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　　低照度攝像機中的關鍵技術

　　CCD

　　攝像機中最為核心的部件為圖像傳感器CCD，即電荷藕合器件，而低照度攝像機的最低照度其實是CCD對環(huán)境光線的敏感程度，是正常成像所需最暗光線。而照度的單位是勒克斯（Lux），數(shù)值越小，需要的光線越少，攝像機越靈敏。

　　目前市場應用最多兩種CCD是日本索尼的SuperHADCCD和Ex-viewHADCCD。這兩者結構中，在CCD的每個像素上都定位有OCL鏡頭，該鏡頭是使光線集中的拍攝感光區(qū)域，令感度提高。而ExviewHAD在此基礎上更進一大步，使OCL擁有接近零間隙結構，有著更低的SmearLevels，其運用專利技術將CCD每一像素的開口率提高，這令小孔累積層收到最大數(shù)量的光線，進而達到更低照度的要求。采用Ex-viewHADCCD的攝像機，對外界光線的敏感程度會大大提高，其感度可以提高到普通攝像機的4倍。

　　同樣像素下CCD的尺寸越大其感光度越好，市場上監(jiān)控用攝像機的CCD的尺寸一般為1/4"和1/3"。當然，影響攝像機低照度的還有以下幾個主要方面。

　　幀累積技術

　　1、DSS和Sense-up功能

　　在LG的Sony主芯片的老型號下主要是DSS（DigitalSlowShutter數(shù)字慢快門），LGXDI的新型號下為Sense-up（低感度適應）。此類攝像機又稱為（畫面）累積型攝像機，其獲得低照度下圖像的方法是通過電荷單幀累積方式增加CCD在單幀圖像的曝光量，從而提高攝像機對單幀圖像的靈敏度。這種方式也可以獲得較低的照度指標，但是需要降低圖像的連貫程度，所以選擇這種攝像機時要注意盡可能不要同云臺一起使用，否則會造成丟失畫面的現(xiàn)象。

　　2、幀累積下的噪點放大

　　幀累積獲得低照度同時會將噪點同時放大，如果配合降噪技術使用，圖像效果會更好，如LGXDI系列型號下的3D-DNR（三維數(shù)字降噪）功能，XDI通過DSS技術、3D-DNR技術、以及獨有的AGC控制機制，在低照度環(huán)境下不僅能使畫面變得更亮，并優(yōu)化移動物體，降低噪聲，完美應用于低照度下的監(jiān)控。

　　AGC（自動增益）

　　相同環(huán)境下，攝像機最大增益越大，獲得的圖像也就越亮，測到的最低照度也就越低，LG測試最低照度規(guī)格時為AGC（自動增益）打開狀態(tài)。

　　光圈

　　以光圈大小（F值）而言，光圈愈大則其所代表的F值愈小，所需的照度愈低。

　　雙濾光片技術

　　DAYMode彩色模式下的OLPF和NIGHTMode黑白模式下的DummyGlass的自動切換。目的是在夜間接受更多的紅外光，提高最低照度；白天減少紅外光的采集，降低紅外光對彩色信號的干擾。采用ExviewHADCCD的攝像機，即使在非常暗的環(huán)境下，這種攝像機通常可以看到人眼看不到的物體，這一技術的出現(xiàn)受到了監(jiān)控市場的歡迎，對各種光照環(huán)境下均可表現(xiàn)出最佳的效果，特別是配合專用的紅外照明設備，可以得到高清晰度的黑白圖像，實現(xiàn)零照度的監(jiān)控（完全無光的情況下）。在近紅外760mm-1100mm的近紅外區(qū)域，如果配合合適波長的紅外照明，就可以實現(xiàn)清晰的黑白圖像。

　　低照度攝像機目前的熱門技術

　　1、超長光學變焦

　　目前市場上光學變焦倍數(shù)最大一體機為LGX37光學變焦的LC900/LM900'S系列一體機。其還具有X12的數(shù)碼變焦，總共達到X444的放大倍數(shù)。

　　2、高水平清晰度

　　高清晰度+長距離變焦是鐵路、高速公路等攝取高清晰度和高質量圖像的重要指標。目前LG采用12位數(shù)字處理和獨有處理單元，彩色模式下水平清晰度540電視線，黑白模式下570電視線。

　　3、超寬動態(tài)功能

　　大于60dB的LGXDI攝像機的超寬動態(tài)功能是目前市場上很高的寬動態(tài)范圍，使得能分辯的最高亮度/能分辯的最低亮度=1000，即分辯1000倍。

　　4、防抖功能

　　目前LG的攝像機部分型號具備電子防抖功能（EIS功能）。它主要是是通過DSP芯片的數(shù)字圖象處理技術，來降低圖像的抖動。但是就圖像效果來看，技術發(fā)

　　光學防抖目前技術方法研究有：

　　通過鏡頭內的微型陀螺儀感應人手的抖動，控制某個特殊鏡片反方向補償來抵消手振；

　　雖然也是通過陀螺儀感應人的手振，但是做補償?shù)牟皇晴R頭鏡片，而是整個CCD，好處是鏡頭不需要特別的設計就能獲得防抖能力。

　　低照度的判別

　　目前最低照度測量還無統(tǒng)一國際標準，大型CCD制造商都有自己測量CCD感光度的方法來測量最低照度。最常用的測量最低照度的方法為目標照度法，目標照度表示有多強光線到達CCD靶面。

　　最低照度是當被攝物的光亮值低到一定程度而使攝像機輸出的視頻信號低到某一定值時光線到達CCD靶面的光亮值。如環(huán)境照度是1Lux，相應落到CCD靶面上的照度可能只有0.5Lux，所以選型時應該高一個級別低照度。

　　參照四項主要的參數(shù)。盡管“攝像機輸出的視頻信號低到某一定值時”清晰的定義不同，但有四項主要參數(shù)決定結果。即F值（用來測試攝像機用的鏡頭F值）；色溫（光源的色溫，即光譜內容）；IRE（視頻振幅的IRE等級）；反射率（目標的反射率和背景）。

　　F值，測量低照度時，首先要確定適用何種F值的鏡頭，F(xiàn)1.0的鏡頭比F10的鏡頭能采集100倍的光線，因此在測量中標出F值非常重要，否則結果沒有意義；

　　色溫，其是表述光源中光線波長內容的方法，不同色溫發(fā)出不同的光線波長，導致在CCD靶面上產生數(shù)目相差甚遠的電子數(shù)，影響到視頻福值，所以色溫特別標注對結果的意義；

　　IRE等級，攝影機的視頻輸出最大振幅設置在100IRE或700毫伏，100IRE的視頻表示可完全驅動一個監(jiān)視器表現(xiàn)最好亮度和對比度的優(yōu)質影像，只有50IRE的視頻表示只有一半的對比度，30IRE或210毫伏表示只有原始振幅的30%，通常30IRE是最低表現(xiàn)可用影像的數(shù)值，標準攝影機當自動增益提高到最大增益時噪度等級應在10IRE，因此能提供3:1或10dB信噪比可接受的影像；

　　反射比，目標的反射比和背景能徹底改變測量結果，一個有100%反射率的目標平面上能產生比只有1%反射率的目標高出100倍的光線。

　　信譽好的公司會在以下標準下測量最低照度：F1.2，色溫5600K，視頻等級30IRE，反射率80%。

　　測量所需工具：氦燈（光源）、可調節(jié)氦燈亮度的可調電源、模擬示波器或數(shù)字示波器、監(jiān)視器、照度計、樣機(Camera)，測量方法如圖1所示。

　　最低照度測試方法：

　　氦燈燈光打向反射性灰度圖，攝像機距反射型灰色圖1m左右垂直灰色圖；

　　確定自動增益模式開，鏡頭選F1.2；

　　調節(jié)鏡頭使灰色圖畫面充滿整個監(jiān)視器，灰色圖中心位置位監(jiān)視器中心處；

　　調節(jié)氦燈燈光亮度比室外亮度偏高，此時示波器顯示的視頻幅值應為700mv/100IRE；

　　調節(jié)氦燈燈光亮度逐步降低，至示波器顯示視頻幅值為30IRE，查看并記錄圖像情況；

　　將照度計的感應頭置于攝像機前端，測試此時照度并作記錄。多次測量后求其平均，此數(shù)據(jù)即為最低照度值；

　　若有Day/Night切換功能，那么當光線由強逐漸變弱，就會出現(xiàn)Day向Night模式轉換，測其照度。多次測量求其平均，即為Day轉Night照度Spec；相反，用同樣方法可以得到Night轉day照度Spec。(作者：上海樂金（LG）廣電電子有限公司陸景鑫)