星光级:夜视下的低照竞争

2015年04月19日

星光级:夜视下的低照竞争

 
 

  日前,李克强总理在2015年政府工作报告中,提出了“互联网+”行动计划和发展智慧城市的目标。智慧城市建设需要的是智能监控。但智能分析的前提还是摄像机应有清晰的画面和良好的图像表现。

  这样的背景下就不仅要求具备高分辨率的监控,同时要求在夜间能清晰还原低照环境下的图像细节,从而保证全天候都能输出优质的监控效果。前期各地政府投资的视频监控系统,在夜晚光线较差的环境下总显得力不从心,因此需要夜间不同环境下的图像效果能跟上智慧城市建设的步伐。低照度下的摄像机表现,也因新品、技术处理问题,成为一大掣肘。时至今日,“星光级”的概念已出,夜视下的低照竞争更趋激烈。

  从“觅光者”到“星光级”

  在坊间流传的一种说法是,去年初的浙江某地平安城市招标中,来个各大监控厂家的摄像机被提供给甲方做测试。结果,在色彩、降噪处理都势均力敌的情况下,由于超一流的低照表现,宇视科技的摄像机脱颖而出最终中标。由此,“星光级”一词不胫而走,甚至成为时下各大监控厂家营销的关键词之一。

  当记者带着这个故事向宇视科技求证时,公司IPC产品线负责人表示:星光级的前身应该是安讯士的觅光者系列;在低照环境下表现优异的摄像机其实都可以称为星光级。“衡量星光级的指标,客观评分是相机低照度的测试,但是这种测试跟环境又息息相关。使用光圈、测试的手法都会影响到最终的测试呈现。归根结底还是要看摄像机最终成像效果。”

  据记者了解,安讯士几年前重磅推出的“觅光者”其技术优势是高感光性、出色的图像质量、低噪点但细节丰富,以及低照度条件下更好的色彩重现。该项技术是一项结合了传感器、镜头以及视频压缩处理技术相结合的全新技术。各种因素(传感器、镜头、内部芯片开发和图像处理知识)的融合确保了采用此项技术的网络摄像机可实现最出色的性能。集成“觅光者”技术的网络摄像机是低照度环境下室内和室外监测的理想解决方案,特别是当用户要求提供彩色图像以加强对监控对象的辨认和识别时,与普通的日夜两用摄像机在黑暗环境下图像转换为黑白不同,集成了“觅光者”技术的摄像机即使在光线非常黑暗的环境下仍然可以提供彩色图像。 在很多情况下,彩色图像对于成功地识别监控对象是非常重要的,这项创新技术能够有效的提升使用者识别人脸、车辆和意外事故的能力。

  随着经济建设的不断发展,与其相配套的安全监控系统也愈加显得重要,特别是对于在低照度环境下,依然可以保障监控质量的监控设备也将成为发展的重点。

大靶面sensor促成星光级走向现实

  在高清视频监控中,图像像素的增加,低照性能随之将会降低。目前随着图像传感器在低照技术方面的突破,截止2014年底,行业主流厂商均推出了超低照度“星光级”系列摄像机,并在智慧城市建设中初步得到推广及应用。

  星光级摄像机,顾名思义是指在星光环境下即使无任何外置辅助光源,也可显示清晰的彩色图像,其采用了超灵敏度图像传感器和独有的电子倍增和噪点控制技术能够极大地提高摄像机的灵敏度,并且具备24小时全彩色实时效果,绝无普通低照度摄像机出现的拖尾现象,以满足对夜间高品质监控的需求,而且功耗小、图像效果真实、不偏色。在星光级网络高清摄像机7×24小时的试验现场,在漆黑的房间里用星光级摄像机拍摄的图像不仅清晰,而且色彩逼真。

  宇视科技相关负责人表示,“跟竞争对手的产品来相比,公司的产品和其他几个大厂家的效果相差不大,只是看大家调试的手法。我们的优势主要是在噪点的压制上。各个厂家对自己的产品定位也有一定差异。”

  低照度监控技术主要受镜头、图像传感器、后端图像处理技术等因素的影响,要想取得较为理想的低照度监控效果,可从以下几个方面进行提升:利用大光圈镜头有效提升进光量,从而使摄像机获得理想的低照度效果;选用大靶面传感器,相同分辨率的摄像机,图像传感器靶面面积越大,则其单位像素进光量就越大,抑制噪点能力越强,低照度拍摄时,成像画质也越好;改进传感器工艺,比如背照传感器通过改善传统CMOS感光元件内部的结构,让感光层的元件调转方向,光能从背面直射进去,避免了在传统传感器结构中,光线会受到微透镜和光电二极管之间的电路和晶体管的影响,从而显著提高光的效能,大大改善低光照条件下的拍摄效果;良好的图像处理技术,采用3D降噪的摄像机,图像噪点会明显减少,图像会更加清晰透彻,从而显示出比较纯净细腻的画面;增加补光设备,低照度摄像机,比如星光级枪机,能在微光环境下正常工作,但有些场景,也可通过增加白光补光的方式来提升其监控效果。

  记者在景阳科技了解到,顺应市场的发展需求,公司目前已完成星光级枪机、球机的开发,其图像效果、优异的性能、良好的体验感在智慧城市中应用中得到用户的高度认可。

  据景阳科技产品经理胡宗进介绍,“目前主流的星光级摄像机方案为索尼185该芯片的核心还是其SENSOR靶面很大。因为提升感光度,最直接就是提高物力尺寸。而1.9寸分之一和2.8分之一相隔整整一个尺寸。”

  特殊产品特殊应用

  胡宗进表示,索尼星光级摄像机图像传感器的价格当前还较为昂贵,高高在上的价格因素也成为影响其应用的重要原因。

  记者了解到,在“平安城市”项目、金融、文博、酒店、写字楼、住宅小区、平安村居、校园、港口、高速公路、街道等场合,对摄像机性能要求比较高,由于常规型摄像机难以满足24小时连续监控的需求,所以低照度摄像机成为首要选择。这些应用中,例如“平安城市”项目,夜间光照不足,又不可能大规模安装补光照明设施,在这样的情况下,要得到较好的监控效果,就需要安装高品质的低照度摄像机,既能保证监控效果,又能简化系统构成和实现较好的可靠性和较低的成本。

  除了上述这些传统的监控领域,在森林、医院等一般也会安装低照度摄像机,这些场合环境光照不理想,又不宜外加光源。例如医院,为了保证病人休息,不方便通过补光等方式来提高环境照度,就只能在摄像机性能上想办法,所以需要安装低照度摄像。还有一些场所没有条件加光源,也需要使用低照度摄像机。例如一些工地、油田、厂区、货场等室外场所,监控面积大,又往往没有路灯,这种情况下,采用普通摄像机就不能保证监控效果,也需要采用高性能的低照度摄像机,才能保证有效的监控效果。

  与此同时,星光级摄像机与激光摄像机、红外摄像机的比较优势,也是促成其专业应用的重要原因。红外与激光摄像机在外界无需任何辅助光源的情况下即可得到较清晰的图像,因此它们被较多地使用在夜晚无灯的区域。而基于其整体价格相对较低等优势,使得红外摄像机在近年来所占据的市场份额也呈直线上升趋势。但红外与激光摄像机目前仍存在一些缺陷,如色彩为黑白、能耗大、散热不佳、红外摄像机照射距离有限、照射范围不广等等。而低照度摄像机是近年来随着半导体技术发展而推出的监控行业的热点产品。

来源:烟台三和网络系统有限公司
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