隨著使用環(huán)境的迅速擴大和使用者日益多元化，攝像機應用場所對高清晰度、夜視功能也越來越注重。低照度攝像機的發(fā)展填補了傳統(tǒng)攝像機無法在夜晚黑暗場所監(jiān)控的空白，目前正受到廠家的關注和追捧??????

文/陳明

當今，大眾對監(jiān)控產(chǎn)品要求越來越高，不僅要實現(xiàn)全天候24小時監(jiān)控，還要在照明條件不足的情況下呈現(xiàn)清晰的圖像效果，普通攝像機早已無法滿足市場這一需求。為適應市場需求的變化，各廠商爭相發(fā)展通過CCD感光和幀累積方式來實現(xiàn)，只需借助外界微弱的星光即可實現(xiàn)較好的圖像效果的低照度攝像機。

在紅外夜視攝像機大行其道的今天，曾有人用“祖國山河一片‘紅’”的局面來形容該產(chǎn)品目前在我國的普及狀況。而作為與其具有相似特點——都是主要應用于夜晚較黑暗環(huán)境下的低照度攝像機市場表現(xiàn)情況又如何呢？

因為各自具有不同的特點，目前，低照度攝像機與紅外攝像機，都穩(wěn)居一方領地而一起統(tǒng)領夜間監(jiān)控市場。紅外攝像機因其可借助紅外燈的補光辦法，可在沒有光源的情況下也能拍到圖像，因而主要應用在一些夜晚不開燈的場所。而低照度攝像機在技術上的不斷成熟，使其在夜間監(jiān)控的表現(xiàn)也在不斷改進，所以在一些對監(jiān)控圖像要求比較高的地方，比如“平安城市”中的道路、治安監(jiān)控、高速公路、銀行、廠區(qū)周界、機場、鐵路、邊防、博物館、港口等大的系統(tǒng)里多數(shù)選用的還是低照度攝像機。其最主要原因就是這些場所都必須做到全天24小時監(jiān)控，無論白天黑夜，尤其在夜晚燈光照明不足的情況下，低照度攝像機都能呈現(xiàn)圖像較清晰的畫面效果，因此成為這些重要場所的迫切選擇。

由于市場上紅外攝像機的監(jiān)控距離普遍有限，且在白天工作時，還存在圖像清晰度不夠的問題。而低照度攝像機因其照度低、高清晰的優(yōu)勢，在這種市場大勢所趨地影響下，低照度無疑已成為攝像機產(chǎn)品中一個重要的發(fā)展方向。曾有業(yè)內(nèi)資深人士表示，雖然目前市場上都是一些專業(yè)的低照度攝像機，但在未來，所有的監(jiān)控攝像機都將可能具備低照度功能。

照度值標準不一
在低照度攝像機的選擇上，許多監(jiān)控場所和用戶都十分關注攝像機的低照度的關鍵性能，因此低照度作為攝像機的一項重要指標受到國內(nèi)外各制造商的廣泛重視。現(xiàn)在，市面上的多種類型攝像機產(chǎn)品，都在低照度指標上做了明確的標示。由于低照值越小，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到10的負四次或負五次方。

據(jù)深圳市景陽數(shù)碼技術有限公司技術工程師汪海濤指出，目前市場上標榜的低照度攝像機無論是國內(nèi)廠商還是進口商，對低照度的定義眾說紛紜，莫衷一是，彩色攝像機從0.0004Lux?1Lux，黑白攝像機從0.0003Lux?0.1Lux均有，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。

 
而據(jù)JVC中國投資有限公司廣州分公司技術工程師譚耀明表示，通常低于0.1Lux都能稱為低照度，至于各廠家所標示的照度值，其測試方式、算法、環(huán)境不同所得出的結(jié)果都不一樣，因此就算兩個照度值相同的產(chǎn)品其成像效果還是會有不一樣的。另外，照度值越低，對攝像機其它功能的影響就越大，比如照度越低，其信噪比就越大，最終成像效果并不會令人滿意，所以在選擇產(chǎn)品時一定要綜合考慮，要選擇產(chǎn)品質(zhì)量好且功能穩(wěn)定的產(chǎn)品，而并非一味追求低照度值。

綜觀所述，照度能低到多少，不僅要看鏡頭的光圈大?。‵值），更要看是在什么條件限制下才能出現(xiàn)所標示的Lux值，否則這就只是流于數(shù)字的游戲罷了。以光圈大?。‵值）而言，光圈愈大則其所代表的F值愈小，所需的照度愈低。另外，電子靈敏度是否提高，自動增益功能（AGC）是否要作調(diào)整，單一畫面的累積幀數(shù)為多少？是否需要紅外燈的輔助照明？等等都應了解清楚，才不致被規(guī)格所示的照度數(shù)值所混淆。

CBC中國集團CCTV部門經(jīng)理梁立也表示，評判各種攝像機照度的指標一定要在同一的前提條件下才有可比性，其主要條件歸納于鏡頭的光圈孔徑和攝像機視頻輸出信號的水平值，在上述條件同一的情況下，最低照度數(shù)據(jù)的比較才具有實際意義。

CCD、DSP兩大技術主力
低照度攝像機在黑暗環(huán)境中的使用，有很多因素都會影響到攝像機的感光度，包括光圈、鏡頭質(zhì)量、圖像傳感器（CCD或CMOS）的質(zhì)量和大小、增益大小、曝光時間、圖像處理方法等等。而實現(xiàn)低照度處理能力最關鍵則取決于CCD和DSP兩大核心部件，前者決定低照度的成像效果，而后者決定畫面質(zhì)量是否高清晰、穩(wěn)定。

在市場需求的推動下，超感CCD也受到了業(yè)界的廣泛關注。目前CCD資源主要由日本企業(yè)壟斷，國內(nèi)攝像機廠家主要采用的是索尼的超感CCD，據(jù)專業(yè)人士介紹，目前索尼推出的CCD，它的感光能力至少是普通CCD的10-15倍，如果再搭配慢快門，則可以拍到非常清晰、實時、連續(xù)的畫面。

CCD的尺寸大小對成像效果是有一定影響力的，可以說CCD的尺寸大小就是感光器件的面積大小，CCD像素數(shù)目越多、單一像素尺寸就越大，捕獲的光子越多，感光性能越好，信噪比越低，收集到的圖像就會越清晰。比如1/3寸的就比1/4寸的通光量要高50%左右，而1/2寸的通光量則能達到更好的效果（成像面積較大，光通量較大，光照度要求低）。

近些年來，CCD芯片廠家通過不斷研究，使得CCD靈敏度得到了很大的提升，例如，索尼公司現(xiàn)已推出四代CCD，就有HAD、Super HAD、Exwave HAD，現(xiàn)在最新的叫Super Exwave。現(xiàn)在市場上用得最多的則是Super HAD、Exwave HAD這兩種芯片，其中最有名的是Exwave HAD，很多人把它作為低照度CCD的通稱。雖然索尼第四代Super Exwave CCD并未普及，但其強化了對夜間靈敏度的提升，也就是近紅外光的靈敏度有超過50%的提升，可以適應更低的照度環(huán)境。

除此之外，DSP芯片的處理能力也是很關鍵的。如果本身環(huán)境中光線很暗的話，可以通過優(yōu)良的DSP進行校正和優(yōu)化，將信號放大到一個比較好的值。如此一來，攝像機的噪點及照度都會比較低，因而也能得到比較清晰的畫面。

廣州偉昊科技電子有限公司技術總監(jiān)趙東表示，他們所代理的三星品牌在DSP解決方案技術中投入了大量的人力和物力進行研發(fā)，尤其是在DSP芯片的處理速度上，現(xiàn)在是越來越快了，而且在視頻信號收集等方面也做了更多的改進。另外，基于DSP的功能越來越多的情況下，三星在07年新款低照度攝像機產(chǎn)品中還增加了“日夜兩用菜單”功能，根據(jù)光線自動調(diào)整參數(shù)，解決以前白天圖像顏色偏色，夜晚成像效果不夠理想的狀況。

SONY中國專業(yè)系統(tǒng)集團B2B銷售及市場開發(fā)部產(chǎn)品經(jīng)理文軍表示，近兩年，從低照度攝像機技術整體發(fā)展來看，目前各廠商所研發(fā)的新技術多是針對后端DSP的處理技術。低照度的發(fā)展主要還是取決于CCD的發(fā)展，CCD的感光度和靈敏度是決定其產(chǎn)品發(fā)展的重要因素，而目前該公司所推出的一些新技術已基本滿足市場的需求了。

 
輔助設備，提升低照度能力
據(jù)三立視頻科技（深圳）有限公司技術工程師張治國表示，目前低照度攝像機在技術方面仍然是有局限性的，其主要表現(xiàn)在對外界光線的依賴，如果外界光線太微弱，物體根本無外界光線可反射，那攝像機就捕捉不到光線，無法成像。他認為，除了在CCD的靈敏度提升以外，還可通過改善輔助設備的方法來完善成像效果。比如增加紅外線輔助設備、采用幀累積技術等，但同時也會產(chǎn)生一些副作用，如清晰度降低、圖像失真、圖像不連續(xù)等。

而CBC的梁立也表示，目前低照度攝像機的增益控制水平普遍較高，這也導致了在低照度環(huán)境下的圖像噪聲較多，畫面質(zhì)量較差。在輔助紅外照明的情景下，畫面又常出現(xiàn)“白曝”現(xiàn)象。在采用IR（紅外）輔助照明的情況下可以考慮采用IR鏡頭以最大限度減少焦點的漂移，鏡頭取景的視場角度也應最大限度和輔助照明的區(qū)域相吻合，以減弱“白曝”的強度。

目前另外一個重要的技術方向是解決在復雜光線下如何體現(xiàn)物體的清晰度（主要是光線沖突問題）。有些監(jiān)控場所對攝像機的性能要求不僅僅是低照度，還要求有能夠克服強烈光照、明暗變化的寬動態(tài)及背光補償功能，以便在夜間能夠清楚地識別被監(jiān)視目標的細節(jié)。可以用一個典型的例子來說明，在一個光線極暗的路口，迎面開來一輛車，這時通過畫面監(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和車輛特征等。

因此，JVC的譚耀明認為，在現(xiàn)場安裝過程中注意安裝的角度、位置，可人為的避免一些較強的光線，另外還可通過抑制強光技術來解決。

各大品牌搶占市場先機
由于低照度攝像機能夠在非常微弱的燈光下超過人眼的視力看清事物，它的理念和功能是被監(jiān)控行業(yè)所認同的。因此，被業(yè)界多數(shù)人士認為是未來監(jiān)控的必然趨勢。在這樣篤定的前景下，一些嗅覺靈敏的廠商們開始不遺余力地來開墾這塊市場，以期搶占先機之勢。比如一直力爭讓產(chǎn)品在市場上至少領先半年的三星光電子從2005年始，推出的每一款攝像機都帶有低照度功能，以達到自己的產(chǎn)品能在任何時間、任何場合都有滿意的成像效果。而像JVC、松下等一些國際高端品牌廠商也“吃定”了這塊“蛋糕”，不僅有專業(yè)的低照度攝像機，更是將低照度功能集成到每一款攝像機產(chǎn)品中，以期讓產(chǎn)品更有市場優(yōu)勢。

各生產(chǎn)廠商始終致力于提高攝像機的新技術，使其能夠最大程度的滿足應用要求。其中低照度攝像機是非常重要的一個分支，在一定程度上也體現(xiàn)了一個攝像機生產(chǎn)廠商的技術發(fā)展實力和發(fā)展方向。但伴隨著攝像機微利時代的來臨，低照度攝像機由于較高的價格也把市場范圍縮小了不少，而能夠采購此類攝像機的，也往往是一些有實力的用戶。

但高價位也阻擋不了低照度攝像機在高端市場的占有量，低照度攝像機的市場份額也是越來越大，據(jù)三立視頻科技的張治國透露，該公司低照度產(chǎn)品在其所有攝像機產(chǎn)品銷量中已占到40%的比例。而據(jù)JVC的譚耀明估算，在該公司的銷售領域內(nèi)也已有60%的場所用到低照度攝像機。另外，從一些廠商提供的數(shù)據(jù)來看，低照度攝像機近年來的增長速度在15%-30%左右。

同時，由于技術門檻高，只有國外少數(shù)廠商掌握了低照度的核心技術，所以它的成本也不容易降下來。JVC的譚耀明表示，比較國產(chǎn)和進口低照度攝像機可以看出，國產(chǎn)的設備相對價格較低，工藝稍遜一籌；進口的設備性能好、價格高，認證的標準也都是國際上的標準。因此，在銀行、道路等高端市場，國外品牌還是占主導地位，而國內(nèi)廠商則定位于中低端市場。但近兩年，國內(nèi)廠商逐漸興起，技術上和制造工藝上有所提高，市場占有率也在逐步提升。

應用范圍日趨多元化
目前低照度攝像機用于道路監(jiān)控的重點是高速公路收費監(jiān)控系統(tǒng)，主要是對收費站的車道、收費廣場、收費亭的收費情況，對收費車道通過的車輛類型、收費員的操作過程以及收費過程中的突發(fā)事件和特殊事件進行觀察和記錄，實施有效的監(jiān)督。尤其是在晚上，收費站工作人員需要看清車牌，而一般情況下，車燈打開后，路上的環(huán)境照度與車牌的照度形成了一定的動態(tài)范圍，傳統(tǒng)攝像機難以“看清”，所以對低照度攝像機的需求極大。

其次是電子警察系統(tǒng)，通過閉路電視監(jiān)控和沖紅燈自動攝錄等手段，提高指揮中心的直觀性、實時調(diào)動能力和對交通事故、意外事件的響應能力，以及增強查處違章的客觀性，并對控制區(qū)域進行全面協(xié)調(diào)控制，提高車輛的通行能力。由于需要看清車牌，24小時監(jiān)控，所以對低照度攝像機有了需求。

除了在一些較傳統(tǒng)的監(jiān)控領域，還有些情況在低照度環(huán)境下可能不方便外加光源的場所，比如在醫(yī)院病房內(nèi)，想要對醫(yī)生或者值班護士進行績效考核。如果在病房里加光源，就會影響病人休息，因此就需要用到低照度的攝像機。另外還有一些不合適外加光源的場所，比如監(jiān)獄等特殊單位需要在隱蔽位置安裝攝像機。

當下，低照度攝像機的應用已經(jīng)不局限于CCTV的監(jiān)控場合，包括某些設備制造行業(yè)、生物醫(yī)療以及科研軍工等領域都有廣泛的應用，比如三星光電子研究的終極超低照度攝像機，其照度值能達到0.000008Lux，該產(chǎn)品主要是用于醫(yī)療事業(yè)需要高清的領域。另外，某些領域除對產(chǎn)品指標特性的關注以外，對產(chǎn)品的外形尺寸也到了斤斤計較的程度。低照度攝像機的發(fā)展，不必只關注當前監(jiān)控領域的需求，更應當聽取其他行業(yè)的需求，解決低照度條件下可獲取低噪聲的圖像，另外頻譜的相應范圍也可以做得更寬泛，以適應多領域的需要。

由于低照度攝像機的高成本，其價格也是讓部分用戶暫時無法接受，經(jīng)常與甲方打交道的北京東英創(chuàng)新科技有限公司部門經(jīng)理孫健指出，目前低照度攝像機在小區(qū)中的需求其實也較大，但其價格一直讓用戶望而卻步。因此，技術不斷提升是眾廠家繼續(xù)努力的方向，性價比的提高將會給用戶帶來福音。

結(jié)語
目前，低照度技術在逐漸走向成熟的同時，其技術上的瓶頸也日益突顯出來。長期以來，中、高端市場應用到的低照度攝像機大多是來自日本、韓國、歐美等知名廠商的品牌，這主要得益于其掌握了低照度攝像機的核心技術。由于國外廠商自身擁有的關鍵技術，加上對技術開發(fā)的投入力度都相當大，新產(chǎn)品更新?lián)Q代速度快，因而搶占了很大部分的市場份額。在低照度攝像機核心技術領域，進口廠商仍然占據(jù)了絕對的優(yōu)勢，目前還有相當數(shù)量的中國廠商采用向外采購核心零部件、再自行組裝產(chǎn)品的模式生產(chǎn)，其中可能會增加一些外圍電路設計、圖像對比度、濾光片、AGC等自主技術，但是也只能改善小部分的效果。邁可視的徐曉明表示，不僅是低照度攝像，甚至在部分CCTV產(chǎn)品領域，核心技術仍然掌握在國外廠商手中，中國本土企業(yè)缺乏自主研發(fā)能力，于是中國廠商只能跟著國外走，短期內(nèi)這種狀況不會有明顯的變化，中國企業(yè)可能要在5-10后才能真正掌握攝像機的核心技術。