低照度的定義眾說紛紜,莫衷一是。據(jù)了解,彩色攝像機從0.0004LUX~1LUX,黑白攝像機從0.0003~0.1LUX均有,(若搭配紅外線,則均可達0LUX),這就是國內(nèi)市場在CCTV產(chǎn)業(yè)的技術規(guī)格方面并無統(tǒng)一標準,而產(chǎn)生各說各話的情況。從工程商角度了解,為了能在低照度環(huán)境下取得良好的圖像,主要采用日夜兩用低照度攝像機、紅外攝像機、彩色攝像機+燈光補償三種方案來解決。
日夜兩用低照度攝像機主要用于室外監(jiān)控,如道路監(jiān)控、森林防火等應用領域。這些場合的特點是沒有專用的輔助照明,都是借助于環(huán)境燈光(車燈、路燈)或月光及星光等夜間的自然環(huán)境光。紅外攝像機目前分為兩種,一種是一體式,即紅外燈、鏡頭、機芯均一體化封裝在護罩內(nèi);另一種是分體式,攝像機和紅外燈分立安裝在護罩內(nèi)或云臺上,攝像機和紅外燈可以統(tǒng)一轉(zhuǎn)動。第一種主要用戶是銀行金庫等全黑環(huán)境的重要庫房,公共汽車監(jiān)控、周界及室內(nèi)樓道監(jiān)控、財務室等重要房間。第二種主要用于市內(nèi)交通卡口及闖紅燈監(jiān)控,車載(警用、城管等)等場合,在一些平安城市項目也有應用。彩色攝像機+燈光補償目前在銀行應用較多,主要用于ATM和銀行門口的監(jiān)控,燈光亮后不僅利于清晰成像,而且有震懾犯罪分子作用。
從以上各自應用的領域來看,三種方案都存在不同的優(yōu)缺點:
日夜兩用低照度攝像機優(yōu)點在于1/2寸CCD日夜型可與大倍率電動變焦鏡頭配合,在野外缺少供電和輔助照明的高速道路監(jiān)控和森林防火等領域有其獨特優(yōu)勢;而缺點主要體現(xiàn)在全黑場合無能為力,在夜間存在畫面拖尾、圖像噪點比較大等問題。
針對于全天候工作的場所,紅外攝像機優(yōu)點在不需額外輔助照明,在夜間成像效果好,尤其適合金庫等全黑場合的監(jiān)控;存在的缺點是 “紅曝”和“過曝”,設備由于散熱問題,壽命和可靠性低。
彩色攝像機+燈光補償方案優(yōu)點表現(xiàn)在,燈光照度足,成像清晰,且能反映目標顏色;其缺點在于安裝的場所目標明顯,比較容易受破壞。
以下介紹兩種不同監(jiān)控系統(tǒng)在低照度環(huán)境下應用的問題及解決。日夜兩用攝像機會出現(xiàn)白天圖像清晰而夜間模糊的問題,這是由于白天主要是可見光成像,但夜間是紅外光成像,而兩種光的波長是不一樣的,導致聚焦不準。目前的解決方式是采用日夜兩用IR鏡頭,目前富士能、騰龍等鏡頭廠家均有此類產(chǎn)品推出。紅外攝像機主要是壽命、紅曝和過曝問題。由于LED紅外燈發(fā)熱量比較大,封裝在防護罩內(nèi)就存在散熱不暢的問題,對于元件本身和CCD器件都存在損害。紅曝是紅外燈工作時,肉眼能看見LED紅外光點。過曝主要是采用陣列式紅外攝像機存在的問題,現(xiàn)象是圖像“太白”。對于散熱問題,廠家通過采用物理方式(用鋁基板等高傳導材料、加大風冷器、外殼面積等)和電路(采用脈寬調(diào)制定律來保持紅外燈電流恒定)兩個方面解決。紅曝通過采用波長為940nm的紅外LED發(fā)射管,在通電使用中,紅外燈表面沒有任何光亮,因此更隱蔽,但無紅曝對攝像機要求高。對于“過曝”問題,如BOSCH公司采用Blcak Diamond技術的SuperLED紅外燈,可以照亮整個場景的前景和背景,消除過亮和曝光不足問題,提供高保真的均勻照射。
在選購日夜兩用低照度攝像機時要注意CCD的尺寸,光圈值,最低照度。安裝時要配合紅外日夜鏡頭,采用自動光圈型。調(diào)試的時候要設定好彩轉(zhuǎn)黑的閾值,防止早轉(zhuǎn)或晚轉(zhuǎn);對紅外攝像機選購時首先要選擇知名廠家產(chǎn)品,同時還要考慮紅外照射距離、安裝場合等。
從市場的發(fā)展方向來,如三星提出的幀累計技術,SONY的Exview CCD技術,BOSCH的Blcak Diamond技術,F(xiàn)LIR的熱成像儀技術,都將是低照度攝像機的發(fā)展方向。