低照度無“星光”,何以洞悉一切？

1、【】星光級(jí)：夜視下的低照競(jìng)爭(zhēng) 【趨勢(shì)】星光級(jí)：高清攝像機(jī)夜視低照度成為核心競(jìng)爭(zhēng)力星光級(jí)攝像機(jī)是指在星光環(huán)境下，無需任何外置的輔助廣源，也可以呈現(xiàn)出清晰的彩色圖像，衡量星光級(jí)的指標(biāo)是低照度的測(cè)試，在低照度的性能表現(xiàn)上，感光芯片的靶面面積是個(gè)重要決定性因素。在高清視頻監(jiān)控中，圖像像素增加，低照度性能隨之將會(huì)降低，目前隨著CMOS高清圖像傳感器在低照度技術(shù)方面的突破，?？谱钚峦瞥龅某驼斩取靶枪饧?jí)”系列攝像機(jī)已經(jīng)上市，并在智慧城市建設(shè)中初步得到推廣及運(yùn)用，產(chǎn)品實(shí)際效果完全超越普通高清攝像機(jī)的成像，特別是在夜視效果，以畫面清晰，無噪點(diǎn)，遠(yuǎn)景、近景層次感強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)得到甲方的一直好評(píng)。CPS中安網(wǎng) 星光級(jí)：

2、夜視下的低照競(jìng)爭(zhēng)日前，李克強(qiáng)總理在2015年政府工作報(bào)告中，提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃和發(fā)展智慧城市的目標(biāo)。智慧城市建設(shè)需要的是智能監(jiān)控。但智能分析的前提還是攝像機(jī)應(yīng)有清晰的畫面和良好的圖像表現(xiàn)。這樣的背景下就不僅要求具備高分辨率的監(jiān)控，同時(shí)要求在夜間能清晰還原低照環(huán)境下的圖像細(xì)節(jié)，從而保證全天候都能輸出優(yōu)質(zhì)的監(jiān)控效果。前期各地政府投資的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在夜晚光線較差的環(huán)境下總顯得力不從心，因此需要夜間不同環(huán)境下的圖像效果能跟上智慧城市建設(shè)的步伐。低照度下的攝像機(jī)表現(xiàn)，也因新品、技術(shù)處理問題，成為一大掣肘。時(shí)至今日，“星光級(jí)”的概念已出，夜視下的低照競(jìng)爭(zhēng)更趨激烈。一、從“覓光者”到“星光級(jí)”星光

3、級(jí)的前身應(yīng)該是安訊士的覓光者系列;在低照環(huán)境下表現(xiàn)優(yōu)異的攝像機(jī)其實(shí)都可以稱為星光級(jí)?！昂饬啃枪饧?jí)的指標(biāo)，客觀評(píng)分是相機(jī)低照度的測(cè)試，但是這種測(cè)試跟環(huán)境又息息相關(guān)。使用光圈、測(cè)試的手法都會(huì)影響到最終的測(cè)試呈現(xiàn)。歸根結(jié)底還是要看攝像機(jī)最終成像效果?！睋?jù)記者了解，安訊士幾年前重磅推出的“覓光者”其技術(shù)優(yōu)勢(shì)是高感光性、出色的圖像質(zhì)量、低噪點(diǎn)但細(xì)節(jié)豐富，以及低照度條件下更好的色彩重現(xiàn)。該項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)結(jié)合了傳感器、鏡頭以及視頻壓縮處理技術(shù)相結(jié)合的全新技術(shù)。各種因素(傳感器、鏡頭、內(nèi)部芯片開發(fā)和圖像處理知識(shí))的融合確保了采用此項(xiàng)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可實(shí)現(xiàn)最出色的性能。集成“覓光者”技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是低照度環(huán)境下

4、室內(nèi)和室外監(jiān)測(cè)的理想解決方案，特別是當(dāng)用戶要求提供彩色圖像以加強(qiáng)對(duì)監(jiān)控對(duì)象的辨認(rèn)和識(shí)別時(shí)，與普通的日夜兩用攝像機(jī)在黑暗環(huán)境下圖像轉(zhuǎn)換為黑白不同，集成了“覓光者”技術(shù)的攝像機(jī)即使在光線非常黑暗的環(huán)境下仍然可以提供彩色圖像。 在很多情況下，彩色圖像對(duì)于成功地識(shí)別監(jiān)控對(duì)象是非常重要的，這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)能夠有效的提升使用者識(shí)別人臉、車輛和意外事故的能力。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，與其相配套的安全監(jiān)控系統(tǒng)也愈加顯得重要，特別是對(duì)于在低照度環(huán)境下，依然可以保障監(jiān)控質(zhì)量的監(jiān)控設(shè)備也將成為發(fā)展的重點(diǎn)。二、大靶面sensor促成星光級(jí)走向現(xiàn)實(shí)在高清視頻監(jiān)控中，圖像像素的增加，低照性能隨之將會(huì)降低。目前隨著圖像傳感器在

5、低照技術(shù)方面的突破，截止2014年底，行業(yè)主流廠商均推出了超低照度“星光級(jí)”系列攝像機(jī)，并在智慧城市建設(shè)中初步得到推廣及應(yīng)用。星光級(jí)攝像機(jī)，顧名思義是指在星光環(huán)境下即使無任何外置輔助光源，也可顯示清晰的彩色圖像，其采用了超靈敏度圖像傳感器和獨(dú)有的電子倍增和噪點(diǎn)控制技術(shù)能夠極大地提高攝像機(jī)的靈敏度，并且具備24小時(shí)全彩色實(shí)時(shí)效果，絕無普通低照度攝像機(jī)出現(xiàn)的拖尾現(xiàn)象，以滿足對(duì)夜間高品質(zhì)監(jiān)控的需求，而且功耗小、圖像效果真實(shí)、不偏色。在星光級(jí)網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)7×24小時(shí)的試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，在漆黑的房間里用星光級(jí)攝像機(jī)拍攝的圖像不僅清晰，而且色彩逼真。宇視科技相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，“跟競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品來相比，公

6、司的產(chǎn)品和其他幾個(gè)大廠家的效果相差不大，只是看大家調(diào)試的手法。我們的優(yōu)勢(shì)主要是在噪點(diǎn)的壓制上。各個(gè)廠家對(duì)自己的產(chǎn)品定位也有一定差異?！钡驼斩缺O(jiān)控技術(shù)主要受鏡頭、圖像傳感器、后端圖像處理技術(shù)等因素的影響，要想取得較為理想的低照度監(jiān)控效果，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行提升：利用大光圈鏡頭有效提升進(jìn)光量，從而使攝像機(jī)獲得理想的低照度效果;選用大靶面?zhèn)鞲衅鳎嗤直媛实臄z像機(jī)，圖像傳感器靶面面積越大，則其單位像素進(jìn)光量就越大，抑制噪點(diǎn)能力越強(qiáng)，低照度拍攝時(shí)，成像畫質(zhì)也越好;改進(jìn)傳感器工藝，比如背照傳感器通過改善傳統(tǒng)CMOS感光元件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，讓感光層的元件調(diào)轉(zhuǎn)方向，光能從背面直射進(jìn)去，避免了在傳統(tǒng)傳感器結(jié)構(gòu)中

7、，光線會(huì)受到微透鏡和光電二極管之間的電路和晶體管的影響，從而顯著提高光的效能，大大改善低光照條件下的拍攝效果;良好的圖像處理技術(shù)，采用3D降噪的攝像機(jī)，圖像噪點(diǎn)會(huì)明顯減少，圖像會(huì)更加清晰透徹，從而顯示出比較純凈細(xì)膩的畫面;增加補(bǔ)光設(shè)備，低照度攝像機(jī)，比如星光級(jí)槍機(jī)，能在微光環(huán)境下正常工作，但有些場(chǎng)景，也可通過增加白光補(bǔ)光的方式來提升其監(jiān)控效果。記者在景陽科技了解到，順應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展需求，公司目前已完成星光級(jí)槍機(jī)、球機(jī)的開發(fā)，其圖像效果、優(yōu)異的性能、良好的體驗(yàn)感在智慧城市中應(yīng)用中得到用戶的高度認(rèn)可。據(jù)景陽科技產(chǎn)品經(jīng)理胡宗進(jìn)介紹，“目前主流的星光級(jí)攝像機(jī)方案為索尼185該芯片的核心還是其SENSOR

8、靶面很大。因?yàn)樘嵘泄舛?，最直接就是提高物力尺寸。?.9寸分之一和2.8分之一相隔整整一個(gè)尺寸?！比?、特殊產(chǎn)品特殊應(yīng)用胡宗進(jìn)表示，索尼星光級(jí)攝像機(jī)圖像傳感器的價(jià)格當(dāng)前還較為昂貴，高高在上的價(jià)格因素也成為影響其應(yīng)用的重要原因。記者了解到，在“平安城市”項(xiàng)目、金融、文博、酒店、寫字樓、住宅小區(qū)、平安村居、校園、港口、高速公路、街道等場(chǎng)合，對(duì)攝像機(jī)性能要求比較高，由于常規(guī)型攝像機(jī)難以滿足24小時(shí)連續(xù)監(jiān)控的需求，所以低照度攝像機(jī)成為首要選擇。這些應(yīng)用中，例如“平安城市”項(xiàng)目，夜間光照不足，又不可能大規(guī)模安裝補(bǔ)光照明設(shè)施，在這樣的情況下，要得到較好的監(jiān)控效果，就需要安裝高品質(zhì)的低照度攝像機(jī)，既能保證監(jiān)

9、控效果，又能簡(jiǎn)化系統(tǒng)構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)較好的可靠性和較低的成本。除了上述這些傳統(tǒng)的監(jiān)控領(lǐng)域，在森林、醫(yī)院等一般也會(huì)安裝低照度攝像機(jī)，這些場(chǎng)合環(huán)境光照不理想，又不宜外加光源。例如醫(yī)院，為了保證病人休息，不方便通過補(bǔ)光等方式來提高環(huán)境照度，就只能在攝像機(jī)性能上想辦法，所以需要安裝低照度攝像。還有一些場(chǎng)所沒有條件加光源，也需要使用低照度攝像機(jī)。例如一些工地、油田、廠區(qū)、貨場(chǎng)等室外場(chǎng)所，監(jiān)控面積大，又往往沒有路燈，這種情況下，采用普通攝像機(jī)就不能保證監(jiān)控效果，也需要采用高性能的低照度攝像機(jī)，才能保證有效的監(jiān)控效果。與此同時(shí)，星光級(jí)攝像機(jī)與激光攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)的比較優(yōu)勢(shì)，也是促成其專業(yè)應(yīng)用的重要原因。紅外與激

10、光攝像機(jī)在外界無需任何輔助光源的情況下即可得到較清晰的圖像，因此它們被較多地使用在夜晚無燈的區(qū)域。而基于其整體價(jià)格相對(duì)較低等優(yōu)勢(shì)，使得紅外攝像機(jī)在近年來所占據(jù)的市場(chǎng)份額也呈直線上升趨勢(shì)。但紅外與激光攝像機(jī)目前仍存在一些缺陷，如色彩為黑白、能耗大、散熱不佳、紅外攝像機(jī)照射距離有限、照射范圍不廣等等。而低照度攝像機(jī)是近年來隨著半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展而推出的監(jiān)控行業(yè)的熱點(diǎn)產(chǎn)品。周陽獨(dú)家點(diǎn)評(píng)2:低照度攝像機(jī)和紅外攝像機(jī)都適合夜間監(jiān)控,低照度攝像機(jī)主要用于在微光的環(huán)境中監(jiān)控;紅外攝像機(jī)則可以用在完全無光的環(huán)境.紅外攝像機(jī)相對(duì)價(jià)格低,但目前存在一些缺陷,如衰減、散熱等.低照度監(jiān)控效果的提升方式:1.利用大光圈鏡頭

11、2.選用大靶面?zhèn)鞲衅?.改進(jìn)傳感器工藝4.良好的圖像處理技術(shù).低照度衡量標(biāo)準(zhǔn)可以從亮度、黑電平、信噪比、分辨率四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)【產(chǎn)品分析】低照度無“星光”，何以洞悉一切？ 2014-09-23 ?？?海科 ?？?超低照度攝像機(jī)通常指感光度較好的攝像機(jī)，只需要一點(diǎn)點(diǎn)光，就可以呈現(xiàn)比較明亮的圖像。而星光級(jí)超低照度攝像機(jī)是目前在夜晚監(jiān)控中效果最好的一類攝像機(jī)，因其出色的夜晚成像效果，廣泛應(yīng)用于“平安城市”、“平安鄉(xiāng)鎮(zhèn)”、交通、金融、高檔樓宇、住宅小區(qū)、校園、港口等對(duì)攝像機(jī)低照度性能要求比較高但又不宜外加補(bǔ)光設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境中。 近年來隨著“平安城市”項(xiàng)目的不斷增多，攝像機(jī)夜晚低照度的效果也越來越多地受

12、到人們的關(guān)注。夜間畫面是不是夠亮，能不能看清車牌，已經(jīng)成為評(píng)判一款攝像機(jī)效果好壞最重要的指標(biāo)之一。因此，很多“星光級(jí)”超低照度攝像機(jī)紛紛涌現(xiàn)出來，成為“平安城市”視頻監(jiān)控系統(tǒng)炙手可熱的機(jī)型之一。海科視達(dá)夜視王攝像機(jī)因其專注于夜視效果，夜視清晰無噪點(diǎn)的特點(diǎn)，在一些重要場(chǎng)所的應(yīng)用，得到客戶廣泛好評(píng)那么，究竟什么樣的攝像機(jī)才能被稱為“星光級(jí)”?它到底有哪些關(guān)鍵的技術(shù)?可以實(shí)現(xiàn)怎樣的監(jiān)控效果呢?何為星光級(jí)超低照度照度是指單位面積上接收到可見光的光通量，通常以Lux為單位。在監(jiān)控行業(yè)，通常用“最低照度”值來表示攝像機(jī)的感光度或靈敏度，簡(jiǎn)單來說，這個(gè)值可以用來標(biāo)稱攝像機(jī)在多黑的條件下還可以看到可用的圖像。

13、在全黑的房間里，用攝像機(jī)對(duì)著被測(cè)物，然后將燈光慢慢調(diào)暗，直到在顯示器上看不清被測(cè)物為止，此時(shí)照度計(jì)上顯示的照度值，便是該攝像機(jī)的最低照度值。根據(jù)攝像機(jī)的不同照度值，可以對(duì)它們進(jìn)行分類。以攝像機(jī)正常工作照度范圍劃分為普通型，其最低照度值在0.1-1Lux間;月光型，其最低照度值在0.01Lux左右;而星光型就需要達(dá)到0.001 Lux以下了。在同樣的光照條件下，與普通照度的攝像機(jī)相比，星光級(jí)超低照度攝像機(jī)可以呈現(xiàn)更加明亮的圖像(圖1)，在0.1Lux光照下，左邊為普通照度攝像機(jī)的監(jiān)視效果，右邊為星光級(jí)超低照度攝像機(jī)所呈像的效果。另外，如果不從效果上進(jìn)行考察，而是從參數(shù)上對(duì)攝像機(jī)的最低照度值進(jìn)行考

14、察，還需要看這個(gè)指標(biāo)是在什么樣的條件下測(cè)得的。以槍型攝像機(jī)為例，槍機(jī)最低照度值的完整表述方式通常是：彩色0.01Lux(F1.2，50IRE，AGC ON);黑白0.001Lux(F1.2，50IRE，AGC ON)。首先，有彩色和黑白兩種模式下的照度值，黑白模式下攝像機(jī)靈敏度會(huì)更高，因此最低照度通常要比彩色模式下低一個(gè)數(shù)量級(jí);其次，還需注意攝像機(jī)所使用鏡頭的F值、視頻信號(hào)測(cè)量點(diǎn)評(píng)值、AGC的狀態(tài)，只有當(dāng)這些條件相同時(shí)，比較兩個(gè)攝像機(jī)的低照度的值才有意義;最后，還需注意的一點(diǎn)是當(dāng)紅外攝像機(jī)開啟紅外燈時(shí)，通常認(rèn)為它的照度值是0Lux。選擇星光級(jí)攝像機(jī)的理由夜間監(jiān)控?cái)z像機(jī)主要分為紅外攝像機(jī)、熱成像

15、攝像機(jī)及超低照度攝像機(jī)三種類型。這三類攝像機(jī)因各自不同的成像原理，可應(yīng)用于不同的監(jiān)控環(huán)境中。紅外攝像機(jī)當(dāng)環(huán)境光線暗到一定程度時(shí)，紅外攝像機(jī)會(huì)自動(dòng)開啟自帶的紅外燈，通過主動(dòng)發(fā)射紅外光，照亮監(jiān)控目標(biāo)，再通過采集反射回來的紅外光，從而生成圖像，是一種主動(dòng)式紅外。這時(shí)我們所看到的是由紅外線反射所成的影像，而不是可見光反射所成的影像，這樣就可以拍攝到黑暗環(huán)境下肉眼看不到的物體，也就是人們常說的可以達(dá)到0Lux的照度值。圖2就是普通攝像機(jī)和紅外攝像機(jī)在無光環(huán)境且距離為50米下的監(jiān)控效果對(duì)比。因此，如果是比較空曠的環(huán)境，紅外燈沒有可反射的物體，這樣圖像的顯示效果就不會(huì)很好了。對(duì)紅外攝像機(jī)來說，紅外燈的壽命是

16、用戶普遍比較關(guān)注的問題。而溫度過高是導(dǎo)致紅外燈失效的主要因素之一，有研究表明，溫度每降低10，紅外燈的壽命可延長(zhǎng)1年。因此，紅外燈電路的散熱設(shè)計(jì)、功率大小都至關(guān)重要，尤其是遠(yuǎn)距離紅外，距離越遠(yuǎn)，紅外燈的功率越高，發(fā)熱量也會(huì)越大，當(dāng)溫度高到一定程度，甚至?xí)绊懙綌z像機(jī)圖像傳感器的效果。這是紅外攝像機(jī)存在的主要問題。?？埔曔_(dá)夜視王攝像機(jī)因其采用的超低照度的芯片，搭配的是低功耗紅外燈，功耗低，熱量小，整機(jī)穩(wěn)定性和使用壽命都能得到保證。普通攝像機(jī)和紅外攝像機(jī)在無光環(huán)境監(jiān)控效果對(duì)比如何改善攝像機(jī)在夜間的監(jiān)控效果要提升攝像機(jī)夜間監(jiān)控圖像的亮度，除了外加紅外燈或白光燈補(bǔ)光之外，還可以通過調(diào)節(jié)攝像機(jī)自身的一些

17、硬件或參數(shù)設(shè)置來進(jìn)行提升。采用靈敏度高的圖像傳感器及鏡頭這是通過硬件改善的方式來提升攝像機(jī)在低照度環(huán)境下的夜視效果。鏡頭作為攝像機(jī)的重要組成部分，其是光線進(jìn)入攝像機(jī)的第一道“關(guān)卡”， 其攝取光線的多少直接決定了成像的清晰度。而通常用“進(jìn)光量”的大小來衡量鏡頭對(duì)光線的攝取能力，鏡頭的進(jìn)光量可以用F值(光闌系數(shù))表示。F值=f(鏡頭焦距)/D(鏡頭的有效光圈口徑)，它與口徑成反比，與焦距成正比。在焦距相同的條件下，選擇光圈口徑越大的鏡頭，鏡頭進(jìn)光量就越大，也就是需要選擇F值越小的鏡頭。常見鏡頭的光闌系數(shù)有F1.2、F1.4等。圖像傳感器是光線進(jìn)入攝像機(jī)的第二道“關(guān)卡”，從鏡頭透進(jìn)的光線會(huì)在這里轉(zhuǎn)化

18、成電信號(hào)。目前主流的傳感器有CCD和CMOS兩種，CCD的制造工藝較為復(fù)雜且技術(shù)壟斷在幾個(gè)日系廠家手中，成本較高，其在靈敏度及信噪處理等方面的表現(xiàn)優(yōu)于CMOS，而CMOS則具有低成本、低功耗以及高整合度的特點(diǎn)。但隨著CMOS技術(shù)的不斷發(fā)展，CCD和CMOS之間的差距正在逐漸減小，新一代的CMOS已經(jīng)極大地改善了在靈敏度方面的不足，成為高清攝像機(jī)領(lǐng)域的主流，現(xiàn)在市面上的星光級(jí)超低照度網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)基本上采用的都是高靈敏度的CMOS傳感器。另外，傳感器的尺寸大小也會(huì)影響其低照度效果，在同樣的光照條件下，尺寸越小，像素越高的攝像機(jī)低照度效果越差。提高幀累積、增益，增加曝光時(shí)間這是通過調(diào)節(jié)攝像機(jī)的參數(shù)來提升圖像亮度的方法。幀累積或者慢快門功能，可以持續(xù)像素中的光電荷轉(zhuǎn)換，從而延長(zhǎng)曝光時(shí)間，提升圖像畫面亮度，因此打開慢快門功能時(shí)，輸出的圖像不是實(shí)時(shí)圖像，而是通過犧牲圖像的實(shí)時(shí)性，來提升低光照?qǐng)龊舷?/p>