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低照度摄像机画面要求
发布日期:2016/5/17 11:06:41 关注:

  低照度摄像机在市场上得到广泛应用,熟练的技术是为了提升低照度摄像机的画质(尤其是夜视效果),或改进镜头、调整传感器和开发新数字信号处理,或选择搭配增亮板卡、红外灯等。

  

低照度摄像机


  镜头文章大

  镜头是电视监控系统中必不可少的部件,镜头与摄像机的合适配合,可以将目标成像在摄像机的CCD靶面上。镜头的种类繁多,仅从焦距上分类,即可分为短焦距、中焦距、长焦距和变焦距镜头。据四川艾普视达数码科技有限公司市场部经理范清华介绍,由于镜头选择得合适与否,直接关系到摄像质量的优劣,因此,低照度摄像机在实际应用中必须注意合理选择镜头。否则,即使选用了超感度低照度摄像机,因为镜头选用不当,仍不能使超感度摄像机的低照功效发挥到极致。比如,镜头的F值就非常重要,因为越小的F值,将会使CCD感应到较多的光照,所以只有增大镜头的通光量,才能保证摄像机的感光度。再如Oncam公司特制的镜头可以让较长波长的光线进入,从而可以在夜晚保证视频的高质量。另外,索尼公司开发了一种独特的彩色滤光片技术,可以在昏暗的环境中捕捉到常规彩色滤光片两倍以上的光线。

  Effio-E方案

  作为低照度摄像机的两大技术主力,传感器和数字信号处理一直是厂商积极研究开发的着力点。在此方面,索尼一直走在行业的前列,除先后推出高性能的图像传感器SuperHADCCDⅡ(高性能正孔蓄积层传感器,能实现1000mV或高于1μm2的高灵敏度)和EXviewHADCCDⅡ(能实现1000mV或高于1μm2的灵敏度,并在近红外区域提高了红外光的效率)外,还取得了新的DSP技术进展——在2010年SONY推出了“Effio-E”(彩色高清晰数字处理技术)方案。

  什么是Effio?Effio意思是强大的功能和精细的图像处理器。它是索尼研发推出的一种信号处理器,可以实现摄像机的高分辨率,高信噪比和高质量色彩再现。

  “Effio-E”方案采用SONY最先进的CCD,配合最先进的SS-4数字处理技术。全新的超宽动态技术,应用范围更加广泛,并附有移动侦测,面部检测等功能,为低照度摄像机提供优秀画质。

  索尼的“Effio”数字信号处理器,可提供高解析画质、高信噪比和高色彩重现能力,支援NTSC规格的480K有效画素CCD,以及PAL规格的570K有效画素CCD。通过EffioDSP与新款CCD的搭配,能达到超过650条TVlines的解析度,相较于一般标准的摄影机,这样的方式能提供更清楚的影像画面,其颜色信号处理器能提供理想的颜色亮度及浓度平衡。

  Effio结合了2D及3D杂讯抑制信号处理器,能降低杂讯,即使拍摄移动中的目标物,也无损动态解析度。除此之外,Effio结合了周边电路设计,不仅能因此缩小摄像机体积,还能减少电力消耗。

  后自动聚焦

  多数固定焦距的低照度摄像机在白天的(可视光线)效果更好,因为焦距对波长较短的光线更敏感。

  晚上切换掉红外光滤波器,使近红外光进入的时候,摄像机就会因为较长的波长而失去焦点。

  松下、派尔高等公司已经开发了自动后聚焦(ABF)技术,在焦距转换之后,可以自动调整传感器的位置,保证低照度摄像机的夜视效果。从彩色模式转换到黑白模式时,具备(ABF)装置的摄像机在CCD位置上自动进行精确调焦,从而精确地实现后焦。这就解决了传统摄像机在取下IR滤光片后图像会变模糊的问题。

  另外,具有自动后焦调整功能的产品可以通过轻触单一按键进行自动后焦调整。当从彩色模式转换到黑白模式时,CCD位置会自动调整,以确保全天提供准确的聚焦。

  红外侦测锁定

  常规的日夜转换是感受外界可见光强度,当可见光低于预定值,则启动转换电路,控制滤光片动作,实现彩色到黑白的转换。在实际的低照度环境中使用发现,摄像机可能会受到外部环境的短暂影响而误判环境照度(如汽车大灯的照射)从黑白模式转换为彩色模式,但此时实际的环境照度仍然比较低,汽车驶过之后,摄像机将再次从彩色模式转回黑白模式,由此出现频繁日夜转换的现象,并影响监控效果,也降低了滤光片切换马达的寿命。

  目前,神州数码AMPON(安朋)推出了的一款低照度摄像机带有其自主研发的红外侦测锁定技术,即使是在夜间低照度情况下,也不会因某些短暂的强光干扰(例如车辆经过时大灯的光线)而频繁日夜切换,有利于保持监控的稳定性、画面连续性和提高产品的使用寿命。该摄像机能自动侦测红外光,只要红外灯开启,就能锁定在夜间模式,保障摄像机稳定工作。此外,这款摄像机具备彩色540线,黑白600线的水平清晰度,最低照度为彩色模式0.02Lux/黑白模式0.005Lux,能够有效满足用户夜间监控要求,捕捉高清晰画面。并配置自动增益、自动白平衡、逆光补偿等功能,使图像更真实、更亮丽,非常适用于“平安城市”项目、道路交通监控等需要24小时全天候监控的场所。

  与此同时,AMPON(安朋)在综合考虑各种技术的优缺点基础上,推出自行开发的超低照度技术—CDS低噪前级放大器。通过二次取样电路(CDS),可将放大器增益提升,创造出额外6dB的超低照度。

  3D+2D数字降噪

  另外,DSP对噪点的处理在提升低照摄像机画面质量上其关键作用,也是体现各厂家摄像机性能差异的一环。一般的低照度摄像机由于噪点过多,常常导致清晰度下降。三星低照度摄像机采用其自行研发的3D+2D数字降噪技术,处理静态画面时使用三维滤波,而动态时则使用二维滤波。处理完毕后再进行图像合并,出来的画面效果显得更加清晰和细腻。在降噪的处理上仍然可以通过画面取样的细分、处理算法的提升、自动增益细化等来改善低照度摄像机的效果。

  嵌入式彩色低照度增亮板卡

  传统摄像机受拍摄环境的影响较大,在环境光线较弱的情况下摄像画面变得昏暗不清,深圳睿思灵视讯科技有限公司研发出一种嵌入式低照度增亮板卡,该板卡可帮助摄像机显著提升画面的整体亮度和清晰度,避免因监控现场光线不足导致的监控盲区。另外,板卡可根据画面亮度进行自动实时调整,确保输出画面达到最优。

  板卡采用“视网膜模拟+局部特征识别+图像动态清晰化”技术,嵌入式设计,直接对镜头采集的视频数据进行处理,显著提升摄像头在低照度下的拍摄性能,从而使摄像头具有低照度摄像效果。从另一个角度来说,板卡也降低了实现低照度的成本。


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