主页（http://www.pttcn.net）：黑暗中的“火眼金睛”解读低照度摄像机
随着使用环境的迅速扩大和使用者日益多元化，摄像机应用场所对高清晰度、夜视功能也越来越注重。低照度摄像机的发展填补了传统摄像机无法在夜晚黑暗场所监控的空白，目前正受到厂家的关注和追捧??????
文/陈明
当今，大众对监控产品要求越来越高，不仅要实现全天候24小时监控，还要在照明条件不足的情况下呈现清晰的图像效果，普通摄像机早已无法满足市场这一需求。为适应市场需求的变化，各厂商争相发展通过CCD感光和帧累积方式来实现，只需借助外界微弱的星光即可实现较好的图像效果的低照度摄像机。
在红外夜视摄像机大行其道的今天，曾有人用“祖国山河一片‘红’”的局面来形容该产品目前在我国的普及状况。而作为与其具有相似特点——都是主要应用于夜晚较黑暗环境下的低照度摄像机市场表现情况又如何呢？
因为各自具有不同的特点，目前，低照度摄像机与红外摄像机，都稳居一方领地而一起统领夜间监控市场。红外摄像机因其可借助红外灯的补光办法，可在没有光源的情况下也能拍到图像，因而主要应用在一些夜晚不开灯的场所。而低照度摄像机在技术上的不断成熟，使其在夜间监控的表现也在不断改进，所以在一些对监控图像要求比较高的地方，比如“平安城市”中的道路、治安监控、高速公路、银行、厂区周界、机场、铁路、边防、博物馆、港口等大的系统里多数选用的还是低照度摄像机。其最主要原因就是这些场所都必须做到全天24小时监控，无论白天黑夜，尤其在夜晚灯光照明不足的情况下，低照度摄像机都能呈现图像较清晰的画面效果，因此成为这些重要场所的迫切选择。
由于市场上红外摄像机的监控距离普遍有限，且在白天工作时，还存在图像清晰度不够的问题。而低照度摄像机因其照度低、高清晰的优势，在这种市场大势所趋地影响下，低照度无疑已成为摄像机产品中一个重要的发展方向。曾有业内资深人士表示，虽然目前市场上都是一些专业的低照度摄像机，但在未来，所有的监控摄像机都将可能具备低照度功能。
照度值标准不一
在低照度摄像机的选择上，许多监控场所和用户都十分关注摄像机的低照度的关键性能，因此低照度作为摄像机的一项重要指标受到国内外各制造商的广泛重视。现在，市面上的多种类型摄像机产品，都在低照度指标上做了明确的标示。由于低照值越小，CCD的灵敏度就越高，所以现在市面上有很多厂家将低照度值标到10的负四次或负五次方。
据深圳市景阳数码技术有限公司技术工程师汪海涛指出，目前市场上标榜的低照度摄像机无论是国内厂商还是进口商，对低照度的定义众说纷纭，莫衷一是，彩色摄像机从0.0004Lux?1Lux，黑白摄像机从0.0003Lux?0.1Lux均有，这就是国内市场在CCTV产业的技术规格方面并无统一标准，而产生各说各话的情况。
而据JVC中国投资有限公司广州分公司技术工程师谭耀明表示，通常低于0.1Lux都能称为低照度，至于各厂家所标示的照度值，其测试方式、算法、环境不同所得出的结果都不一样，因此就算两个照度值相同的产品其成像效果还是会有不一样的。另外，照度值越低，对摄像机其它功能的影响就越大，比如照度越低，其信噪比就越大，最终成像效果并不会令人满意，所以在选择产品时一定要综合考虑，要选择产品质量好且功能稳定的产品，而并非一味追求低照度值。
综观所述，照度能低到多少，不仅要看镜头的光圈大小（F值），更要看是在什么条件限制下才能出现所标示的Lux值，否则这就只是流于数字的游戏罢了。以光圈大小（F值）而言，光圈愈大则其所代表的F值愈小，所需的照度愈低。另外，电子灵敏度是否提高，自动增益功能（AGC）是否要作调整，单一画面的累积帧数为多少？是否需要红外灯的辅助照明？等等都应了解清楚，才不致被规格所示的照度数值所混淆。
CBC中国集团CCTV部门经理梁立也表示，评判各种摄像机照度的指标一定要在同一的前提条件下才有可比性，其主要条件归纳于镜头的光圈孔径和摄像机视频输出信号的水平值，在上述条件同一的情况下，最低照度数据的比较才具有实际意义。
CCD、DSP两大技术主力
低照度摄像机在黑暗环境中的使用，有很多因素都会影响到摄像机的感光度，包括光圈、镜头质量、图像传感器（CCD或CMOS）的质量和大小、增益大小、曝光时间、图像处理方法等等。而实现低照度处理能力最关键则取决于CCD和DSP两大核心部件，前者决定低照度的成像效果，而后者决定画面质量是否高清晰、稳定。
在市场需求的推动下，超感CCD也受到了业界的广泛关注。目前CCD资源主要由日本企业垄断，国内摄像机厂家主要采用的是索尼的超感CCD，据专业人士介绍，目前索尼推出的CCD，它的感光能力至少是普通CCD的10-15倍，如果再搭配慢快门，则可以拍到非常清晰、实时、连续的画面。
CCD的尺寸大小对成像效果是有一定影响力的，可以说CCD的尺寸大小就是感光器件的面积大小，CCD像素数目越多、单一像素尺寸就越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低，收集到的图像就会越清晰。比如1/3寸的就比1/4寸的通光量要高50%左右，而1/2寸的通光量则能达到更好的效果（成像面积较大，光通量较大，光照度要求低）。
近些年来，CCD芯片厂家通过不断研究，使得CCD灵敏度得到了很大的提升，例如，索尼公司现已推出四代CCD，就有HAD、Super HAD、Exwave HAD，现在最新的叫Super Exwave。现在市场上用得最多的则是Super HAD、Exwave HAD这两种芯片，其中最有名的是Exwave HAD，很多人把它作为低照度CCD的通称。虽然索尼第四代Super Exwave CCD并未普及，但其强化了对夜间灵敏度的提升，也就是近红外光的灵敏度有超过50%的提升，可以适应更低的照度环境。
除此之外，DSP芯片的处理能力也是很关键的。如果本身环境中光线很暗的话，可以通过优良的DSP进行校正和优化，将信号放大到一个比较好的值。如此一来，摄像机的噪点及照度都会比较低，因而也能得到比较清晰的画面。
广州伟昊科技电子有限公司技术总监赵东表示，他们所代理的三星品牌在DSP解决方案技术中投入了大量的人力和物力进行研发，尤其是在DSP芯片的处理速度上，现在是越来越快了，而且在视频信号收集等方面也做了更多的改进。另外，基于DSP的功能越来越多的情况下，三星在07年新款低照度摄像机产品中还增加了“日夜两用菜单”功能，根据光线自动调整参数，解决以前白天图像颜色偏色，夜晚成像效果不够理想的状况。
(中国集群通信网 | 责任编辑：陈晓亮)
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