低照度攝像機

　簡介

　　低照度攝像機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。

　　技術規(guī)定

　　照度，即光照強度，是一種物理術語，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(xiàn)值越小所需的照度越低。

　　從彩色攝像機從0.0004LUX~1LUX，黑白攝像機從0.0003~0.1LUX均有（若搭配紅外線，則均可達到0LUX）。業(yè)內(nèi)人士認為，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)所標示的LUX值，否則只是流于數(shù)字表面便無任何實際意義。以光圈大?。‵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。可以在低于正常視覺響應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。

　　攝像機從0.001Lux到1Lux的都有，眾說紛紜，當Lux值在0.001的時候，基本已經(jīng)達到星光級照度。

　功能

　　顧名思義，低照度攝像機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，CCTV產(chǎn)業(yè)的技術規(guī)格方面對此并無統(tǒng)一標準，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。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）、紅外線開關狀態(tài)等條件均有關系，因此需要在相同測試條件下考察攝像機的最低照度。

　發(fā)展

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

　　一白天彩色/晚上黑白（晝夜型攝像機COLOR/MONO）

　　此類攝像機在市場上仍有其特定的需求群，晝夜型（COLOR/MONO）攝像機是利用黑白圖像對紅外線感度較高的特點，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)換的技術演進過程中，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，此類攝像機已采用單一CCD（彩色）設計，在白天或光源充足時為彩色攝像機，當夜晚降臨或光源不足時（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不可缺的紅外線濾除器，此種作法雖可在夜晚達到“低照度”的目的，白天卻有圖像模糊，色彩不自然的缺點，并且攝像機的攝像距離會受到紅外燈照射距離的限制。然而，COLOR/MONO攝像機是否屬于“低照度”攝像機，仍相當具爭議性，專家指出真正的“低照度攝像機”應指攝像機本身（所采用的元件、技術）可達到的功能，而白天彩色/晚上黑白的攝像機因受限于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。

　　二低速快門（SLOW/SHUTTER）

　　此類攝像機又稱為（畫面）累積型攝像機，是利用電腦記憶體的技術，連續(xù)將幾個因光線不足而較顯模糊的畫面累積起來，成為一個圖像清晰的畫面，運用SLOW SHUTTER技術降低攝像機照度至0.008LUX/F1.2（×128），并且畫面能夠累積的幀數(shù) （128幀）是屬于甚至包括進口品牌在內(nèi)的領先水平。此類型低照度攝像機適用于禁止紅、紫外線破壞的博物館，夜間生物活動觀察，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，大多數(shù)為進口品牌價格昂貴，且累積幀數(shù)少（32幀）。

　　三超感度攝像機（EXVIEW/HAD）

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

　技術

　　攝像機中最為核心的部件為圖像傳感器CCD，即電荷藕合器件，而低照度攝像機的最低照度其實是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，攝像機越靈敏。

　　目前市場應用最多兩種CCD是日本索尼的SuperHADCCD和Ex-viewHADCCD。這兩者結構中，在CCD的每個像素上都定位有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在此基礎上更進一大步，使OCL擁有接近零間隙結構，有著更低的SmearLevels，其運用專利技術將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，進而達到更低照度的要求。采用Ex-viewHADCCD的攝像機，對外界光線的敏感程度會大大提高，其感度可以提高到普通攝像機的4倍。

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

　　幀累積技術

　　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)。此類攝像機又稱為(畫面)累積型攝像機，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，但是需要降低圖像的連貫程度，所以選擇這種攝像機時要注意盡可能不要同云臺一起使用，否則會造成丟失畫面的現(xiàn)象。

　　2、幀累積下的噪點放大 幀累積獲得低照度同時會將噪點同時放大，如果配合降噪技術使用，圖像效果會更好，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、3D-DNR技術、以及獨有的AGC控制機制，在低照度環(huán)境下不僅能使畫面變得更亮，并優(yōu)化移動物體，降低噪聲，完美應用于低照度下的監(jiān)控。

　　AGC(自動增益) 相同環(huán)境下，攝像機最大增益越大，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)格時為AGC(自動增益)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

　　DAYMode彩色模式下的OLPF和NIGHTMode黑白模式下的DummyGlass的自動切換。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，即使在非常暗的環(huán)境下，這種攝像機通常可以看到人眼看不到的物體，這一技術的出現(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備，可以得到高清晰度的黑白圖像，實現(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，就可以實現(xiàn)清晰的黑白圖像。

　應用

　　特別適用于：銀行、學校、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、機場、石油化工和電信等多種微光場合。