社会的发展,对智能高速球机提出了更高的要求,不仅能够智能的记录相应的事件,在黑夜和能见度低得情况下,也要清晰的记录场景。目前,很多厂家将摄像机的照度参数越标越低,这些摄像机果真有那么高的灵敏度吗?我们来分析下它的相关技术。
镜头
作为摄像部件的重要组成部分,其作用是为摄像机的CCD聚焦被摄物体的光线,使景物在CCD上成像。其可摄取光线的多少直接决定了CCD成像的清晰度。衡量镜头摄取光线的多少,称之为进光量,镜头的进光量用F值(光圈)表示。F值=f(焦点距离)/D(镜头的有效口径),它与口径成反比,与焦点距离成正比。在焦距相同的条件下,镜头口径越大,F值越小,镜头进光量就越大。常见镜头的F值多为1.2、1.4,目前也有F1.0的镜头。因此为了使得摄像机获得理想的低照度效果,需要配置相适合的或配置F值较小的镜头。
CCD感光器件
目前摄像机常用的CCD主要有三大供应商,即SONY、SHARP和LG,在这三种CCD中,SONY的CCD感光度相对较好,常用的SONYCCD低照度技术为SuperHADCCD;后来SONY又研发出超感光度CCD,SONY称之为EXVIEWCCD,该CCD的感光度为SuperHADCCD的5倍。
另外,CCD的尺寸大小也对感光度有着很大的影响,尺寸越大,其感光度越好。为了使摄像机有更低的照度指标,经常会采用1/2英寸的CCD摄像机。有数据显示:1/3英寸CCD的感光量只有1/2英寸CCD的56%;而1/4英寸CCD的感光量只有1/3英寸CCD的44%。
滤光片
其是彩色摄像机的一个很小的器件,对摄像机的成像效果起着很大作用。滤光片滤除红外光。彩色摄像机的CCD也可感应红外线,但因感应红外光易导致DSP无法算出正确颜色,因此须加一片滤光片将光线中红外光滤除,所以只有彩色CCD需要滤光片,黑白CCD不需要安装。
图像DSP处理
低照度摄像机发展至今,不仅有硬件技术方面的发展,对于DSP图像处理方面也有突出的表现,比如彩转黑技术和低速电子快门,即帧累积技术的出现。
彩转黑技术
通常黑白摄像机的灵敏度会比彩色摄像机的灵敏度要高很多,因为黑白摄像机中,DSP运算只对两种色彩进行处理,即黑色和白色,所以现在相当部分的低照度摄像机都有彩色转黑白的功能,即白天为彩色图像,夜间通过软件处理将图像转换为黑白图像,通过牺牲彩色效果来得到更低的照度。
一般彩色转黑白的过程是通过CCD采集光线后转换的电荷强弱来控制,当电荷强度达到一定临界值时会自动转换为黑白图像,同样为保证在临界值时不会造成反复切换,会做一个延迟处理。
低速电子快门技术
低速电子快门利用电脑记忆体的技术,连续将几个因光线不足而较显模糊的画面累积叠加,成为一个影像相对较清晰的画面。在CCD摄像机内,是用光学电控影像表面的电荷积累时间来操纵快门,电子快门控制摄像机CCD的累积时间,当电子快门速度增加时,在每个视频场允许的时间内,聚焦在CCD上的光减少,将降低摄像机的灵敏度。普通摄像机的电子快门为PAL:1/50-1/100000秒,NTSC为1/60-1/100000秒,低速电子快门可放慢快门的曝光速度,使得CCD可更长时间累积电荷从而在低照度环境下得到相对清晰的画面。现在帧累积摄像机其低速电子快门放慢速度可达到普通摄像机的128倍。然而,随着电子快门速度的放慢,会产生摄像机图像拖尾现象,该类摄像机比较适用于对静止画面的监视,活动剧烈的画面监视不宜用。
通过以上分析,用户在选择这种产品时不能盲目地看各商家所标的最低照度参数,应该根据环境以及所需的具体情况,再结合经济能力选择相应的产品。