前言

　　随着监控产品应用领域的扩大，特别是平安城市建设的推动，超低照度高清摄像机、星光级高清摄像机等产品成为市场宠儿，低照度呈现，考量更多的是硬件的性能，但也有厂家通过软件的提升，软硬件相结合从而获得更高画质的夜间效果，此类技术的研发厂家较多，国外的安讯士，国内的海康、大华、天地伟业等公司都推出了各具特色的低照度摄像机，在光照正常的环境下，摄像机能够保持正常的成像效果;而当光线变暗，如昼夜转换时，通过特殊图像处理将使画面保持彩色、流畅和清晰的低照度成像，此时，光圈大小、白平衡、快门速度等都会在系统的协调下自动调节。那么什么是低照度，如何衡量一款摄像机的低照度效果，影响低照度的因素都有哪些呢?

　　低照度高清摄像机的市场现状

　　低照度性能作为高清摄像机重要的性能指标之一，对于视频监控应用来讲，低照度性能也通常会作为产品选型的参考标准之一。低照度性能卓越的网络摄像机可以在光照较低的情况下为用户提供清晰的彩色画面，在夜间能实现彩色转黑白功能，也可提供清晰的黑白图像。

　　众所周知，同样感光面积的图像传感器，像素越高，分配到每个像素的感光面积就越小，一个曝光周期内的通光量就越小，低照度效果就越差。比如都是1/3英寸的传感器，普通模拟摄像机大约为30万像素，而高清摄像机则至少是130万像素，像素点是模拟摄像机的4倍，而每一个像素的感光面积则只有模拟摄像机的1/4。高清监控应用已经过几年的发展，已经真正的走向实战化应用阶段，并在多个现场得到成熟应用。通常用户总是希望高清网络摄像机能用于不同的监控场景，不仅白天图像效果要好，晚上也要求看的比较清楚，同时，很多监控条件较差，光线昏暗的地方也要求安装监控摄像机。这些需求的提出对高清网络摄像机的低照度效果提出了极高要求，目前随着技术的发展，各种传感器技术的革新，目前的高清摄像机低照度能力较之前有了极大提升。

　　对低照度目前市场上标榜的低照度摄像机无论是设备厂商或是传感器厂商，对低照度的定义众说纷纭，莫衷一是，彩色摄像机从0.001LUX～1LUX，黑白摄像机从0.0001～0.1LUX均有，(若搭配红外线，则均可达0LUX)，这就是国内市场在高清监控产业的技术规格方面并无统一标准，而产生各说各话的情况。照度能低到多少，不仅要看镜头的光圈大小(F值)，更要看是在什麽条件限制下才能出现所标示的LUX值，否则只是流于数字的游戏。以光圈大小(F值)而言，光圈愈大则其所代表的F值愈小，所需的照度愈低。另外电子灵敏度(ELECTRONIC、SENSITIVITY)是否提高，单一画面累积帧数为多少?红外线是ON还是OFF?……等都应了解清楚，才不致被规格所标示的照度数值所混淆。

　　低照度衡量标准

　　那么应当如何测量网络摄像机产品的低照度性能呢?不同的厂家有不同的方法，有些厂商甚至会针对不同的市场采用不同的测量方法，而且这些厂商通常不愿意让用户知晓他们所采用的测量方法。这种情况造成的结果是，用户只能通过摄像机的数字指标来比较产品的低照度性能，而光凭数字指标并不能真正反映出摄像机的实际性能。

　　很多因素都会影响到摄像机的感光度，包括光圈、镜头质量、图像传感器(CCD或CMOS)的质量和大小、增益大小、曝光时间、图像处理方法等等。一般可以从：亮度、黑电平、信噪比、分辨率四个指标进行评价，通过测量得出的4个光照水平中最高的一个则被定义为该摄像机的最低工作照度要求，这一照度水平的数值实际上就是能够使网络摄像机产生指定质量图像所需的最低照度需求，也就是该摄像机的低照度性能指标。对摄像机的4个参数分别依照相关标准进行测量，在这种情况下就很难通过调整增益水平和图像处理方法来对摄像机的整体性能进行补偿。例如，提高增益水平可能会提高图像亮度，但同样会增加画面中噪点数量，造成较低的信噪比。因此系统的整体测量结果能够非常真实地反映出摄像机自身的质量水平。

　　以天地伟业为例，通常对于低照度的测试标准如下：

　　1、网络摄像机采用默认的视频设置，保证机器的各项参数和性能都在默认状态;

　　2、测量过程所使用的各种测试图表包括TE 153对数灰度反射测试表、TE 182 18%反射测试表、TE 170分辨率测试表。采用白炽光线照射，光线色温保持在3100+/-200K。测试图表中心到周边的光照最大差异在+/-10%之内，光谱特性必须保持一致。光照强度的测试点选在测试图表的中央，尽可能接近图表，并与图表平面尽可能保持平行。调整摄像机，使测试图表充满整个画面。如图(1)所示。

　　3、总曝光时间不超过200ms，以保证能够集成任何曝光类型和帧类型。

　　4、对摄像机进行对焦，使测试图表能够清晰成像，并确保成像稳定。

　　5、如果使用了红外滤镜，在测量过程中应当使滤镜始终处于工作位置。对测量过程中出现的所有色差情况进行记录。

　　6、在彩色模式下，依照以下4条标准进行测量，并分别记录下摄像机不能达到预定要求时的光照水平，其中最高的一个将作为该摄像机的最低光照要求。

　　·亮度：当TE 153测试表中的纯白色无法达到最高亮度条件下的50%时，则认为摄像机无法满足亮度要求;

　　·黑电平：当TE 153测试表中2%黑色反射部分相对于最高亮度条件下的黑电平增加了标称亮度信号振幅的5%以上时，或者当摄像机无法正确分辩出灰度阶梯时，则认为摄像机无法满足黑电平要求;

　　·信噪比：使用TE 182测试表对亮度信号与噪点信号(亮度变化值的均方根)之比进行测量，此比率应当高于17 db(50:1功率比);

　　·分辨率：采用TE 170进行分辨率测试，所达到的分辨率水平应当高于最高亮度条件下的70%。

　　图1最低照度测试图