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創通寶論星光攝像機的技術原理和技術難點誤區
發布時間:2018-5-4 瀏覽:2410 次

    星光攝像機的效果主要是由鏡頭圖像傳感器、后端圖像處理技術三大技術決定,要想取得理想的星光低照度監控效果,需要對著三項技術進行不斷提升。對于鏡頭來說,提升星光效果最有效的方式就是提升進光量,而有效提升進光量的方式就是采用大光圈鏡頭,故一款效果優異的星光攝像機必定采用大光圈鏡頭;當然,我們不可能無限制的提升光圈值,大光圈也有一定的問題,主要是會導致景深變小和強光過曝兩個問題,景深小就會導致監控畫面遠處和近處場景虛焦看不清,強光過曝就會導致如監控中有車燈照射就會畫面一片白,而這時候就需要各個廠家通過自己的圖像算法來優化。而且大光圈還會帶來攝像機成本的增加,越是大光圈的鏡頭,成本也是幾何倍的增加,這對于幾百元一個的攝像機來說還是難以承受,還有就是現有技術還只能實現F1.0量級的大光圈,存在一定的技術壁壘需要突破。

    對于傳感器來說,提升星光效果最有效的方式就是加大靶面(傳感器的尺寸)。相同分辨率的攝像機,圖像傳感器靶面面積越大,則其單位像素的感光面積就增加了,從而變相增加了單位面積的進光量=和大光圈一樣,大靶面的傳感器也會帶來成本明顯的提升,不僅是傳感器本身成本的增加,相應配套的鏡頭的成本也會大大增加,這就限制了大靶面的普及和銷售。其次是傳感器工藝的變更.比如背照傳感器技術。傳統的CMOS傳感器每個像素點都要搭配一個對應的A/D轉換器以及對應的放大電路,而這部分電路會占用更多的像素面積,直接導致光電二極管實際感光的面積變小,感光能力變弱。背照傳感器技術通過改善傳統CMOS感光元件內部的結構,讓感光層的元件調轉方向,光能從背面直射進去,避免了在傳統傳感器結構中,光線會受到微透鏡和光電二極管之間的電路和晶體管的影響,從而顯著提高光的效能,大大改善低光照條件下的拍攝效果。

    最后是優異的圖像處理技術,比如前面提及的聚焦和智能曝光算法;比如相比于傳統的2D降噪技術(幀內降噪),采用3D降噪技術(幀間降噪)就可以使圖像噪點明顯減少,圖像會更加清晰透徹,從而顯示出比較純凈細膩的畫面;比如自動增益.能夠將低照度下圖像的亮度維持在相對理想狀況,合理控制噪聲的大小。

    架構星光技術的攝像機的誤區  

    東莞監控系統公司稱首先星光攝像機只是一個形容詞,并不是說星光攝像機已經實現在星光下就可以看清并呈現彩色,目前星光攝像機最適合的應用場景是城市戶外夜晚(有點路燈),酒店走廊(昏暗,但是有一點光線),地下停車場(也是光線暗)等,千萬不要把星光攝像機用到郊外農村無光或極弱光下,否則不能充分發乎星光攝像機的價值(不能實現彩色畫面的監控)。但相比通用攝像機,監控黑白效果還是會有明顯提升,如果在郊外農村使用星光攝像機,如果要保證彩色圖像,建議另外增加一個白光燈作為微弱補光。

    其次,星光攝像機畫面越亮越好的說法也是錯誤的,很多偽星光攝像機就是采用延長曝光時間來保證圖像亮度(很多廠家的宣傳廣告畫面就是采用類似方式),這種方式只能保證在靜止監控畫面下的圖像效果,一旦運用在有移動物體的場景下,特別是快速移動的物體,會帶來嚴重的拖影,根本沒有實際使用價值。還有類似加大數字增益也是相同的原理,在放大亮度信號的同時也放大了噪點信號,由此會產生大量的噪點。

    第三,星光攝像機像素越高效果越好,隨著星光越來越火熱,各個廠家不斷吹噓高像素星光攝像機,但實際上很多高像素星光攝像機夜間彩色效果還不如低像素星光攝像機,原因就是前面原理中講到的相同傳感器尺寸下像素點越少,單位像素感光面積越大。故而低噪效果更好,所以要保證高像素星光攝像機的效果,就需要加大傳感器尺寸來保證星光效果,由此也會帶來成本的急劇提升。

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