系統(tǒng)集成商在選購攝像機(jī)時(shí)，經(jīng)常會(huì)面臨多種選擇，不同廠家對(duì)攝像機(jī)指標(biāo)參數(shù)的不同表達(dá)方式常常令人迷惑，而限于實(shí)際情況，往往無法逐個(gè)測(cè)試攝像機(jī)的低照度效果。如何看懂?dāng)z像機(jī)的低照度參數(shù)指標(biāo)，從而衡量出不同攝像機(jī)低照度性能的優(yōu)劣，成為系統(tǒng)集成商關(guān)心的一個(gè)問題。那么，在攝像機(jī)的宣傳指標(biāo)參數(shù)是真實(shí)可信的前提下，是否能夠通過對(duì)攝像機(jī)低照度參數(shù)指標(biāo)的分析解讀，找到一條有效衡量攝像機(jī)低照度性能的途徑呢?

　　一個(gè)誤區(qū)

　　2款不同的攝像機(jī)，在同樣狀態(tài)下(彩色或者黑白)，A攝像機(jī)的低照度指標(biāo)是0.1LUX，B攝像機(jī)的低照度指標(biāo)是0.05LUX，是否能認(rèn)定B攝像機(jī)的低照度效果好于A攝像機(jī)呢?如果不加判斷，僅憑兩個(gè)數(shù)值的對(duì)比，我們很容易得出這個(gè)不準(zhǔn)確的結(jié)論，那么實(shí)際情況是怎樣的呢?

　　如果不加任何限制條件，說某攝像機(jī)的低照度指標(biāo)是0.1Lux時(shí)，僅僅表示環(huán)境照度在0.1Lux的情況下，此攝像機(jī)是可以工作的。但此種光照條件下，攝像機(jī)的輸出視頻是否具有可看性和實(shí)際意義卻不得而知。例如某個(gè)攝像機(jī)的低照度指標(biāo)是0Lux，這是否表示此攝像機(jī)真的能在沒有可見光的環(huán)境下能成像呢，答案顯然是否定的，如排除紅外光成像，此時(shí)攝像機(jī)拍攝的圖像是漆黑一片，沒有實(shí)際意義。

　　三個(gè)參數(shù)

　　攝像機(jī)的低照度指標(biāo)不應(yīng)該只是一個(gè)簡(jiǎn)單的XX Lux值，在任何一份準(zhǔn)確專業(yè)的攝像機(jī)參數(shù)資料上，攝像機(jī)低照度指標(biāo)應(yīng)該至少表示為如下格式：彩色模式：XX Lux @F X(X IRE ,AGC XX)黑白模式：XX Lux @F X(X IRE ,AGC XX)

　　也就是說，攝像機(jī)的低照度性能至少和3個(gè)參數(shù)是相關(guān)的，亦即配用鏡頭的F值，IRE值以及攝像機(jī)的AGC參數(shù)。在這些參數(shù)完整的前提下，前面的照度值才具有意義且可對(duì)比的。同時(shí)必須指出，如果攝像機(jī)是彩轉(zhuǎn)黑的，必須列出彩色和黑白狀態(tài)下各自的低照度指標(biāo)。

　　那么低照度標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式中各個(gè)量是什么意義以及它們之間有什么關(guān)系呢?

　　F值

　　F是鏡頭的光圈系數(shù)，與進(jìn)光量呈反比關(guān)系。由于攝像機(jī)必須依靠鏡頭的光圈來決定進(jìn)光量，從而決定拍攝效果。所以，在表達(dá)攝像機(jī)的低照度指標(biāo)時(shí)，必須要有一個(gè)F值為條件。對(duì)于一款自動(dòng)光圈的變焦距鏡頭來說，鏡頭上一般會(huì)標(biāo)示出F值，注意，此值只代表焦距最小時(shí)即廣角狀態(tài)時(shí)的光圈值，一般認(rèn)為，隨著焦距的增加，鏡頭的進(jìn)光量是逐步減少的，所以當(dāng)鏡頭處于廣角狀態(tài)時(shí)，畫面比較亮，處于望遠(yuǎn)狀態(tài)時(shí)，畫面則變暗，這種現(xiàn)象在夜間尤其明顯。鏡頭焦距的變化，帶動(dòng)鏡頭進(jìn)光量的變化，反映到對(duì)應(yīng)F值的改變，但是鏡頭上的F值，只是標(biāo)示出此款鏡頭的最大進(jìn)光量，所以，只看鏡頭上標(biāo)示的F值，只能判斷在廣角狀態(tài)下的鏡頭進(jìn)光效率，而不能充分體現(xiàn)鏡頭的真實(shí)性能，鏡頭的2個(gè)焦距極端對(duì)應(yīng)的F值通常相差得很大，所以某些鏡頭夜間在廣角時(shí)，畫面還不錯(cuò)，但是一旦處于望遠(yuǎn)狀態(tài)，畫面就很暗了。真正好的鏡頭，在焦距最大和最小時(shí)，F(xiàn)值相差并不大，比如從1.8變到1.6,這種鏡頭的夜間效果相對(duì)更好。而通常在低照度指標(biāo)中標(biāo)注的F值，表示測(cè)試時(shí)使用的鏡頭在廣角狀態(tài)下的F值，即進(jìn)光量為最大時(shí)。

　　IRE值

　　眾所周知，模擬視頻是一個(gè)峰峰值為1伏的不規(guī)則波形，X軸以下為同步電平，幅度為0.3伏即300毫伏，X軸以上是實(shí)際視頻波形，此部分波形會(huì)隨著視頻亮度以及視頻內(nèi)容發(fā)生變化，其幅度為0.7伏即700毫伏。700毫伏是視頻信號(hào)極限幅值，隨著光照條件的下降，此值將會(huì)隨之下降。如果把鏡頭完全遮住，通過示波器上可以看到視頻波形幅度接近于0。那么IRE是什么呢?IRE是一個(gè)視頻測(cè)量中的單位，在廣播級(jí)視頻電平中規(guī)定了任何視頻信號(hào)在播放時(shí)的亮度電平都不可能超過100IRE，即700毫伏等同于100IRE，也就是說，IRE值將指示視頻信號(hào)的幅度。一般來說，當(dāng)視頻信號(hào)低于250IRE(700毫伏的四分之一)，即175毫伏時(shí)，被認(rèn)為此時(shí)的視頻信號(hào)是無實(shí)際意義的，因?yàn)榇藭r(shí)反映在監(jiān)視器上的效果是畫面基本漆黑，無法進(jìn)行有效的監(jiān)控。鑒于此，在攝像機(jī)的低照度指標(biāo)里，IRE這一項(xiàng)一般不會(huì)低于25，往往標(biāo)注30居多，少數(shù)產(chǎn)品標(biāo)注50。很顯然，當(dāng)環(huán)境照度降低時(shí)，視頻幅度和IRE值都是隨之下降的。當(dāng)考察攝像機(jī)的低照度性能時(shí)，IRE值可能會(huì)很低，但是必須保證顯示出的視頻還是有意義的。[nextpage]

　　AGC參數(shù)

　　攝像機(jī)內(nèi)部都有一個(gè)放大電路用于放大原始視頻信號(hào)。攝像機(jī)中的DSP芯片會(huì)檢測(cè)CCD送出的原始視頻信號(hào)，如果覺得原始視頻信號(hào)幅度太小，DSP則會(huì)驅(qū)動(dòng)這個(gè)放大電路對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行放大，然后輸出放大后的視頻信號(hào)。DSP會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)原始視頻信號(hào)的幅度，從而動(dòng)態(tài)地控制放大電路的增益值，這就是所謂的“自動(dòng)增益控制(Auto Gain)”功能，而確定是否開啟這個(gè)功能的機(jī)制就是自動(dòng)增益控制即AGC。當(dāng)AGC功能開啟時(shí)(AGC ON)，自動(dòng)增益電路在光照不佳的情況下就會(huì)自動(dòng)放大視頻幅度，使畫面變亮(值得注意的是，即使AGC為ON狀態(tài)，在光照良好的條件下，自動(dòng)增益電路也不會(huì)起作用，畫面不會(huì)變的更亮)，反之，如果AGC功能不開啟(AGC OFF)，自動(dòng)增益電路則不會(huì)工作。顯然，如果AGC開啟，在測(cè)試攝像機(jī)的低照度性能時(shí)，放大電路是處于工作狀態(tài)的。需要說明的是，放大電路會(huì)把視頻信號(hào)中的噪聲一起放大，所以畫面上會(huì)出現(xiàn)噪點(diǎn)。

　　當(dāng)然有些攝像機(jī)的AGC不僅僅只有ON 或OFF功能，或還會(huì)有若干檔位可以用來調(diào)節(jié)增益電路的最大放大倍數(shù)，如AGC 20db、 40db等，在攝像機(jī)的低照度指標(biāo)中也應(yīng)作為條件一并列出。

　　指標(biāo)的真實(shí)含義

　　明白以上知識(shí)，可以清楚解讀一款攝像機(jī)的低照度指標(biāo)的含義了，如下例：

　　某款攝像機(jī)在黑白模式下的低照度指標(biāo)是：0.24Lux @F1.2 (25IRE AGC ON)，這個(gè)指標(biāo)表示的意義是：此款攝像機(jī) 1在 AGC 打開、增益功能有效時(shí)，2在配用F值為1.2的鏡頭并把光圈打到最大時(shí)，3在視頻幅度達(dá)到175毫伏時(shí)，此時(shí)的環(huán)境照度或被攝目標(biāo)的照度值是0.24lux。所有這一切，描述出了此款攝像機(jī)的低照度性能。

　　基于參數(shù)的有效對(duì)比

　　攝像機(jī)的低照度性能是在多個(gè)條件下得出的，衡量2款攝像機(jī)的低照度性能，必須保證條件一致，具體來說，至少應(yīng)該保證彩色或者黑白狀態(tài)一致、鏡頭進(jìn)光量一致(用同樣的鏡頭，對(duì)變焦鏡頭來說，所用焦距一致且最好為廣角狀態(tài))、IRE值即視頻幅度一致以及AGC功能一致(關(guān)閉、開啟或者最大值)。

　　現(xiàn)在回到文章開始的那個(gè)選擇題，如果A攝像機(jī)的低照度指標(biāo)是0.1Lux@F1.2 (30IRE AGC ON)，B攝像機(jī)的低照度指標(biāo)是0.05Lux@F1.2 (30IRE AGC ON)，此時(shí)就可以明確地說B攝像機(jī)的低照度性能要好于A攝像機(jī)。原因是：在同樣的進(jìn)光量，同樣的AGC功能打開，A攝像機(jī)產(chǎn)生幅度為210毫伏的視頻信號(hào)時(shí)所需的環(huán)境照度是0.1Lux，而B攝像機(jī)只需要0.05Lux的照度就能產(chǎn)生同樣幅度的視頻信號(hào)，顯然，如果把二款攝像機(jī)都放在照度是0.1Lux的環(huán)境中，可以推論出，B攝像機(jī)的視頻幅度會(huì)大于30IRE，在監(jiān)視器上看到的效果就是B攝像機(jī)的圖像更亮。

　　實(shí)際上，對(duì)于@后面的參數(shù)，不同廠家的產(chǎn)品往往是不同的，即便如此，根據(jù)以上的推理方法，我們也能基本判斷出攝像機(jī)低照度性能的優(yōu)劣。

　　實(shí)例對(duì)比一

　　最后用上述知識(shí)來分析3個(gè)理想化的例子，僅供參考(設(shè)定各例均為攝像機(jī)在黑白狀態(tài)下的指標(biāo))。

　　· 攝像機(jī)A：0.1Lux@F1.2(30IRE AGC ON)

　　· 攝像機(jī)B：0.1Lux@F1.4(30IRE AGC ON)

　　B攝像機(jī)配用鏡頭F值為1.4，大于A攝像機(jī)配用的鏡頭的F值，也就是說，在同樣環(huán)境照度下，同樣開啟AGC功能，視頻信號(hào)的幅度都為210毫伏時(shí)，B攝像機(jī)的進(jìn)光量是少于A機(jī)的，也就是說，如果B攝像機(jī)達(dá)到A機(jī)的進(jìn)光量，視頻信號(hào)幅度是會(huì)有提升的，假設(shè)提升到40IRE，那么上述B機(jī)的低照度指標(biāo)可以等效于 0.1Lux@F1.2(40IRE AGC ON)，換句話說，如果B還保持30IRE的視頻信號(hào)幅度的話，所需的環(huán)境照度將小于0.1Lux，假設(shè)為0.05Lux，那么B的低照度指標(biāo)又可以等效為 0.05Lux@F1.2 (30IRE AGC ON)，此時(shí)2支攝像機(jī)@后的指標(biāo)完全一致，可直接比較@前數(shù)值，顯然B的低照度性能更好。[nextpage]

　　實(shí)例對(duì)比二

　　· 攝像機(jī)A：0.1Lux@F1.2 (30IRE AGC ON)

　　· 攝像機(jī)B：0.1Lux@F1.2 (50IRE AGC ON)

　　B攝像機(jī)的IRE值為50，大于A機(jī)的IRE值，其他參數(shù)完全一致。即，在環(huán)境照度都為0.1LUX的條件下，進(jìn)光量一致，都打開AGC功能，B機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)幅度為350毫伏，而A機(jī)只有210毫伏，如果B機(jī)降低信號(hào)幅度到210毫伏，可以預(yù)見，此時(shí)的B的環(huán)境照度一定小于0.1LUX，假設(shè)為0.05LUX，也就是說，B攝像機(jī)的低照度指標(biāo)可以等效為0.05LUX@F1.2 (30IRE AGC ON)，此時(shí)就很清楚，B機(jī)的低照度性能要好于A機(jī)。其實(shí)也可以更簡(jiǎn)單地理解，在環(huán)境照度都為0.1LUX時(shí)，B的視頻幅度要高于A，所以B的畫面更亮，即B的低照度性能要更好。

　　實(shí)例對(duì)比三

　　· 攝像機(jī)A：0.1Lux@F1.2 (30IRE AGC ON)

　　· 攝像機(jī)B：0.1Lux@F1.2 (30IRE AGC OFF)

　　在同樣的照度0.1LUX下，同樣的鏡頭進(jìn)光量時(shí)，A機(jī)在AGC打開，具有增益時(shí)，產(chǎn)生的視頻幅度是210毫伏，而B機(jī)在AGC沒有打開時(shí)就能產(chǎn)生210毫伏的信號(hào)幅度，可以預(yù)計(jì)，如果B機(jī)打開AGC功能，勢(shì)必造成信號(hào)幅度的提升假設(shè)為50IRE即350毫伏，那么在AGC打開的前提下，如果要維持210毫伏的信號(hào)幅度，B機(jī)所需的環(huán)境照度一定小于0.1Lux，假設(shè)為0.05Lux，那么B機(jī)的低照度指標(biāo)可以等效于0.05Lux@F1.2 (30IRE AGC ON)，所以B機(jī)的低照度性能要好于A機(jī)。

　　結(jié)語

　　在實(shí)驗(yàn)室條件下，測(cè)試攝像機(jī)的低照度的過程是這樣的：在暗箱中放置照度計(jì)和攝像機(jī)，然后不斷降低暗箱中的照度，同時(shí)注意觀察儀器檢測(cè)到視頻幅值，隨著照度的下降，視頻幅值也會(huì)逐漸下降，當(dāng)視頻幅值到達(dá)可以接受的最低值時(shí)(通常相當(dāng)于25IRE)，此時(shí)的照度計(jì)讀數(shù)即為此款攝像機(jī)的最低照度。此過程中，需要保證鏡頭光圈開到最大，且攝像機(jī)的AGC值設(shè)置適當(dāng)，不至于使噪點(diǎn)過大從而影響實(shí)際觀感。

　　在實(shí)際對(duì)比測(cè)試攝像機(jī)低照度性能的過程中，對(duì)不同的攝像機(jī)，為保證外部環(huán)境照度一致，只需安裝同樣的鏡頭，如果是手動(dòng)光圈的鏡頭，都需要把光圈開到最大，如果是自動(dòng)光圈的鏡頭，那么在較暗的環(huán)境下，光圈會(huì)自動(dòng)達(dá)到最大，如果是變焦鏡頭，為了保證進(jìn)光量完全一致，必須使用同樣的焦距拍攝同一個(gè)環(huán)境下的同一個(gè)物體，再把AGC功能設(shè)定為同一個(gè)級(jí)別(在視頻可以接受的前提下盡量增大)，然后看各自的視頻，在不影響觀感的前提下，哪個(gè)畫面亮，哪個(gè)攝像機(jī)的低照度效果就好。