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東莞安防監控淺談技術博弈星光級攝像機存在的問題
發布時間:2018-11-14 瀏覽:1635 次

       東莞安防監控公司稱現在,幾乎任何安防廠家都有自己的星光產品線,但在星光效果的表現上卻參差不齊,這取決于不同廠家對“星光級技術”的積淀程度的不同,也從另一方面體現了研發星光攝像機并不是將像組裝積木那樣簡單。技術難點有如下幾個方面:
       光路設計是指光線從自然界到在攝像機上最終成像經歷的路徑以及路徑上主要部件的選型,這是決定星光攝像機效果的首要因素。影響攝像機成像效果的主要部件是鏡頭和傳感器,那這兩者的選型和調校就顯得尤為重要。
       東莞監控安裝的鏡頭是攝像機成像的第一個光學部件。鏡頭的最大光圈是其中很重要的一個因素,光圈越大進光量越大,從而彩色效果越好,反之則效果越差,但鏡頭光圈越大,景深卻越淺,即場景中聚焦清晰的范圍越小,所以要在進光量與景深之間找到一個平衡點。與此類似的另一個參數是攝像機慢快門,當快門越慢,進光量越大,畫面亮度提高,但相對的運動物體的拖影也越嚴重,所以快門值也是把雙刃劍,需要根據具體應用場景匹配相應的值。此外鏡頭的材質也會影響效果,如玻璃鏡頭成像色彩逼真、穩定,塑料鏡頭雖然經濟性好但是容易出現虛焦等問題。在不同規格的鏡頭中做選擇是很多安防廠家經常遇到的難題,以天地偉業超星光3.0為例,其采用F0.95超大光圈、超低色散的全玻璃鏡頭,并配合快慢快門白適應技術,實現夜視效果的最佳匹配。
       傳感器( sensor)是將光學信號轉換成數字信號的部件,日前主流的前端產品(IPC或球機)都采用CMOS傳感器,雖然在剛起步時,由于兩種傳感器結構及工作機理的不同,CMOS在低照下的成像效果不如CCD,但隨著背照式CMOS的推出,其內部結構做了調整,光線通過透鏡后能直接到達感光面,使靈敏度有了質的飛躍,而傳感器靈敏度正是攝像機在微弱環境光中依然能獲得清晰彩色圖像的最大保障,上面提到的感光面及靶面,靶面越大,其光學靈敏度就越高,就能捕捉到環境中零星的光線完成成像。
     基于如上的硬件平臺,我們就可以設計成像的光路了,是否搭配紅外或白光來補光,是選擇單sensor、單鏡頭還是雙sensor單鏡頭,還是單sensor雙鏡頭,亦或是雙sensor雙鏡頭,這些考量都會直接影響星光效果。不同架構都會有各自的優缺點,可能是成本上的,也可能是效果上的。如通過紅外補光雖然可以應付一些極端的無光環境,但是開啟紅外后會丟失顏色信息,而通過白光補光可以保留顏色信息,但會一定程度上降低圖像的通透度,但這可以通過ISP的調節來改善,因此白光補光會是一個趨勢,如天地的警戒系列。多sensor或多鏡頭會提升攝像機的光敏感度,但是會導致成本的增加,也會在顏色矯正等因素上上引入新的難題。
    但是困難越多,方法越多,實際上,東莞安防廠家已經探索出單鏡頭雙sensor的成熟方案,以天地偉業推出的超星光4.0為例,它代表了PQ時代的最高技術,通過顛覆式雙光路設計:像素級逐幀融合,可實現無光全彩;馭光級光通控制技術:最新一代硬件方案
組合,使用最先進的傳感器工藝,通光量提升30%,極限光路設計,全波長全光路增透,對環境光的感應達到極致。
    光路設計好了之后,就需要研發人員通過不斷收集原始的視頻數據來輔助效果調試,包括飽和度、色彩偏差、白平衡、信噪比、銳度數據、曝光參數、可視化數據等,這些原始數據非??少F,一般情況下這些數據的理論值越理想,攝像機的實際效果也越好,所以大家非常關注這些數據。然而這些數據的采集不同廠家差別較大,有些小廠沒有數據采集和分析過程,一切靠主觀評價,效果波動較大,客觀性較差,有些廠家采集數據的設備較為簡陋,大多通過人工,數據準確性差且效率低,僅有少數一些廠家擁有自己的專業的測試系統,所有數據均由軟件白動生成,如???、天地等的Imagetest測試系統,他們所有指標都是通過這套系統測算,優劣一目了然,為研發人員的效果調試提供了強有力的指導,這也是這些主流廠家的星光效果一直獨占鰲頭的原因之一。


    有了數據做指導,研發的效果小組要做的最重要的一件事就是做ISP調試,經過不斷的探索、試驗,最終確定最合適的ISP參數組合,這些參數包括目標亮度值、快門、增益、白平衡、寬動態、飽和度、銳度、降噪等多項指標。這些參數的取得除了靠理論數據,還要依據反復的實測與厚重的經驗積累,需要有一支龐大且有經驗的測試和研發隊伍來完成,這支隊伍的價值就是“星光級技術”的核心競爭力。
       我們以天地偉業超星光4.0為例,看ISP效果調試是如何發揮作用的。
       Smart幀預判技術:在保證低照亮度的同時,對場景識別后進行幀累積的智能預判,不會強制降幀,卻能達到長曝光的效果。保證在同樣的場景下,拖影、亮度、噪聲達到一個完美的融合?;齑钍筋l空降噪技術:在使用數字降噪進行頻域降噪的同時,與空域降噪進行配
合。避免簡單的使用頻域降噪帶來較大拖尾的風險。

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