視頻會議攝像機(jī)低照度技術(shù)深度解析

    低照度，全稱最低照明度，是測量攝像機(jī)感光度的一種方法，表示攝像機(jī)的感光度或靈敏度。簡單來說，攝像機(jī)能在多黑的條件下看到可用的影像，最低照度越小，對拍攝環(huán)境照度要求越低，在英國以尺燭光（Lumen）作為單位，在歐洲以Lux作為單位。但因沒有管理的國際標(biāo)準(zhǔn)，因此每個制造商都有自己測量感光度的方法。在選購攝像機(jī)時(shí)，面對不同廠家對攝像機(jī)指標(biāo)參數(shù)的不同表達(dá)方式，在缺乏指標(biāo)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的參考及無法進(jìn)行逐個攝像機(jī)的低照度效果測試，往往會讓用戶無從辨別其中的性能優(yōu)劣。那么，我們是否能夠通過看懂?dāng)z像機(jī)低照度的參數(shù)指標(biāo)，對它進(jìn)行分析解讀，從而衡量出不同攝像機(jī)低照度性能的優(yōu)劣呢？

    從上圖來看，我們簡單對照度進(jìn)行了解，那么攝像機(jī)的低照度是不是就是簡單的用Lux就可以體現(xiàn)？答案是否定的，在任何一份準(zhǔn)確專業(yè)的攝像機(jī)參數(shù)資料上，攝像機(jī)低照度指標(biāo)應(yīng)該至少表示為如下格式：XX Lux （F X X IRE）。從格式上看，判斷低照性能至少和兩個參數(shù)有關(guān)，即配用鏡頭的F值，IRE值。完善這些參數(shù)，對比照度值才是具有意義的，那么小編帶大家認(rèn)識一下這兩個參數(shù)值。

    F值

    是測量鏡頭采集光線能力的方法，一個好的鏡頭能采集更多的光線并集中放射到CCD傳感器上，F(xiàn)1.4的鏡頭比F2.0的鏡頭能采集2倍的光線，換句話講，F(xiàn)1.0的鏡頭比F10的鏡頭能多采集100倍的光線，因此在測量中標(biāo)出F值是非常重要的，否則結(jié)果都是沒有意義的。

    IRE值

    攝影機(jī)的視頻輸出最大振幅一般設(shè)置在100IRE或者700毫伏，一個100IRE的視頻表示可以完全驅(qū)動一個監(jiān)視器表現(xiàn)最好亮度和對比度的優(yōu)質(zhì)影像，只有50IRE的視頻表示只有一半的對比度，30IRE或者210毫伏表示只有原始振幅的30%，通常30IRE是最低的表現(xiàn)可用影像的數(shù)值，一個標(biāo)準(zhǔn)的攝影機(jī)當(dāng)自動增益提高到最大增益時(shí)噪度等級應(yīng)該在10IRE，因此能提供3：1或10dB信噪比可以接受的影像。一個在10IRE下測量的結(jié)果可以比在100IRE下測量的結(jié)果高出10倍，因此沒有標(biāo)出IRE等級的結(jié)果實(shí)際上是沒有意義的。當(dāng)環(huán)境照度降低時(shí)，視頻幅度和IRE值都是隨之下降的。考察攝像機(jī)的低照度性能時(shí)，IRE值可能會很低，但是必須保證顯示出的視頻還是有意義的。了解完了影像低照度的參數(shù)，那么低照度值又分為哪幾個級別呢？

    暗光級：0.1Lux

    月光級：0.01Lux

    星光級：0.001Lux及以下

    為了提高攝像機(jī)在暗處的低照表現(xiàn)，各大品牌又通過以下幾大方向做著努力。鏡頭：作為攝像機(jī)的重要組成部分，其是光線進(jìn)入攝像機(jī)的第一道入口， 其攝取光線的多少直接決定了成像的清晰度。而通常用“進(jìn)光量”的大小來衡量鏡頭對光線的攝取能力，鏡頭的進(jìn)光量可以用F值(光闌系數(shù))表示。F值=f(鏡頭焦距)/D(鏡頭的有效口徑)，它與口徑成反比，與焦距成正比。在焦距相同的條件下，選擇口徑越大的鏡頭，鏡頭進(jìn)光量就越大，也就是需要選擇F值越小的鏡頭。

    圖像傳感器Sensor是光線進(jìn)入攝像機(jī)的第二道入口，從鏡頭透進(jìn)的光線會在這里成電信號。目前主流的傳感器有CCD和CMOS兩種，CCD的制造工藝較為復(fù)雜且技術(shù)壟斷在幾個日系廠家手中，成本較高，其在靈敏度及信噪處理等方面的表現(xiàn)優(yōu)于CMOS，而CMOS則具有低成本、低功耗以及高整合度的特點(diǎn)。但隨著CMOS技術(shù)的不斷發(fā)展，CCD和CMOS之間的差距正在逐漸減小，新一代的CMOS已經(jīng)極大地改善了在靈敏度方面的不足，成為高清攝像機(jī)領(lǐng)域的主流，現(xiàn)在市面上的星光級超低照度網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)基本上采用的都是高靈敏度的CMOS傳感器。另外，傳感器的尺寸大小也會影響其低照度效果，在同樣的光照條件下，尺寸越小，像素越高的攝像機(jī)低照度效果越差。

    幀累積技術(shù)：此類攝像機(jī)又稱為(畫面)累積型攝像機(jī)，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sensor在單幀圖像的曝光量，從而提高攝像機(jī)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(biāo)，但是需要降低圖像的連貫程度，所以選擇這種攝像機(jī)時(shí)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。

    雙濾光片技術(shù)：日間彩色模式下的OLPF低通濾光片和夜間黑白模式下的DummyGlass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，配合專用的紅外照明設(shè)備，可以得到高清晰度的黑白圖像，實(shí)現(xiàn)零照度的監(jiān)控(完全無光的情況下)。