低照度环境监控系统布建方案及产品选用要求

　　镜头也是摄像部件的重要组成部份，它在低照监控应用技术上作用是为摄像机的Sensor感光组件聚焦被摄物体的光线，这里的低照应用与技术关系在于镜头的口镜越大进光量也会越大，也就是镜头的进光量F值越小，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F值较小的镜头为另一关键。

　　3. 滤光片Filter技术

　　滤光片是彩色摄像机的一个组件，对摄像机的低光成像效果有很大作用。一般滤光片可滤除红外光。采用可滤除不需要的红外光而保留需要的红外光的滤光片。目前高端低照度摄像机会选用双滤光片ICR-CUT，即白天采用不感应红外的滤光片以获得清晰的图像，夜间采用可感应红外的滤光片得到更低的照度。

　　由以上三个低照度应用的技术关键说明，可知低照度监控系统布建的诉求重点何在。

　　低照度监控布建可应用方案有哪些?

　　工程技术人员都应该知道在光线较差的环境中，低照度摄像无需辅助光源即能识别目标物体，这些都是靠摄像体本身Sensor、DSP、镜头及虑光片协作所致，而在这些关键技术采用下，低照监控的布建应用也就越来越受到工程商的重视与使用青睐。这些低照度监控应用方案大致包含以下:

　　1. 最基础也是最笨的一种方式——帧累积应用方案

　　这种应用也叫做低快门(Slow Shutter)，此类摄像机又称为画面帧累积型摄像机，它是利用内存的技术并放慢快门速度，连续将几个因光线不足而较显模糊的画面累积起来，成为一个影像清晰的画面，运用慢快门技术降低摄像机照度至0.009lux/f1.2以下，并且画面能够累积的帧数(128或256帧)是属于一种既笨又可靠的低光应用技术。

　　此类型低照度摄像机适用于禁止红或紫外线的场所，比如博物馆或夜行动生物观察，国土海岸监视等，属于较静态场所的低照监视使用。

　　2. 电子机械应用方式——彩色变黑白模式方案

　　此方式又称为日夜模式(Day & Night Mode)，此类摄像机目前在市场上仍有其特定的需求，一般日夜型摄像机的照度在国内市场上标示数值最低有达到0LUX的程度，但0Lux基本无法呈现色彩，因此在应用于低照监控布建时必须特别声明其效能。这种白天彩色/晚上黑白(COLOR/MONO)摄像机是利用黑白影像对红外线感度较高的特点，在一定的光源条件，利用电机机械线路切换滤光片或软件切换为黑白信号模式的方式，将影像由彩色转为黑白，以便于感应红外线。

　　在彩色/黑白线路转换的过程中，为了搭配红外线，拿掉了彩色摄像机不可缺的红外线滤光片，此种作法虽可在夜晚达到“低照度”的目的，但在应用时却有影像焦距模糊，色彩表现不正确的缺点，并且摄像机的成像距离会受到红外线成像焦点位移差的影响导致无法清晰成像的结果。因此为达真正的低照度摄像除采用IR红外镜头搭配使用才能达到成像清晰的要求，而特别注意的是碍于摄影机本身采用组件的功能限制,因此这种而白天彩色/晚上黑白的摄像机只是利用线路切换及搭配红外光的方式，并不能算是低照最好的方式。

　　3. 最科学化的应用方式——高感度低光感应模式方案(Low-Light)

　　此方式又称做Exview-HAD模式，也可称为全天候摄像机，是最热门的低照度监控应用机种。其彩色模式低照度可达0.01Lux，黑白更可达0.001Lux，搭配红外线时可在 0Lux下使用。此类低照监控的摄像机不仅能清晰的辩识影像，更不会出现类似低照时帧累积方式出现延迟画面。此类型摄像机主要采用Exview-HAD超感光组件，使得最低照度可达0.001Lux,幷且还能保持较小影像噪声比，而实现真正意义的低光级摄像机，在相对黑暗的环境下无需使用红外灯就可以得到较为清晰的影像，使安防行业在低照监控的技术发展更深一层。

　　4. 有效的辅助低照的应用方式——红外线辅助模式方案(IR Mode)

　　感红外摄影机又称为红外辅助摄像机，由于感光组件有很宽的感光光谱范围，其感光光谱不但包括可见光区域，还延长到红外区域，利用此特性，可以在夜间无可见光照明的情况下，用辅助红外光源照明可使影像感光器清晰的成像。在实际低照监控工程应用中，我们发现黑白摄影机比彩色摄影机具有更高的灵敏度，可以在较暗的环境里获得更清晰的影像，特别在有红外光源辅助照明配合下，更是可以做到0Lux(可见光)。因此在使用红外灯时我们应选择黑白摄影机或是日夜两用摄影机镜头，并具有IR自动光圈，以适应昼夜照度很大的变化。

　　以上四类为低照监控时最有效的系统布建应用方式，给我们在系统产品选型上提供了一个有效低照环境应用依据，但除了应用的选型依据之外，我们在低照监控系统的布建产品选型上还要注意一些重要的选行应用问题，这些问题可谓包罗万象。

　　低照度环境监控应用问题

　　低照度监控系统的建置不免在工程过程中或系统产品应用上产生问题，这些问题有些来自产品电路电子性能，有些来自环境物理特性，不一定是您我在工程施作前就能预期的，因此要在特殊的低照度监控系统进行工程的项目，势必有一些经验与问题是我们必须事先了解并加以预防的，特别是在低照度的一些应用问题上，以下就四个低照度应用类型，将可能发生问题简述于后;

　　1. 焦点偏移的问题

　　由于使用红外线摄影机或辅助红外线照明，可见光与红外光由于波长不同，会使影像成像焦点不在一个平面上，导致在白天可见光条件下图像清晰，而夜间红外光条件下模糊，或者夜间红外光条件下图像清晰，白天可见光条件下图像模糊。

　　这种情况可以用三个方法解决。第一，采用自动聚焦一体化摄像机;第二，采用IR专用焦点不偏移镜头;第三，采用专业的调整工具，在非IR镜头条件下也可以实现焦点不偏移的要求。

　　2. 色彩不正确的问题

　　虽然黑白摄像机可以感应红外光。但红外光线在可见光下对于彩色摄像机来讲却是一种干扰的杂光，会降低彩色摄像机的清晰度和色彩还原。一般彩色摄像机的滤光片就是为了阻止红外线参与成像。但两相选择下常让低照监控的色彩产生不正确的情况。

　　因此要让彩色摄影机感应红外线现在有两个做法。第一，切换滤光片，在可见光条件下挡住红外线进入;在无可见光的条件下移开滤光片，让红外线进入;这种方案得到的影像质量好，但成本高且会出现一定的故障率。第二，在滤光片上打开红外线通道，允许与红外灯波长相同的红外光线进来，但色彩还原略差。

　　3. 低光感应或搭配红外线照明的画面红暴问题

　　由于红外线波长在700nm-800nm间的影像在感应时容易出现类似白亮曝光的红暴现象，因此低照度监控能不能避免出现红暴就是一个高超的技术问题，但实际上有无红暴只是一个选择问题，并不是技术问题。波长在900nm以上的红外线就不会有红暴现象，而波长越短，红暴越强，红外线感应度也越高，所以是产品的选配选择而不是技术问题。

　　4. 红外线照明的投射角度问题

　　红外灯是不是视角越大越好?其实是要看搭配镜的，大部份工程商都对这种说法产生迷思，大多认为红外灯发射视角越大，选用镜头越大，就不会出现红外线灯的”手电筒”现象。一般情况下，红外灯的视角要与镜头的视角相一致，效果才是最佳的。

　　5. 低照度监控的距离问题