隨著近年來(lái)夜間監(jiān)控市場(chǎng)的增長(zhǎng)，帶有夜視功能的攝像機(jī)也成了工程商選購(gòu)的熱點(diǎn)。據(jù)AS在今年3月份所做的調(diào)查資料顯示，2005年紅外與日夜兩用攝像機(jī)的采購(gòu)量預(yù)測(cè)分別為62％和61％。如此大規(guī)模的應(yīng)用，那么，目前夜視攝像機(jī)在夜間監(jiān)控的表現(xiàn)如何？
由于夜幕的掩護(hù)，夜間往往是犯罪分子活動(dòng)的“猖獗期”，因此，夜視功能攝像機(jī)自從一出道之日，便受到市場(chǎng)的青睞。特別是近幾年來(lái)在很多重點(diǎn)場(chǎng)所，如銀行金庫(kù)、大型工廠、電站的電纜廊道、大型倉(cāng)庫(kù)等，先后都裝上了夜視功能攝像機(jī)，以達(dá)到“24小時(shí)全天候的監(jiān)控”。這些領(lǐng)域的興起，使得
夜視攝像機(jī)在2005年出現(xiàn)了良好的增長(zhǎng)勢(shì)頭。\r\n\r\n因?yàn)楦髯跃哂胁煌奶攸c(diǎn)，目前，日夜兩用與紅外攝像機(jī)，都穩(wěn)居一方領(lǐng)地而一起統(tǒng)領(lǐng)夜間監(jiān)控市場(chǎng)。據(jù)南京的工程商王普雨介紹，紅外攝像機(jī)因其在沒(méi)有光源的情況下也能拍攝到圖像，因而主要應(yīng)用在一些晚間不開(kāi)燈的大廈辦公大樓、財(cái)務(wù)室或不允許有光源的倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)所。而日夜攝像機(jī)因其在市場(chǎng)成長(zhǎng)多年，技術(shù)也日趨成熟，并且近年來(lái)，日夜兩用攝像機(jī)在夜間監(jiān)控的表現(xiàn)上也在不斷改進(jìn)，例如低照度、畫面清晰度等。所以在一些對(duì)監(jiān)控圖像要求比較高的地方，如目前正火熱的平安城市道路或治安監(jiān)控、高速公路、銀行、廠區(qū)周界、機(jī)場(chǎng)等大的系統(tǒng)里大多選用的還是日夜兩用攝像機(jī)。\r\n\r\n不過(guò)這兩種攝像機(jī)如今都還存在著極需改進(jìn)的地方。據(jù)西安欣海安的工程商張家勇分析，現(xiàn)在市場(chǎng)上一般的紅外攝像機(jī)的距離都很有限；另外，紅外攝像機(jī)在白天工作時(shí)，還存在圖像清晰度不夠的問(wèn)題。\r\n\r\n針對(duì)這些現(xiàn)象，JVC安防市場(chǎng)部主管張智勇解釋說(shuō)，要加大紅外攝像機(jī)的距離，勢(shì)必要加大紅外燈功率，由于紅外燈的散熱處理以及設(shè)計(jì)都是一個(gè)極其復(fù)雜的工藝，稍有設(shè)計(jì)不好或取材不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致紅外燈及整機(jī)的使用壽命不夠，這也是很多紅外線攝像機(jī)廠家現(xiàn)階段正在攻克的重點(diǎn)。另外，紅外攝像機(jī)由于受到機(jī)芯分析處理能力的限制，也影響了圖像的清晰度，而要提高這些處理能力，將會(huì)對(duì)機(jī)芯及其他部件的要求更高，因而會(huì)帶來(lái)高昂的成本。\r\n\r\n除此之外，張智勇還指出，目前大多數(shù)槍型紅外攝像機(jī)還不能做到自動(dòng)變焦，以致于很多監(jiān)控人員為了減少頻繁的調(diào)整焦距，故將焦距折中到一個(gè)固定的點(diǎn)上；但在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，由于光線條件的不斷變化，因而也會(huì)影響到成像的效果。\r\n\r\n那么，針對(duì)用戶關(guān)注的另一種夜視攝像機(jī)——日夜兩用攝像機(jī)來(lái)說(shuō)，當(dāng)前有哪些地方正在改進(jìn)中呢？以下將對(duì)此作重點(diǎn)分析。
更低的照度
為了在較低的光線條件下也能得到很好的畫面，低照度是日夜兩用攝像機(jī)廠家開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。因?yàn)楹诎讛z像機(jī)比彩色攝像機(jī)具有更高的靈敏度，可以在較暗的環(huán)境里獲得不錯(cuò)的圖像。因此，日夜兩用攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)低照度的第一步就是“彩轉(zhuǎn)黑”。 在一定的光源條件下，攝像機(jī)線路切換的方式將圖像由彩色轉(zhuǎn)為黑白，這也就是我們所說(shuō)的彩轉(zhuǎn)黑日夜兩用攝像機(jī)——在白天或光源充足時(shí)為彩色攝像機(jī)，當(dāng)夜晚降臨或光源不足時(shí)即利用數(shù)位電路將彩色信號(hào)消除掉，成為黑白影像。
由于照度值越小，CCD的靈敏度就越高，所以現(xiàn)在市面上有很多廠家將低照度值標(biāo)到10的負(fù)四次或負(fù)五次方，對(duì)于這一現(xiàn)象，廣州偉昊技術(shù)部的工程師萬(wàn)云峰指出：“這些并不是最正確的衡量指標(biāo)，因?yàn)橐_(dá)到這么低的值，其前提是在攝像機(jī)將快門速度打到非常慢的情況下，這不是一種通常用的狀態(tài)，所以是一個(gè)不公平的對(duì)比。如果要做到低照度對(duì)比的話，首先要各攝像機(jī)基于同一種鏡頭參數(shù)，另外IR的值與F值一定要在一致的情況下，并且不啟動(dòng)慢快門，如此體現(xiàn)出來(lái)的低照度才是一個(gè)最合理的值。”
所以對(duì)于廣大工程商來(lái)說(shuō)，參考攝像機(jī)低照度值的話，不可單一地去看數(shù)字，而要綜合其他性能指標(biāo)的狀態(tài)。PELCO的技術(shù)部經(jīng)理閆毅也指出，日夜兩用攝像機(jī)的低照度水平如果能做到10的負(fù)二次方，已經(jīng)是不錯(cuò)的水平，而且在現(xiàn)實(shí)中也夠用，也就是說(shuō)只要在有可見(jiàn)光源的情況下，哪怕是較暗的月光、晚上路燈光等，這種低照度的攝像機(jī)都能滿足監(jiān)控要求。
目前，各主流廠家實(shí)現(xiàn)低照度的技術(shù)主要有三種，一是采用超感CCD；第二是采用移除或改進(jìn)紅外濾光片的方法；第三是利用慢快門技術(shù)。廣州偉昊的萬(wàn)云峰分析說(shuō)，如果將這三種技術(shù)容為一體的日夜兩用攝像機(jī)，應(yīng)該可以說(shuō)是一臺(tái)出色的攝像機(jī)。
超感CCD
日夜兩用攝像機(jī)低照度的處理能力取決于兩大核心部件：CCD和DSP。由于攝像機(jī)CCD本身具有感應(yīng)紅外光的功能，當(dāng)紅外濾光片關(guān)掉時(shí)，不再阻擋紅外線進(jìn)入CCD，紅外線經(jīng)物體反射后進(jìn)入鏡頭進(jìn)行成像。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(jiàn)光反射所成的影像，即此時(shí)可拍攝到黑暗環(huán)境下肉眼看不到的影像。而如果CCD感光能力不好或者感光面積不夠的話，肯定是達(dá)不到一個(gè)很好的夜視效果。
目前，市場(chǎng)上主要采用的是索尼的超感CCD，據(jù)專業(yè)人士介紹，它的感光能力是普通CCD的6到10倍，其彩色照度可達(dá)0.05LUX，黑白則可達(dá)0.003-0.001LUX（亦可搭配紅外線以達(dá) 0LUX）。由于CCD具有很強(qiáng)的感光能力，所以不用搭配慢快門，即便在夜間也能拍到清晰、實(shí)時(shí)、連續(xù)的畫面。
除此之外，DSP電路的處理也是很關(guān)鍵的，如果本身環(huán)境中光線很暗的話，可以通過(guò)優(yōu)良的DSP進(jìn)行校正和優(yōu)化，將信號(hào)放大到一個(gè)比較好的值。如此一來(lái)，攝像機(jī)的噪點(diǎn)及照度都會(huì)比較低，因而也能得到比較清晰的畫面。例如松下今年新推出的一款WV-CL920A系列產(chǎn)品中，就增加了帶近紅外特性的CCD及新的數(shù)字信號(hào)處理器，在幾乎沒(méi)有光線的情況下，仍然可以利用近紅外線實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。
不過(guò)，具有上述功能的產(chǎn)品目前還沒(méi)有形成主流趨勢(shì)，究其最主要的原因是，當(dāng)前這種CCD及DSP的價(jià)格都比較昂貴、技術(shù)難度還比較高，因而生產(chǎn)此種產(chǎn)品的廠家還主要是以國(guó)外的大型廠商為主。
紅外濾光片
一般的攝像機(jī)在白天光線強(qiáng)時(shí)，為了避免紅外光以及紫外線對(duì)彩色圖像的影響，都會(huì)帶有一個(gè)紅外濾光片來(lái)過(guò)濾這些光源。據(jù)JVC專業(yè)項(xiàng)目部總工程師張智勇介紹，在色譜上紅外光線比一般的光線波長(zhǎng)要長(zhǎng)，要通過(guò)紅外濾光片才能將其校正；在白天彩色模式狀態(tài)下，如果紅外濾光片切換沒(méi)有開(kāi)啟的話，彩色圖像就會(huì)造成嚴(yán)重的偏色；而在晚上紅外濾光片沒(méi)有移去，CCD就不能感應(yīng)到紅外光，而拍攝不到暗中的畫面。
如此一來(lái)，如果要實(shí)現(xiàn)日夜兩用，攝像機(jī)的紅外濾光片就需要能夠依光線的明暗而自動(dòng)切換。于是制造廠家們經(jīng)過(guò)電路控制、軟件設(shè)計(jì)等，讓濾光片能夠在白天開(kāi)啟，晚上關(guān)掉，從而不論是在白天（彩色）或晚間（黑白）的情況下，攝像機(jī)都能得到良好質(zhì)量的圖像。
不少專業(yè)人士指出，這雖然是一個(gè)機(jī)械式切換的小型器件，但是如果沒(méi)有比較好的生產(chǎn)工藝及設(shè)備的話，是很難做到較高質(zhì)量水平的；特別日夜兩用攝像現(xiàn)在都要實(shí)現(xiàn)24小時(shí)全天候的監(jiān)控，需要反復(fù)切換的動(dòng)作，連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的工作，要保證低故障率也具有一定的難度。
慢快門
慢快門是利用電腦記憶體的技術(shù)，連續(xù)將幾個(gè)因光線不足而較顯模糊的畫面累積起來(lái)，成為一個(gè)影像清晰的畫面，運(yùn)用SLOW SHUTTER技術(shù)降低攝像機(jī)照度至極低的值（一般在0.008LUX/F1.2（×128）），并且畫面能夠累積的幀數(shù)(128幀) 。
由于慢快門能利用1LUX(快門速度控制在1/2秒時(shí))的亮度，使被拍攝目標(biāo)明亮起來(lái)，所以能提升照度的效果。但是因?yàn)樗目扉T的速度放慢了，所以它的實(shí)時(shí)性就差了，因而就會(huì)存在畫面動(dòng)畫與拖尾的現(xiàn)象。因此，慧友電子研發(fā)部經(jīng)理鐘紀(jì)祥指出，如果在拍攝靜態(tài)場(chǎng)景或物體移動(dòng)速度不是很快的時(shí)候，例如禁止紅、紫外線破壞的博物館，夜間生物活動(dòng)觀察，夜間軍事海岸線、倉(cāng)庫(kù)等地方，可以使用慢快門技術(shù)；但是在拍攝動(dòng)態(tài)畫現(xiàn)的時(shí)候，為了得到最佳的圖像效果，最好不要啟動(dòng)慢快門技術(shù)。他還指出，最佳的組合關(guān)鍵還在于如何在其他低照度技術(shù)上配合使用慢快門。目前，做得比較好的還主要是索尼、JVC、松下等公司。
高品質(zhì)的圖像效果
毫無(wú)疑問(wèn)，攝像機(jī)的清晰度問(wèn)題永遠(yuǎn)是人們關(guān)注的重點(diǎn)。尤其對(duì)于夜間監(jiān)控來(lái)說(shuō)，作為對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制和事后取證的保證，對(duì)目標(biāo)的細(xì)節(jié)和清晰度要求越來(lái)越高，例如現(xiàn)在的交通、金融等行業(yè)對(duì)這方面越來(lái)越重視，投入也越來(lái)越大。因而，順應(yīng)這些市場(chǎng)需求，目前，日夜轉(zhuǎn)換攝像機(jī)已經(jīng)開(kāi)始加入了超級(jí)寬動(dòng)態(tài)功能、降噪技術(shù)等，力求在畫面的效果及畫質(zhì)上取得良好的表現(xiàn)。
寬動(dòng)態(tài)范圍
曾經(jīng)，寬動(dòng)態(tài)范圍還只是日間監(jiān)控的一個(gè)重點(diǎn)，但是隨著日夜攝像機(jī)越來(lái)越多地出現(xiàn)在全天候24小時(shí)的工作場(chǎng)所，相應(yīng)地也面臨著更具有挑戰(zhàn)性的照明條件。具有代表性的領(lǐng)域是城市道路、道路卡口、高速公路收費(fèi)口，以及需要夜間監(jiān)控的工廠、港口、礦區(qū)監(jiān)控等。這些監(jiān)控場(chǎng)所對(duì)攝像機(jī)的性能要求不僅僅是低照度，還要求有能夠克服強(qiáng)烈光照、明暗變化的寬動(dòng)態(tài)及背光補(bǔ)償功能，以便在夜間能夠清楚地識(shí)別被監(jiān)視目標(biāo)的細(xì)節(jié)?？梢杂靡粋€(gè)典型地例子來(lái)說(shuō)明，在一個(gè)光線極暗的路口，迎面開(kāi)來(lái)一輛車，這時(shí)通過(guò)畫面監(jiān)控，要求能夠在極黑的背景中清晰地看到很亮處的車牌號(hào)和車輛特征等。
因此，天津三星光電子的相關(guān)人員認(rèn)為，只要在一些逆光比較明顯的場(chǎng)合，尤其是在夜間對(duì)圖像細(xì)節(jié)有要求的場(chǎng)合，具有寬動(dòng)態(tài)功能的日夜兩用攝像機(jī)的優(yōu)勢(shì)會(huì)更加明顯。另外，這位人士還表示，現(xiàn)在寬動(dòng)態(tài)的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，只要配合好攝像機(jī)其他的性能，實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)并不會(huì)增加很多的成本。目前，三星光電子也已經(jīng)推出了在SV-Ⅲ技術(shù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的第三代超級(jí)寬動(dòng)態(tài)日夜兩用攝像機(jī)；據(jù)稱，其寬動(dòng)態(tài)指標(biāo)可以做到126ｘ或52dB。
降噪技術(shù) & 連續(xù)拍攝功能
在低照度情況下，如果要得到更好的信號(hào)，就要通過(guò)一個(gè)相應(yīng)的增益，將這些信號(hào)放大。當(dāng)然，在信號(hào)放大的同時(shí)，噪度也在放大，于是畫面上就會(huì)現(xiàn)很多噪點(diǎn)，也就是我們所經(jīng)?？吹降难┗c(diǎn)。因此，有些廠家采取在放大信號(hào)的同時(shí)也相應(yīng)地對(duì)這些噪度進(jìn)行一些的抑制，或做一定改進(jìn)，以得到清晰的圖像。例如慧友電子近期就推出了一款540線日/夜兩用攝像機(jī)，它采用的是動(dòng)態(tài)降噪技術(shù)，去除噪點(diǎn)，以提高畫面品質(zhì)。
對(duì)于日夜兩用攝像機(jī)目前的發(fā)展趨勢(shì)，三星光電子的相關(guān)人士指出，下一步急需要提高和完善的是對(duì)連續(xù)目標(biāo)的拍攝和識(shí)別技術(shù)。隨著“平安城市”監(jiān)控的興起，特別是在道路監(jiān)控中，對(duì)高速行駛的車流通行的過(guò)程，以及車牌的抓拍是一個(gè)很大的需求。但是目前，普通的槍型日夜兩用攝像機(jī)在比較低的照度以及極快的快門模式下，還不能拍攝到得理想的圖像。
這位人士指出，在道路監(jiān)控中要實(shí)現(xiàn)對(duì)高速移動(dòng)物體的拍攝，并且能夠普及應(yīng)用，必須要在CCD成像技術(shù)和圖像識(shí)別處理技術(shù)上進(jìn)一步完善；例如現(xiàn)在在江浙一帶就有一種采用專業(yè)級(jí)處理器材的攝像機(jī)，可以完成抓拍闖紅燈的車輛，但是它選用的是特殊的器材，以致于這種攝像機(jī)價(jià)格高昂，一般都在2萬(wàn)元以上，目前還只是在極少的環(huán)境下采用。
現(xiàn)在業(yè)界有不少人認(rèn)為，如果日夜兩用攝像機(jī)能夠在黑暗中，對(duì)運(yùn)動(dòng)車輛的連續(xù)識(shí)別技術(shù)有大幅度的提高，那么日夜兩用攝像機(jī)的市場(chǎng)前景將更廣闊，像交通、港口、礦區(qū)、邊防等國(guó)家重要部門都會(huì)得到應(yīng)用。
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