低照度攝像機(jī)

　簡介

　　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監(jiān)控攝像機(jī)。

　　技術(shù)規(guī)定

　　照度，即光照強(qiáng)度，是一種物理術(shù)語，指單位面積上所接受可見光的能量。單位：勒克斯Lux，簡作Lx。 安防行業(yè)所說的照度，用Lux表示。

　　0Lux表示在沒有光線情況下也能拍攝，一般攝像機(jī)大都在0Lux或者0.1Lux，照度值的大小是要看鏡頭的光圈大?。‵值），F(xiàn)值越小所需的照度越低。

　　從彩色攝像機(jī)從0.0004LUX~1LUX，黑白攝像機(jī)從0.0003~0.1LUX均有（若搭配紅外線，則均可達(dá)到0LUX）。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，照度能低到多少，不僅要看鏡頭的光圈大?。‵值），更要看是在什么條件限制下才能出現(xiàn)所標(biāo)示的LUX值，否則只是流于數(shù)字表面便無任何實(shí)際意義。以光圈大小（F值）而言，光圈愈大則其所代表的F值愈小，所需的照度愈低

　　最低照度

　　低照度攝像機(jī)最低照度的級別：

　　0.1Lux：暗光級

　　0.01Lux：月光級

　　0.001Lux及以下：星光級

　原理

　　可以在極其微弱的光照下工作的閉路電視攝像機(jī)。可以在低于正常視覺響應(yīng)的光照情況下工作的閉路電視系統(tǒng)。

　　照度是用Lux表示。0Lux表示在沒有光線情況下也能拍攝，一般攝像機(jī)大都在0Lux或者0.1Lux，照度值的大小是要看鏡頭的光圈大小（F值：F值為鏡頭焦距與光圈直徑的比值，比值越小，說明光圈越大，通光量越大），F(xiàn)值越小所需的照度越低。

　　攝像機(jī)從0.001Lux到1Lux的都有，眾說紛紜，當(dāng)Lux值在0.001的時(shí)候，基本已經(jīng)達(dá)到星光級照度。

　功能

　　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)，因此也無法定義在最低照度為何值可稱其為低照度攝像機(jī)。況且最低照度的數(shù)值與鏡頭的光圈大?。‵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)的最低照度。

　發(fā)展

　　低照度攝像機(jī)在市場的演進(jìn)簡單分為以下三步：白天彩色/晚上黑白（COLOR/MONO）；低速快門（SLOW/SHUTTER）及超感度攝像機(jī)（EXVIEW HAD）。

　　一白天彩色/晚上黑白（晝夜型攝像機(jī)COLOR/MONO）

　　此類攝像機(jī)在市場上仍有其特定的需求群，晝夜型（COLOR/MONO）攝像機(jī)是利用黑白圖像對紅外線感度較高的特點(diǎn)，在一定的光源條件，利用線路切換的方式將圖像由彩色轉(zhuǎn)為黑白，以便于搭配紅外線。在彩色/黑白線路轉(zhuǎn)換的技術(shù)演進(jìn)過程中，早期像PHILIPS（飛利浦）、IKEGAMI（池上）、日本JVC曾采用2顆SENSOR（1顆彩色、1顆黑白）共用一組電路再行切換，此類攝像機(jī)已采用單一CCD（彩色）設(shè)計(jì)，在白天或光源充足時(shí)為彩色攝像機(jī)，當(dāng)夜晚降臨或光源不足時(shí)（一般在1LUX～3LUX）即利用數(shù)字電路將彩色信號消除掉，成為黑白圖像，且為了搭配紅外線，亦拿掉了彩色攝像機(jī)不可缺的紅外線濾除器，此種作法雖可在夜晚達(dá)到“低照度”的目的，白天卻有圖像模糊，色彩不自然的缺點(diǎn)，并且攝像機(jī)的攝像距離會(huì)受到紅外燈照射距離的限制。然而，COLOR/MONO攝像機(jī)是否屬于“低照度”攝像機(jī)，仍相當(dāng)具爭議性，專家指出真正的“低照度攝像機(jī)”應(yīng)指攝像機(jī)本身（所采用的元件、技術(shù)）可達(dá)到的功能，而白天彩色/晚上黑白的攝像機(jī)因受限于CCD靈敏度，本身并無法改變，只是利用線路切換及搭配紅外光的方式將功能提升，不能算是低照度攝像機(jī)。

　　二低速快門（SLOW/SHUTTER）

　　此類攝像機(jī)又稱為（畫面）累積型攝像機(jī)，是利用電腦記憶體的技術(shù)，連續(xù)將幾個(gè)因光線不足而較顯模糊的畫面累積起來，成為一個(gè)圖像清晰的畫面，運(yùn)用SLOW SHUTTER技術(shù)降低攝像機(jī)照度至0.008LUX/F1.2（×128），并且畫面能夠累積的幀數(shù) （128幀）是屬于甚至包括進(jìn)口品牌在內(nèi)的領(lǐng)先水平。此類型低照度攝像機(jī)適用于禁止紅、紫外線破壞的博物館，夜間生物活動(dòng)觀察，夜間軍事海岸線監(jiān)視等，屬性較靜態(tài)場所的監(jiān)視。此類型的低照度攝像機(jī)，大多數(shù)為進(jìn)口品牌價(jià)格昂貴，且累積幀數(shù)少（32幀）。

　　三超感度攝像機(jī)（EXVIEW/HAD）

　　超感度攝像機(jī)（EXVIEW/HAD），又稱24小時(shí)攝像機(jī)，為98年全世界最熱門的機(jī)種，其彩色照度可達(dá)0.05LUX，黑白則可達(dá)0.003-0.001LUX（亦可搭配紅外線以達(dá) 0LUX）不僅能清晰的辯識圖像，更是實(shí)時(shí)連續(xù)的畫面。 此類型攝像機(jī)主要是采用SONY元件廠于97年所推出的EXVIEW/HAD/CCD（超感 CCD），其運(yùn)用專利技術(shù)將CCD每一像素的開口率提高，進(jìn)而達(dá)到更低照度的要求，由于該CCD的制造成本仍高，在99年統(tǒng)計(jì)時(shí)全球每個(gè)月的總量也還不到4000臺(tái)；相對的成品制造商要研發(fā)此類攝像機(jī)的技術(shù)門檻也較高。專業(yè)人士認(rèn)為若EXVIEW/HAD/CCD一旦普及，則此類攝像機(jī)將會(huì)是最具明日之星架勢的監(jiān)視攝像機(jī)。

　技術(shù)

　　攝像機(jī)中最為核心的部件為圖像傳感器CCD，即電荷藕合器件，而低照度攝像機(jī)的最低照度其實(shí)是CCD對環(huán)境光線的敏感程度，是正常成像所需最暗光線。而照度的單位是勒克斯(Lux)，數(shù)值越小，需要的光線越少，攝像機(jī)越靈敏。

　　目前市場應(yīng)用最多兩種CCD是日本索尼的SuperHADCCD和Ex-viewHADCCD。這兩者結(jié)構(gòu)中，在CCD的每個(gè)像素上都定位有OCL鏡頭，該鏡頭是使光線集中的拍攝感光區(qū)域，令感度提高。而ExviewHAD在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一大步，使OCL擁有接近零間隙結(jié)構(gòu)，有著更低的SmearLevels，其運(yùn)用專利技術(shù)將CCD每一像素的開口率提高，這令小孔累積層收到最大數(shù)量的光線，進(jìn)而達(dá)到更低照度的要求。采用Ex-viewHADCCD的攝像機(jī)，對外界光線的敏感程度會(huì)大大提高，其感度可以提高到普通攝像機(jī)的4倍。

　　同樣像素下CCD的尺寸越大其感光度越好，市場上監(jiān)控用攝像機(jī)的CCD的尺寸一般為1/4"和1/3"。當(dāng)然，影響攝像機(jī)低照度的還有以下幾個(gè)主要方面。

　　幀累積技術(shù)

　　1、DSS和Sense-up功能 在LG的Sony主芯片的老型號下主要是DSS(DigitalSlowShutter數(shù)字慢快門)，LGXDI的新型號下為Sense-up(低感度適應(yīng))。此類攝像機(jī)又稱為(畫面)累積型攝像機(jī)，其獲得低照度下圖像的方法是通過電荷單幀累積方式增加CCD在單幀圖像的曝光量，從而提高攝像機(jī)對單幀圖像的靈敏度。這種方式也可以獲得較低的照度指標(biāo)，但是需要降低圖像的連貫程度，所以選擇這種攝像機(jī)時(shí)要注意盡可能不要同云臺(tái)一起使用，否則會(huì)造成丟失畫面的現(xiàn)象。

　　2、幀累積下的噪點(diǎn)放大 幀累積獲得低照度同時(shí)會(huì)將噪點(diǎn)同時(shí)放大，如果配合降噪技術(shù)使用，圖像效果會(huì)更好，如LGXDI系列型號下的3D-DNR(三維數(shù)字降噪)功能，XDI通過DSS技術(shù)、3D-DNR技術(shù)、以及獨(dú)有的AGC控制機(jī)制，在低照度環(huán)境下不僅能使畫面變得更亮，并優(yōu)化移動(dòng)物體，降低噪聲，完美應(yīng)用于低照度下的監(jiān)控。

　　AGC(自動(dòng)增益) 相同環(huán)境下，攝像機(jī)最大增益越大，獲得的圖像也就越亮，測到的最低照度也就越低，LG測試最低照度規(guī)格時(shí)為AGC(自動(dòng)增益)打開狀態(tài)。

　　光圈 以光圈大小(F值)而言，光圈愈大則其所代表的F值愈小，所需的照度愈低。

　　雙濾光片技術(shù)

　　DAYMode彩色模式下的OLPF和NIGHTMode黑白模式下的DummyGlass的自動(dòng)切換。目的是在夜間接受更多的紅外光，提高最低照度;白天減少紅外光的采集，降低紅外光對彩色信號的干擾。采用ExviewHADCCD的攝像機(jī)，即使在非常暗的環(huán)境下，這種攝像機(jī)通?？梢钥吹饺搜劭床坏降奈矬w，這一技術(shù)的出現(xiàn)受到了監(jiān)控市場的歡迎，對各種光照環(huán)境下均可表現(xiàn)出最佳的效果，特別是配合專用的紅外照明設(shè)備，可以得到高清晰度的黑白圖像，實(shí)現(xiàn)零照度的監(jiān)控(完全無光的情況下)。在近紅外760mm-1100mm的近紅外區(qū)域，如果配合合適波長的紅外照明，就可以實(shí)現(xiàn)清晰的黑白圖像。

　應(yīng)用

　　特別適用于：銀行、學(xué)校、居民小區(qū)、公園、工業(yè)園、廠區(qū)、監(jiān)獄、圍墻、炸藥庫、港口、邊防、軍事基地、口岸、機(jī)場、石油化工和電信等多種微光場合。