn)1000mV或高于1μm2的高靈敏度）和EXviewHADCCDⅡ（能實現(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意思是強大的功能和精細的圖像處理器。它是索尼研發(fā)推出的一種信號處理器，可以實現(xiàn)攝像機的高分辨率，高信噪比和高質(zhì)量色彩再現(xiàn)。
　　
　　“Effio-E”方案采用SONY的CCD，配合的SS-4數(shù)字處理技術(shù)。全新的超寬動態(tài)技術(shù)，應(yīng)用范圍更加廣泛，并附有移動偵測，面部檢測等功能，為低照度攝像機提供畫質(zhì)。
　　
　　索尼的“Effio”數(shù)字信號處理器，可提供高解析畫質(zhì)、高信噪比和高色彩重現(xiàn)能力，支援NTSC規(guī)格的480K有效畫素CCD，以及PAL規(guī)格的570K有效畫素CCD。通過EffioDSP與新款CCD的搭配，能達到超過650條TVlines的解析度，相較于一般標(biāo)準的攝影機，這樣的方式能提供更清楚的影像畫面，其顏色信號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雜訊抑制信號處理器，能降低雜訊，即使拍攝移動中的目標(biāo)物，也無損動態(tài)解析度。除此之外，Effio結(jié)合了周邊電路設(shè)計，不僅能因此縮小攝像機體積，還能減少電力消耗。
　　
　　后自動聚焦
　　
　　多數(shù)固定焦距的低照度攝像機在白天的（可視光線）效果更好，因為焦距對波長較短的光線更敏感。
　　
　　晚上切換掉紅外光濾波器，使近紅外光進入的時候，攝像機就會因為較長的波長而失去焦點。
　　
　　松下、派爾高等公司已經(jīng)開發(fā)了自動后聚焦（ABF）技術(shù)，在焦距轉(zhuǎn)換之后，可以自動調(diào)整傳感器的位置，保證低照度攝像機的夜視效果。從彩色模式轉(zhuǎn)換到黑白模式時，具備（ABF）裝置的攝像機在CCD位置上自動進行調(diào)焦，從而地實現(xiàn)后焦。這就解決了傳統(tǒng)攝像機在取下IR濾光片后圖像會變模糊的問題。
　　
　　另外，具有自動后焦調(diào)整功能的產(chǎn)品可以通過輕觸單一按鍵進行自動后焦調(diào)整。當(dāng)從彩色模式轉(zhuǎn)換到黑白模式時，CCD位置會自動調(diào)整，以確保全天提供準確的聚焦。
　　
　　紅外偵測鎖定
　　
　　常規(guī)的日夜轉(zhuǎn)換是感受外界可見光強度，當(dāng)可見光低于預(yù)定值，則啟動轉(zhuǎn)換電路，控制濾光片動作，實現(xiàn)彩色到黑白的轉(zhuǎn)換。在實際的低照度環(huán)境中使用發(fā)現(xiàn)，攝像機可能會受到外部環(huán)境的短暫影響而誤判環(huán)境照度（如汽車大燈的照射）從黑白模式轉(zhuǎn)換為彩色模式，但此時實際的環(huán)境照度仍然比較低，汽車駛過之后，攝像機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帶有其自主研發(fā)的紅外偵測鎖定技術(shù)，即使是在夜間低照度情況下，也不會因某些短暫的強光干擾（例如車輛經(jīng)過時大燈的光線）而頻繁日夜切換，有利于保持監(jiān)控的穩(wěn)定性、畫面連續(xù)性和提高產(chǎn)品的使用壽命。該攝像機能自動偵測紅外光，只要紅外燈開啟，就能鎖定在夜間模式，保障攝像機穩(wěn)定工作。此外，這款攝像機具備彩色540線，黑白600線的水平清晰度，zui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，捕捉高清晰畫面。并配置自動增益、自動白平衡、逆光補償?shù)裙δ?，使圖像更真實、更亮麗，非常適用于“平安城市”項目、道路交通監(jiān)控等需要24小時全天候監(jiān)控的場所。
　　
　　與此同時，AMPON（安朋）在綜合考慮各種技術(shù)的優(yōu)缺點基礎(chǔ)上，推出自行開發(fā)的超低照度技術(shù)—CDS低噪前級放大器。通過二次取樣電路（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對噪點的處理在提升低照攝像機畫面質(zhì)量上其關(guān)鍵作用，也是體現(xiàn)各廠家攝像機性能差異的一環(huán)。一般的低照度攝像機由于噪點過多，常常導(dǎo)致清晰度下降。三星低照度攝像機采用其自行研發(fā)的3D+2D數(shù)字降噪技術(shù)，處理靜態(tài)畫面時使用三維濾波，而動態(tài)時則使用二維濾波。處理完畢后再進行圖像合并，出來的畫面效果顯得更加清晰和細膩。在降噪的處理上仍然可以通過畫面取樣的細分、處理算法的提升、自動增益細化等來改善低照度攝像機的效果。
　　
　　嵌入式彩色低照度增亮板卡
　　
　　傳統(tǒng)攝像機受拍攝環(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顯著提升畫面的整體亮度和清晰度，避免因監(jiān)控現(xiàn)場光線不足導(dǎo)致的監(jiān)控盲區(qū)。另外，板卡可根據(jù)畫面亮度進行自動實時調(diào)整，確保輸出畫面達到*。
　　
　　板卡采用“視網(wǎng)膜模擬+局部特征識別+圖像動態(tài)清晰化”技術(shù)，嵌入式設(shè)計，直接對鏡頭采集的視頻數(shù)據(jù)進行處理，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。從另一個角度來說，板卡也降低了實現(xiàn)低照度的成本。

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