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监控摄像机如何在光照条件很差的环境中拍摄到清晰的图像

监控摄像机要求能在夜晚光照条件很差甚至是没有光的环境中,也能拍摄到清晰图像。在摄像机的指标中,我们常常可以看到低照度这一项。

1、照度的概念
   照度是测量摄像机感光度的单位,用勒克斯(Lux,法定符号为Lx):1Lx=1Lx/㎡,也就是摄像机能在多暗的光照条件下拍摄到图像。最低照度是测量摄像机感光度的一种方法,在暗房内,摄像机对着被测物,然后把灯光慢慢调暗,直到监视器上快要看不清楚被测物为止,这时测量光线的照度,就是该摄像机的最低照度。勒克斯(Lux)的值越低,表明摄像机能在光照条件更低的情况下拍摄到清晰的图像。我们知道摄像机产生的视频信号标称值为1v,标准值为700mv,比如采用光圈为F1.2的镜头,当被拍摄景物的照度值为0.02Lux时,摄像机输出的视频信号幅值为标准幅值700mv的33%-50%,这时摄像机的最低照度为0.02Lux/F1.2。测试最低照度值必须注意镜头光圈大小,F值越小,光圈越大,需要的照度越低。不同的光圈,最低照度值是不同的。
2、实现低照度摄象的方案
   我们知道CCD摄像机可以分为彩色与黑白摄像机,普通摄像机的最低照度见下表。
普通摄像机的最低照度
可见光的波长范围为380nm~780nm,可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫,波长比紫光短的称为紫外光,波长比红外光长的称为红外光。CCD传感器表面有一层吸收紫外的透明电极,所以CCD不能接受紫外光。普通彩色摄像机的CCD芯片上有红、绿、蓝三色滤光条,所以彩色摄像机不能感受红外光。而普通CCD黑白摄像机的光谱范围很宽,不仅能感受可见光,而且可以感受红外光。
根据以上原理,在光照条件很差的环境中,工程师们常常采用以下方案拍摄到清晰的图像。
(1)普通低照度CCD黑白摄像机+红外灯
 在监控现场安装红外灯辐射“照明”,产生人眼看不见而普通摄像机能捕捉到的红外光,通过CCD黑白摄像机可以实现夜间拍摄。
(2)彩色转黑白摄像机+红外灯
所谓彩色转黑白摄像机就是指白天是彩色摄像机,到了晚上光照条件很差的时候,利用黑白图像对红外线感度较高的特点,自动切换为黑白方式,在红外线的配合下进行拍摄。和红外灯配合时候,低照度摄像机必须满足红外灯支持的最低照度。
(3)红外低照度彩色摄像机
 红外低照度彩色摄像机的红外感度比一般摄像机高4倍以上,可以在零照度(0Lux)下工作。
红外低照度彩色摄像机
(4)低速快门摄像机
低速快门摄像机又称画面累积型摄像机,通过电脑连续存储多帧(最多达128帧)因光线不足而较模糊的画面,并累积起来,成为清晰的画面,借助SLOWSHUTTER技术,实现在0.008LUX/F1.2照度下进行拍摄。这种低照度摄像机适用于禁止红、紫外线破坏的博物馆、夜间生物活动观察、夜间军事海岸线监视等。

 (5)、超低照度摄像机

    超低照度摄像机采用EXVIEWHAD技术大大提高了感光度,其彩色照度可达0.05LUX,黑白则可达0.003-0.001LUX。当配用专用的红外设备,可以得到高清晰度的黑白图像,实现0Lux下拍摄。
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