《電子技術應用》
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解析:低照度攝像機發(fā)展遭遇哪些困境,?
摘要: 近年來,低照度攝像機盡管已有長足進步,,但隨著應用要求的不斷提高,或說用戶日益的“挑剔”,,也暴露出種種弊端,,并制約著其進一步發(fā)展,這主要表現在感光器件靈敏度還不能真正滿足全天候監(jiān)控的需求,、產品價格的劣勢,,以及需求本身的強度不高。所以說,,靈敏度,、價格、需求強度便成了其阻礙壯大的軟肋,。
Abstract:
Key words :
  低照度攝像機的發(fā)展現狀

  第一,,從市場上采用的SonyCCD來講,在低照度攝像機研發(fā)的源頭方面,,上游芯片廠家所需要做的工作主要是CCD靈敏度的提升,,現在出現的四代CCD,就是HAD,,SuperHAD,,ExwaveHAD,現在最新的叫SuperExwave,,其中最有名的是ExwaveHAD,,很多人把它用作了低照度CCD的通稱,中文名稱叫超感度,2004年Sony在世界范圍內推出的SuperExwaveCCD,,尤其強化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,。

  自然光可以成彩色的畫面,,夜間依靠紅外光只能成黑白的畫面。我們就考慮研發(fā)了彩轉黑方面的技術,,白天還是彩色圖象,,靠的是濾光片,如果紅外線進來以后,,會帶來顏色的失真,,以及會帶來一些噪波的增加等等。所以白天我們就拿濾光片把紅外濾掉,。到晚上我們用近紅外線成像,,就把濾光片移除,從外面光線進來可能包括一些紅外,,但是我們的圖像呈現是黑白的,。這就是我們的彩轉黑的技術。

  第二,,未來源頭芯片廠家會不斷提高CCD的性能,,會讓CCD以后逐漸接受和適應更寬的光譜范圍。從攝像機選用角度來說,,還是建議大家,,有可能盡量選用采用靈敏度高的CCD的攝像機,剛才介紹Sony有四代CCD,,現在有三代同時存在市場上,。大家可以根據自己的情況來選用。

  另外一些代表未來發(fā)展方向的,,應用于低照度攝像機的技術,,比如說慢快門,數字降噪等,。數字降噪,,就是通過數字處理,可以降低雜波,,突出我們想要的信息的主體,。還有像DSP數字處理,這方面也采取更多措施來提高DSP性能,,采用新一代Sony固化DSP芯片,,攝像機性能將有很大提升,。

  低照度攝像機發(fā)展遭遇哪些困境?

  曲高和寡

  2011年作為“十二五”開局之年,,中國安防行業(yè)發(fā)展將依舊波瀾壯闊,。據了解,除了直接投資近1000億元的全國城市報警與監(jiān)控系統建設試點工程(即“3111”試點工程)進入整體推進階段外,,安防在高鐵建設,、高速公路建設、地鐵城軌,、城市智能交通,、校園監(jiān)控、社區(qū)家庭等細分行業(yè)中的需求也在增長,。此外,,大型活動帶動的需求同樣不容忽視,即將迎來8月12日第26屆世界大學生運動會的深圳,,其供大運會使用的智能交通系統,、信息網絡系統和安保系統等,就將投入30多億元,。

  然而,,作為前端監(jiān)控的一份子低照度攝像機并沒有跟上安防的大跨步節(jié)奏。據CantronicSystems市場營銷執(zhí)行副總裁JonChynoweth稱,,就全球市場來看,低照度攝像機的市場規(guī)模僅有3億美元左右,,這些攝像機也主要用于特殊場合或者偏遠區(qū)域,,如一些機要區(qū)域、關鍵基礎設施,、化工廠,、邊檢控制、港口入境和邊防,。

  尋根認祖

  除了最原始的增加補光燈或紅外燈,、選用大靶面CCD(該方法百萬像素攝像機普遍采用)外,長期來改善低照度成像效果的手段不外乎下面幾種,。

  選用高靈敏度CCD,,目前攝像機大多采用兩大系列CCD,一是索尼SUPPERHADCCD系列,,另一是索尼的EX-VIEWHADCCD系列,。EXVIEWHADCCD將CCD每一像素的開口率提高,進而達到更低照度,。技術資料介紹EXVIEWHADCCD的低照效果是SUPPERHADCCD的4~6倍,,實際上確實有提升,。

  彩轉黑技術,目前采用這一技術甚多,,可配合使用紅外燈,。轉換技術有兩種,一是采用紅外濾光片和切換電路來進行彩色/黑白轉換,;另一種利用電子電路將彩色信號濾除掉,,無需紅外濾光片。高端彩轉黑攝像機多采用前一種切換技術,,以保證顏色還原度和清晰度

  幀累積(慢快門)技術,,但慢快門的啟動使得圖像實時性變差,造成嚴重的拖尾現象,,所以只適用于靜態(tài)場所的監(jiān)視,,不宜監(jiān)控目標移動速度較快的場合

  數字降噪技術,從一些高檔低照攝像機的數字降噪表現來看,,能在低照的噪點過多的情況下(特別是AGC啟動時),,較好地改善圖像的潔凈度和清晰度,從而提升低照成像效果,,但很多攝像機在降噪功能啟動后還是會出現拖尾和動畫感問題,。

  從上述簡單羅列,可歸納出提升低照度下成像效果的途徑主要還是從兩方面入手:一是提高CCD自身性能,;二是增加內部軟硬件的圖像處理能力,。

  遭遇軟肋

  近年來,低照度攝像機盡管已有長足進步,,但隨著應用要求的不斷提高,,或說用戶日益的“挑剔”,也暴露出種種弊端,,并制約著其進一步發(fā)展,,這主要表現在感光器件靈敏度還不能真正滿足全天候監(jiān)控的需求、產品價格的劣勢,,以及需求本身的強度不高,。所以說,靈敏度,、價格,、需求強度便成了其阻礙壯大的軟肋

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