影響監(jiān)控拍攝清晰的外界首要因素就是光線亮度，低照度能解決亮度低的問(wèn)題，超寬動(dòng)態(tài)可以解決畫(huà)面亮度對(duì)比不明顯的問(wèn)題。

這兩項(xiàng)技術(shù)功能能適度地解決光線對(duì)攝像機(jī)的困擾和局限問(wèn)題，并支持?jǐn)z像機(jī)在低于或高于正常視覺(jué)響應(yīng)的光照情況下正常工作，逐步實(shí)現(xiàn)更多環(huán)境條件下的高質(zhì)量成像。逐步實(shí)現(xiàn)更多環(huán)境條件下的高質(zhì)量成像。

低照度的定義

左為非低照度/右為低照度

最低照度是人們?cè)u(píng)價(jià)攝像機(jī)對(duì)光照靈敏度的一個(gè)指標(biāo)。照度指單位面積上接收到的可見(jiàn)光的光通量，通常以Lux為單位。海康威視技術(shù)支持部產(chǎn)品經(jīng)理程瑋介紹，“根據(jù)攝像機(jī)的不同照度值，可以對(duì)它們進(jìn)行分類(lèi)。以攝像機(jī)正常工作照度范圍劃分：普通型最低照度值在0.1~1Lux，月光型在0.01Lux左右，而星光型就需要達(dá)到0.001Lux以下了。在同樣的光照條件下，與普通照度的攝像機(jī)相比，星光級(jí)超低照度攝像機(jī)可以呈現(xiàn)更加明亮的圖像”。

低照度：照亮黑暗的光

視頻監(jiān)控作為城市的“天眼”，能時(shí)刻監(jiān)視一切行動(dòng)，然而仍然存在著死角和軟肋，導(dǎo)致監(jiān)控功能大打折扣，其中黑夜作為眾多軟肋之一，不斷挑戰(zhàn)著監(jiān)控?cái)z像的技術(shù)底線。

對(duì)于安防領(lǐng)域，夜晚和昏暗的環(huán)境里極易發(fā)生違法犯罪行為，有統(tǒng)計(jì)表明，90%以上治安案件都發(fā)生在夜間，所以夜間的監(jiān)控要比白天的監(jiān)控更為重要。但是，在夜晚環(huán)境中，光線太弱，易導(dǎo)致視頻監(jiān)控也成了“瞎子”，變得無(wú)法看清和分辨景物的細(xì)節(jié)信息，包括詳細(xì)形狀、明暗層次和色彩。為了解決夜晚光線不足的監(jiān)控問(wèn)題，低照度技術(shù)由此產(chǎn)生。

低照度攝像機(jī)

顧名思義，超低照度攝像機(jī)是指在較低光照度條件下仍然可以取得清晰圖像的攝像機(jī)。在安防行業(yè)中，一般認(rèn)為，照度指標(biāo)低于0.1Lux(F1.2，AGCON，30IRE)的攝像機(jī)，即可稱(chēng)為低照度攝像機(jī)。廣東迅通科技股份有限公司文案策劃專(zhuān)員王小曼表示，“最低照度其實(shí)也就是攝像機(jī)對(duì)亮度靈敏程度的一個(gè)指標(biāo)，其數(shù)值越小，說(shuō)明攝像機(jī)靈敏度越高，性能越好”。隨著科技的發(fā)展與革新，低照度攝像機(jī)技術(shù)也在不斷地進(jìn)步。到目前為止，低照度攝像機(jī)已經(jīng)過(guò)三種技術(shù)的發(fā)展：電子日夜型攝像機(jī)、慢快門(mén)攝像機(jī)、專(zhuān)業(yè)超低照度攝像機(jī)(一般是ICR機(jī)械彩轉(zhuǎn)黑類(lèi)型)。

日夜轉(zhuǎn)換型攝像機(jī)，又叫電子彩轉(zhuǎn)黑攝像機(jī)，是目前夜間的主流，兼具經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性特點(diǎn)，因而受到推廣，成為一枝獨(dú)秀。它是利用電子線路切換將彩色圖像轉(zhuǎn)換為黑白，以提升低照度狀態(tài)下的感光效果。但是缺點(diǎn)是只能提供黑白圖像，使用太局限。

而慢快門(mén)型是通過(guò)降低視頻幀率來(lái)提高圖像亮度，對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體的監(jiān)控有拖尾現(xiàn)象，所以一般不常用。

專(zhuān)業(yè)超低照度攝像機(jī)，主要是提升攝像機(jī)圖像傳感器的感光度，通過(guò)使用高性能的傳感器、結(jié)合DSP的圖像效果處理，來(lái)提升攝像機(jī)在微弱光線下的成像質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)在極低照度下的清晰彩色圖像。未來(lái)隨著傳感器性能的不斷提高，專(zhuān)業(yè)超低照度攝像機(jī)的市場(chǎng)非常可觀。

低照度監(jiān)控?cái)z像機(jī)的優(yōu)勢(shì)

與低照度攝像機(jī)相較，紅外與激光攝像機(jī)有著很多的優(yōu)勢(shì)，首先他們可以在外界無(wú)需任何輔助光源的情況下即可得到較清晰的圖像，且價(jià)格低廉。但紅外與激光攝像機(jī)目前仍存在一些缺陷，如色彩為黑白、能耗大、散熱不佳、紅外攝像機(jī)照射距離有限、照射范圍不廣等等。

低照度攝像機(jī)勝在穩(wěn)定性強(qiáng)，具體表現(xiàn)在不易發(fā)熱、穩(wěn)定耐久、對(duì)電源的要求不高，因此對(duì)電路的元器件依賴(lài)小，避免了紅外燈發(fā)熱、元器件老化所帶來(lái)的不穩(wěn)定的情況。且近年來(lái)隨著半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，低照度攝像機(jī)逐漸成為熱門(mén)產(chǎn)品。

低照度攝像機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

低照度攝像機(jī)因其在黑夜里得到的畫(huà)面可以媲美普通攝像機(jī)在白天里監(jiān)控的彩色畫(huà)面，這使得超低照度在安防監(jiān)控領(lǐng)域占得一席之地，光源少、不能或不宜補(bǔ)光的環(huán)境成為低照度攝像機(jī)的用武之地，具體應(yīng)用在平安城市、智能交通、能源安防、醫(yī)療安防等領(lǐng)域。廣東迅通王小曼認(rèn)為：“當(dāng)下，低照度攝像機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)不局限于一些較為傳統(tǒng)的監(jiān)控領(lǐng)域，如森林、醫(yī)院等光照不理想的環(huán)境。伴隨著平安城市的建設(shè)，低照度攝像機(jī)也廣泛應(yīng)用在金融、文博、酒店、寫(xiě)字樓、住宅小區(qū)、平安村居、校園、港口、高速公路、街道等需要滿足24小時(shí)連續(xù)監(jiān)控的場(chǎng)所”。

杭州海康威視數(shù)字技術(shù)股份有限公司技術(shù)支持部產(chǎn)品經(jīng)理程瑋補(bǔ)充到，“目前低照度攝像機(jī)廣泛應(yīng)用于平安城市、平安鄉(xiāng)鎮(zhèn)、交通、金融、高檔樓宇、住宅小區(qū)、校園、港口、高速公路、街道等對(duì)攝像機(jī)性能要求比較高但又不宜外加補(bǔ)光設(shè)備的環(huán)境下”。

此外，福建星網(wǎng)銳捷安防科技研發(fā)部人員陳愛(ài)民介紹，“除了平安城市建設(shè)領(lǐng)域，低照度攝像機(jī)也在大中小學(xué)校園、各種類(lèi)型的智慧園區(qū)中得以廣泛使用，在安全保障和日常業(yè)務(wù)管理中發(fā)揮重要作用”。

寬動(dòng)態(tài)的概念

廣義上的“動(dòng)態(tài)范圍”是指某一變化的事物可能改變的跨度，即其變化值的最低端極點(diǎn)到最高端極點(diǎn)之間的區(qū)域，此區(qū)域的描述一般為最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間的差值。在談及攝像機(jī)產(chǎn)品的拍攝圖像指標(biāo)時(shí)，一般的“動(dòng)態(tài)范圍”是指攝像機(jī)對(duì)拍攝場(chǎng)景中景物光照反射的適應(yīng)能力，具體指亮度(反差)及色溫(反差)的變化范圍。

超寬動(dòng)態(tài)：還原真實(shí)的眼睛

寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是在非常強(qiáng)烈的對(duì)比下讓攝像機(jī)看到影像的特色而運(yùn)用的一種技術(shù)。當(dāng)在強(qiáng)光源(日光、燈具或反光等)照射下的高亮度區(qū)域及陰影、逆光等相對(duì)亮度較低的區(qū)域在圖像中同時(shí)存在時(shí)，一般的攝像機(jī)由于CCD的感光特性所限制，攝像機(jī)輸出的圖像會(huì)出現(xiàn)明亮區(qū)域因曝光過(guò)度成為白色，而黑暗區(qū)域因曝光不足成為黑色，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。而攝像機(jī)在同一場(chǎng)景中對(duì)最亮區(qū)域及較暗區(qū)域的表現(xiàn)是存在局限的，這種局限就是通常所講的“動(dòng)態(tài)范圍”。針對(duì)這種情況，寬動(dòng)態(tài)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，較好地解決了這一問(wèn)題。

福建星網(wǎng)銳捷安防科技研發(fā)部人員呂俊杰介紹：“動(dòng)態(tài)范圍是指攝像機(jī)支持的最大輸出信號(hào)和最小輸出信號(hào)的比值，或者說(shuō)圖像最亮部分與最暗部分的灰度比值。普通攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍一般在1:1000(60db)左右，而寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍能達(dá)到1:1800-1:5600(65-75db)。”

寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)技術(shù)是在非常強(qiáng)烈的對(duì)比下讓攝像機(jī)看到影像的特色而運(yùn)用的一種技術(shù)。在一些明暗反差過(guò)大的場(chǎng)合，一般的攝像機(jī)由于光學(xué)成像特性所限制，攝取的圖像往往出現(xiàn)背景過(guò)亮或前景太暗的情況。海康威視程瑋介紹，“目前市面上主要有三種類(lèi)型寬動(dòng)態(tài)產(chǎn)品，數(shù)字寬動(dòng)態(tài)、120dB寬動(dòng)態(tài)和140dB寬動(dòng)態(tài)”。天地偉業(yè)張征介紹，“寬動(dòng)態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)上主要分為如下兩種：CCD+DSP技術(shù)和CMOS+DPS技術(shù)”。而目前通用監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)大多采用CMOS+DPS寬動(dòng)態(tài)技術(shù)。

寬動(dòng)態(tài)的缺陷

寬動(dòng)態(tài)的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了低照度、濾光鏡、調(diào)焦、背光補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)的缺陷，有助于在極端照明環(huán)境下解決圖像細(xì)節(jié)丟失的問(wèn)題，呈現(xiàn)出更好的成像效果，但也存在著一定的不足。

不足表現(xiàn)在多方面：第一，算法寬動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但效果欠缺;第二，硬件寬動(dòng)態(tài)由于需要進(jìn)行多次曝光，在照射移動(dòng)目標(biāo)時(shí)，曝光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的話會(huì)造成拖影，或者物體邊緣紫邊、畫(huà)面飽和度變化等問(wèn)題;第三，動(dòng)態(tài)范圍和靈敏度是兩個(gè)矛盾因素，通常動(dòng)態(tài)范圍大的攝像機(jī)其靈敏度較低，而高靈敏度的攝像機(jī)動(dòng)態(tài)范圍相對(duì)較低。同時(shí)，物體截面光的折射也會(huì)使寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)效果不是十分滿意。另外現(xiàn)在很多寬動(dòng)態(tài)功能范圍相差很大，低的有52db、54db，高的有75db、123db，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定義和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范動(dòng)態(tài)范圍的測(cè)量。

寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域

目前寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，如金融、高速公路收費(fèi)系統(tǒng)、停車(chē)場(chǎng)出入口等領(lǐng)域，海康威視程瑋說(shuō)到：“寬動(dòng)態(tài)已經(jīng)成為監(jiān)控?cái)z像機(jī)越來(lái)越重要的一項(xiàng)功能，適用范圍除了傳統(tǒng)的逆光出入口、窗口等，在平安城市等道路夜晚看車(chē)牌的場(chǎng)景下用來(lái)抑制車(chē)燈也成為近年來(lái)的一種趨勢(shì)”。另外，高品質(zhì)寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)不僅可以幫助警方破獲犯罪案件，同時(shí)可以為發(fā)生的糾紛提供佐證。隨著多幀合一的寬動(dòng)態(tài)處理成為技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，寬動(dòng)態(tài)效果更加平滑、通透，動(dòng)態(tài)范圍更廣，未來(lái)寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)越來(lái)越廣。

低照度&寬動(dòng)態(tài)是IPC標(biāo)配功能

海康威視程瑋認(rèn)為，“幾乎所有的監(jiān)控?cái)z像機(jī)都具備了寬動(dòng)態(tài)功能，這似乎已經(jīng)成為不成文的規(guī)定。增加寬動(dòng)態(tài)有助于在極端照明環(huán)境下解決丟失的圖像細(xì)節(jié)，例如室內(nèi)、室外光線變化大，導(dǎo)致部分主要圖像丟失。

低照度和寬動(dòng)態(tài)技術(shù)解決了光線對(duì)攝像機(jī)影響的問(wèn)題，為攝像機(jī)在應(yīng)對(duì)各類(lèi)特殊環(huán)境沒(méi)了后顧之憂，不僅成為衡量一款攝像機(jī)性能的重要指標(biāo)，成為各IPC廠商的共識(shí)。另一方面，隨著平安城市、智能交通項(xiàng)目的不斷推進(jìn)，低照度寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)正廣泛用于道路監(jiān)控、城市商業(yè)街監(jiān)控等領(lǐng)域，因此銷(xiāo)量量不斷的刷新，呈現(xiàn)突飛猛進(jìn)的增長(zhǎng)趨勢(shì)，逐漸占據(jù)視頻監(jiān)控的主流市場(chǎng)。

視頻高清化時(shí)代，從模擬到高清，從紅外補(bǔ)光到低照度、寬動(dòng)態(tài)，技術(shù)的每一次創(chuàng)新都為視頻監(jiān)控的發(fā)展往前推了一大步。隨著圖片傳感器在制作上和功能上的不斷精確和完善，低照度和寬動(dòng)態(tài)技術(shù)將會(huì)在全面應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，為各種特殊項(xiàng)目排憂解難。未來(lái)，低照度寬動(dòng)態(tài)技術(shù)的發(fā)展?jié)摿o(wú)限。

小結(jié)：

低照度和超寬動(dòng)態(tài)讓監(jiān)拍畫(huà)面清晰。技術(shù)不斷滿足人們更高的需求，便利人們的生活。