安防行业中,低照度摄像机扮演了极其重要的角色,由于传统的摄像机无法满足全天候的监控,所以低照度摄像机就担当起了全天候监控的重任。那么,低照度摄像机到底是如何工作呢?它又有着传统摄像机哪些无法比拟的优点呢?看看这篇文章的解析。
摄像机的低照度指标是评价摄像机灵敏度的参数,该数字越小摄像机灵敏度越高,低照度性能也越好,上面讲到的0.1Lux(F1.2,AGCON,30IRE),不仅仅有“0.1Lux”这个照度指标,而且还有附加限制条件:F1.2、AGCON、30IRE,为什么要有这些限制条件呢?就是为了保证对摄像机成像效果评判的公正性、一致性和有效性。
F1.2表示摄像机达到低照度时,其要求镜头光通量的大小(F值,光通量,以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量,F值越小,光圈越大,到达CCD的光通量就越大。所以在焦距f相同的情况下,F值越小,表示镜头越好)。
AGCON表示摄像机自动增益开启时的状态。
30IRE表示摄像机的视频输出在监视器上达到最低等级图质(标准图像是100IRE或者700毫伏;30IRE时为210毫伏,即最底等级,比30IRE再低是无用图像)。除了这里明确写出的限制条件,实际上,还有一个隐含的条件,即摄像机的电子快门,是默认的1/50s(在PAL制式下),因为只有在这些条件下,作出的评判才具有可比性和公正性。
经常可在一些摄像机的技术指标上,只看到一个“0.0001lux”的字样,低照度值写得很低,但是后面的附加条件一个也没有,所以实际上不清楚该摄像机是否真正的低照度,或许只是虚假的宣传而已。
低照度摄像机的发展主要集中在产品性能、产品功能这两个方面。
产品性能的提升,主要依靠更优秀的感光器件,例如SONY的SuperHADIICCD,其次是采用更优秀的DSP技术,通过DSP的信号优化、图像降噪、整机灵敏度提升来实现摄像机性能的跨越。
产品功能则更多是结合实际需求来实现:
例如在实际中发现彩转黑之后容易虚焦,所以引入自动后焦调节(ABF技术)、步进电机驱动的ICR双滤光片技术(一块滤光片负责滤除红外光,另一块负责光学补偿)。
又如低照度摄像机和红外灯协同工作时,容易出现频繁日夜切换等问题,所以AMPON开发了红外侦测锁定技术,还有一些厂家开发了光敏开关测光技术等等,来保障彩转黑摄像机转换性能的稳定。
低照度摄像机提升效果最合理的做法,是用硬件来提升产品性能,例如通过在CCD、DSP方面的努力,实打实地提升低照度效果。而对于延长曝光时间(慢快门)或称帧累积技术来提升低照度效果的方法,往往会带来不理想的效果。如采用慢快门,由于曝光时间延长,使画面亮度提升,看起来是提高了低照度效果,实际上拍摄到的图像细节模糊不清,所以延长曝光时间的做法,是不可取的。有些产品把出厂的默认亮度值提高到120IRE(大于标准值100IRE、700毫伏),常常是夜间亮度好,白天曝光过度,监控质量变差。
最后要说的就是数字降噪,这是一种很有效的抑制噪点的方式,就是通过数字处理,可以降低杂波,突出想要的监控信息主体,摄像机性能将有很大提升。
低照度摄像机对其重要的配套器件----镜头有较高的要求,例如优质的镜头,其F值能做得较小,即通光量较大;又如彩转黑摄像机需要采用感应红外镜头,它最大的优势是白天和夜间聚焦一致,不会出现彩转黑虚焦的情况。这是因为它采用了非球面镜片和特殊的玻璃材质,所以能消除聚焦误差,实现日夜聚焦一致,而这个性能,对于彩转黑摄像机至关重要。
编后语
低照度摄像机在光照较暗的情况下(低照度)仍然可以获得比较清晰图像的摄像机。一般在安防行业中,认为照度指标低于0.1Lux(F1.2,AGCON,30IRE)的摄像机,就可以称作为低照度摄像机。随着“平安城市”的建设,像项目、金融、酒店、写字楼、住宅小区、平安村居、校园、港口、高速公路、街道等安防监控场合,对摄像机的性能要求越来越高,由于常规型摄像机难以满足24小时连续监控的需求,低照度摄像机成为24小时监控的首要选择,相信低照度摄像机在不久以后将会大力发挥它的优势。