低照度摄像机

　简介

　　低照度摄像机是指在较低光照度的条件下仍然可以摄取清晰图像的监控摄像机。

　　技术规定

　　照度，即光照强度，是一种物理术语，指单位面积上所接受可见光的能量。单位：勒克斯Lux，简作Lx。 安防行业所说的照度，用Lux表示。

　　0Lux表示在没有光线情况下也能拍摄，一般摄像机大都在0Lux或者0.1Lux，照度值的大小是要看镜头的光圈大小（F值），F值越小所需的照度越低。

　　从彩色摄像机从0.0004LUX~1LUX，黑白摄像机从0.0003~0.1LUX均有（若搭配红外线，则均可达到0LUX）。业内人士认为，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，否则只是流于数字表面便无任何实际意义。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

　　最低照度

　　低照度摄像机最低照度的级别：

　　0.1Lux：暗光级

　　0.01Lux：月光级

　　0.001Lux及以下：星光级

　原理

　　可以在极其微弱的光照下工作的闭路电视摄像机。可以在低于正常视觉响应的光照情况下工作的闭路电视系统。

　　照度是用Lux表示。0Lux表示在没有光线情况下也能拍摄，一般摄像机大都在0Lux或者0.1Lux，照度值的大小是要看镜头的光圈大小（F值：F值为镜头焦距与光圈直径的比值，比值越小，说明光圈越大，通光量越大），F值越小所需的照度越低。

　　摄像机从0.001Lux到1Lux的都有，众说纷纭，当Lux值在0.001的时候，基本已经达到星光级照度。

　功能

　　顾名思义，低照度摄像机是指在较低光照度的条件下仍然可以摄取清晰图像的摄像机，CCTV产业的技术规格方面对此并无统一标准，因此也无法定义在最低照度为何值可称其为低照度摄像机。况且最低照度的数值与镜头的光圈大小（F值）、电子灵敏度（ELECTRONIC、SENSITIVITY）、红外线开关状态等条件均有关系，因此需要在相同测试条件下考察摄像机的最低照度。

　发展

　　低照度摄像机在市场的演进简单分为以下三步：白天彩色/晚上黑白（COLOR/MONO）；低速快门（SLOW/SHUTTER）及超感度摄像机（EXVIEW HAD）。

　　一白天彩色/晚上黑白（昼夜型摄像机COLOR/MONO）

　　此类摄像机在市场上仍有其特定的需求群，昼夜型（COLOR/MONO）摄像机是利用黑白图像对红外线感度较高的特点，在一定的光源条件，利用线路切换的方式将图像由彩色转为黑白，以便于搭配红外线。在彩色/黑白线路转换的技术演进过程中，早期像PHILIPS（飞利浦）、IKEGAMI（池上）、日本JVC曾采用2颗SENSOR（1颗彩色、1颗黑白）共用一组电路再行切换，此类摄像机已采用单一CCD（彩色）设计，在白天或光源充足时为彩色摄像机，当夜晚降临或光源不足时（一般在1LUX～3LUX）即利用数字电路将彩色信号消除掉，成为黑白图像，且为了搭配红外线，亦拿掉了彩色摄像机不可缺的红外线滤除器，此种作法虽可在夜晚达到“低照度”的目的，白天却有图像模糊，色彩不自然的缺点，并且摄像机的摄像距离会受到红外灯照射距离的限制。然而，COLOR/MONO摄像机是否属于“低照度”摄像机，仍相当具争议性，专家指出真正的“低照度摄像机”应指摄像机本身（所采用的元件、技术）可达到的功能，而白天彩色/晚上黑白的摄像机因受限于CCD灵敏度，本身并无法改变，只是利用线路切换及搭配红外光的方式将功能提升，不能算是低照度摄像机。

　　二低速快门（SLOW/SHUTTER）

　　此类摄像机又称为（画面）累积型摄像机，是利用电脑记忆体的技术，连续将几个因光线不足而较显模糊的画面累积起来，成为一个图像清晰的画面，运用SLOW SHUTTER技术降低摄像机照度至0.008LUX/F1.2（×128），并且画面能够累积的帧数 （128帧）是属于甚至包括进口品牌在内的领先水平。此类型低照度摄像机适用于禁止红、紫外线破坏的博物馆，夜间生物活动观察，夜间军事海岸线监视等，属性较静态场所的监视。此类型的低照度摄像机，大多数为进口品牌价格昂贵，且累积帧数少（32帧）。

　　三超感度摄像机（EXVIEW/HAD）

　　超感度摄像机（EXVIEW/HAD），又称24小时摄像机，为98年全世界最热门的机种，其彩色照度可达0.05LUX，黑白则可达0.003-0.001LUX（亦可搭配红外线以达 0LUX）不仅能清晰的辩识图像，更是实时连续的画面。 此类型摄像机主要是采用SONY元件厂于97年所推出的EXVIEW/HAD/CCD（超感 CCD），其运用专利技术将CCD每一像素的开口率提高，进而达到更低照度的要求，由于该CCD的制造成本仍高，在99年统计时全球每个月的总量也还不到4000台；相对的成品制造商要研发此类摄像机的技术门槛也较高。专业人士认为若EXVIEW/HAD/CCD一旦普及，则此类摄像机将会是最具明日之星架势的监视摄像机。

　技术

　　摄像机中最为核心的部件为图像传感器CCD，即电荷藕合器件，而低照度摄像机的最低照度其实是CCD对环境光线的敏感程度，是正常成像所需最暗光线。而照度的单位是勒克斯(Lux)，数值越小，需要的光线越少，摄像机越灵敏。

　　目前市场应用最多两种CCD是日本索尼的SuperHADCCD和Ex-viewHADCCD。这两者结构中，在CCD的每个像素上都定位有OCL镜头，该镜头是使光线集中的拍摄感光区域，令感度提高。而ExviewHAD在此基础上更进一大步，使OCL拥有接近零间隙结构，有着更低的SmearLevels，其运用专利技术将CCD每一像素的开口率提高，这令小孔累积层收到最大数量的光线，进而达到更低照度的要求。采用Ex-viewHADCCD的摄像机，对外界光线的敏感程度会大大提高，其感度可以提高到普通摄像机的4倍。

　　同样像素下CCD的尺寸越大其感光度越好，市场上监控用摄像机的CCD的尺寸一般为1/4"和1/3"。当然，影响摄像机低照度的还有以下几个主要方面。

　　帧累积技术

　　1、DSS和Sense-up功能 在LG的Sony主芯片的老型号下主要是DSS(DigitalSlowShutter数字慢快门)，LGXDI的新型号下为Sense-up(低感度适应)。此类摄像机又称为(画面)累积型摄像机，其获得低照度下图像的方法是通过电荷单帧累积方式增加CCD在单帧图像的曝光量，从而提高摄像机对单帧图像的灵敏度。这种方式也可以获得较低的照度指标，但是需要降低图像的连贯程度，所以选择这种摄像机时要注意尽可能不要同云台一起使用，否则会造成丢失画面的现象。

　　2、帧累积下的噪点放大 帧累积获得低照度同时会将噪点同时放大，如果配合降噪技术使用，图像效果会更好，如LGXDI系列型号下的3D-DNR(三维数字降噪)功能，XDI通过DSS技术、3D-DNR技术、以及独有的AGC控制机制，在低照度环境下不仅能使画面变得更亮，并优化移动物体，降低噪声，完美应用于低照度下的监控。

　　AGC(自动增益) 相同环境下，摄像机最大增益越大，获得的图像也就越亮，测到的最低照度也就越低，LG测试最低照度规格时为AGC(自动增益)打开状态。

　　光圈 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。

　　双滤光片技术

　　DAYMode彩色模式下的OLPF和NIGHTMode黑白模式下的DummyGlass的自动切换。目的是在夜间接受更多的红外光，提高最低照度;白天减少红外光的采集，降低红外光对彩色信号的干扰。采用ExviewHADCCD的摄像机，即使在非常暗的环境下，这种摄像机通常可以看到人眼看不到的物体，这一技术的出现受到了监控市场的欢迎，对各种光照环境下均可表现出最佳的效果，特别是配合专用的红外照明设备，可以得到高清晰度的黑白图像，实现零照度的监控(完全无光的情况下)。在近红外760mm-1100mm的近红外区域，如果配合合适波长的红外照明，就可以实现清晰的黑白图像。

　应用

　　特别适用于：银行、学校、居民小区、公园、工业园、厂区、监狱、围墙、炸药库、港口、边防、军事基地、口岸、机场、石油化工和电信等多种微光场合。