主頁（http://www.130131.com）：低照度攝像機(jī)——借你一雙慧眼看世界(2)

DSP芯片：做好后端處理工作
    在攝像機(jī)中，好的CCD固然重要，但后端的DSP芯片（數(shù)字信號處理）也起著不可或缺的作用，其將前端CCD采集到的視頻信號進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換為視頻圖像輸出�！癉SP芯片將后端的降噪處理、寬動態(tài)、低照度等功能都集成在其中�！盠G電子陸景鑫表示。

    據(jù)深圳市翔飛科技有限公司常務(wù)副總經(jīng)理鐘金海介紹，其公司采用的是索尼生產(chǎn)的DSP芯片，通常索尼公司會將CCD與DSP芯片配套提供。而不少進(jìn)口品牌公司也在不斷地推出性能優(yōu)秀的DSP芯片，如三星、LG、松下等。其中三星電子在今年最新推出的A1芯片，集寬動態(tài)、低照度等多種功能于一身，并擁有數(shù)字降噪、暗區(qū)補(bǔ)償?shù)溶浶怨δ�；而松下�?8年底所推出的SD5的DSP芯片，與前幾代相比性能大幅提高，而色彩還原性和亮度等方面都有很大的提升，并采用自適應(yīng)數(shù)字降噪技術(shù)（DNR），將2D-DNR與3D-DNR結(jié)合，在多種條件下，都可很好地降噪。據(jù)LG陸景鑫介紹，其公司目前所使用的DSP芯片是自己研發(fā)的XDI芯片，該芯片將畫面幀累積處理的效果提高，使獲得較好的視頻畫面；另外其具備的CCD電荷單增，可提高靈敏度，增強(qiáng)圖像的視頻清晰度。彩轉(zhuǎn)黑低照度攝像機(jī)在夜晚光線不好的情況下其圖像即轉(zhuǎn)換為黑白，雖可看清圖像，但圖像上的噪點增多也會影響視頻效果，因此不少進(jìn)口品牌廠家也進(jìn)行一些處理以便減少噪點，如采用幀累積技術(shù)，或添加雙濾光片，以及數(shù)字降噪技術(shù)等。

1、幀累積
    幀累積又稱作場累積或數(shù)字慢快門，即將電子快門速度降低。據(jù)了解，此種獲得低照度下圖像的方法是通過電荷單幀累積方式增加CCD在單幀圖像的曝光量，從而提高攝像機(jī)對單幀圖像的靈敏度。這種方式可以獲得較低的照度指標(biāo)，但是以降低圖像的連貫程度為代價，所以選擇這種攝像機(jī)時要注意盡可能不要同云臺一起使用，否則會造成丟失畫面的現(xiàn)象。而深圳市瑞信達(dá)通智能科技有限公司總經(jīng)理王強(qiáng)表示，此種方式并無實際意義，其通過對物體或空間長時間的曝光，來實現(xiàn)物體的明亮化。據(jù)廣州偉昊萬云鋒介紹，正常的快門速度應(yīng)該是1/50，將其乘以2，這種方法將快門速度降低至25幀/秒，有些甚至達(dá)到9幀/秒或8幀/秒，這樣就會導(dǎo)致圖像的實時性變差，從而產(chǎn)生拖影。

    因此，采用此種方式的攝像機(jī)不適合于使用在運(yùn)動物體速度過快或過多的場景，而在禁止紅、紫外線破壞的博物館、夜間生物活動觀察、夜間軍事海岸線監(jiān)視等較靜態(tài)場所的監(jiān)視中可以使用。

2、雙濾光片
    為了使得攝像機(jī)在夜間獲得較好的視頻效果，也有廠家采用雙濾光片以提高視頻亮度。根據(jù)偉昊萬云鋒解釋，目前市場上有兩種從彩轉(zhuǎn)黑形式，一種是電子彩轉(zhuǎn)黑，此種方式無需濾光片，僅需通過內(nèi)部軟件進(jìn)行控制，即可實現(xiàn)日夜轉(zhuǎn)換，但目前并未真正實現(xiàn)，因此機(jī)械式濾光片是較為普遍的。在白天自然光照相當(dāng)好時采用全域紅外光濾光片，濾除所有紅外光，以確保圖像質(zhì)量。而到夜晚，切換到濾除某些波段紅外光的濾光片，并結(jié)合能感應(yīng)部分波段紅外光的CCD技術(shù)，就可以達(dá)到在低照度下仍有較好的成像效果，而這時顯示的圖像是黑白的。但白天將濾光片關(guān)閉時，可以保證圖像的聚焦，還原真實的顏色，這時顯示的圖像是彩色的。深圳翔飛鐘金海也打比方說：“這種實際上是象在玻璃上貼了一層防紫外線膜，晚上時將窗戶推開直接接受光，這樣可提高CCD對光線的識別能力�！�

    筆者在采訪中了解到，此種方法在不少廠家都已有使用，神州數(shù)碼葉韶光表示：“雙濾光片的壽命受兩方面影響。一是傳動方式，目前大部分采用齒輪傳動和電磁吸附方式，其中電磁吸附方式存在磁性衰減的問題；另一方面是日夜轉(zhuǎn)換設(shè)定值和紅外配合的問題，若日夜轉(zhuǎn)換值設(shè)定不合理，將會在臨界值出現(xiàn)頻繁日夜轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象。同樣，在配合紅外燈時也存在這個問題，這將對切換壽命產(chǎn)生極大地影響�！耙虼藗リ蝗f云鋒對此表示擔(dān)憂：“若兩個濾光片來回切換，時間久了性能就會降低，因此若攝像機(jī)內(nèi)部制造工藝不可靠的話，就有可能切換不了，因此個人認(rèn)為這種方法還需要認(rèn)真考量，而用戶也不必過度相信這種功能�！�

3、數(shù)字降噪 
    除以上兩種提高清晰度方法外，不少進(jìn)口品牌也在采用高性能的CCD基礎(chǔ)上，研發(fā)數(shù)字降噪的方法來盡量降低噪點。

    如偉昊萬云鋒介紹，三星所采用的數(shù)字降噪技術(shù)（DNR），是通過數(shù)字處理等方式，將視頻圖像上的噪點去除，這樣通過有效的數(shù)字方式處理，將噪聲維持在一個較低的水平。據(jù)介紹，三星電子是在DSP芯片中直接進(jìn)行了一些運(yùn)算，由于視頻的噪聲值與電平值是相互影響的，電平值升高，噪聲值也會相應(yīng)升高，因此采用DNR技術(shù)來抑制電平值的升高，使得噪點降低。但其同時表示，如果在使用中將降噪操作降的過低，運(yùn)動過快的物體會出現(xiàn)拖影的現(xiàn)象，解決這個問題可以采用提高光照度或犧牲清晰度的方法，因此建議如在運(yùn)動物體不是很多的場景中，或?qū)�實時性要求不是很高的應(yīng)用中，可以將DNR調(diào)到中檔或低檔的位置，但這主要是看用戶的需求。

    除三星電子外，松下、LG等都已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)字降噪技術(shù)的研發(fā)，并已在本公司的產(chǎn)品予以采用。但瑞信達(dá)通王強(qiáng)表示，數(shù)字降噪實際上是在信號進(jìn)入之后重新對噪點進(jìn)行計算，再做信號的輸出，降低噪點在顯示端得到了畫面效果，但此時并不是將噪點真正降低，而是將噪點柔和，使其顯示效果更舒服，主體更清晰。此種技術(shù)已有越來越多的大廠家開始研究，對CCD周邊，特別是整個電路的設(shè)計和降噪的算法都已做了很多的探索，這些也將推動攝像機(jī)低照度技術(shù)的發(fā)展。索尼秦杰也表示，目前雖性能優(yōu)良的DSP芯片可對CCD進(jìn)行補(bǔ)充，但不可否認(rèn)光學(xué)上的改進(jìn)還是比電子技術(shù)的改進(jìn)更加有效果。

4、其它技術(shù)
    雖采用電子技術(shù)可以降低噪點，但是不少工程商或廠商還是建議，如果在有條件情況下，還是可以采用輔助光源來提高環(huán)境的照度，如紅外燈或其它光照燈�！暗�在邊遠(yuǎn)山區(qū)的加油站或邊防等，或不允許安裝燈光的區(qū)域，還是不太方便的�！彼上码娖鳎ㄖ袊�）有限公司產(chǎn)品經(jīng)理陳永認(rèn)為。

    神州數(shù)碼葉韶光表示，目前也有不少用戶在環(huán)境不好的情況下，配備紅外燈，這樣可以滿足攝像機(jī)對照度的要求。而其公司的攝像機(jī)內(nèi)部配備的低照度電路，可有效去除噪點，將信噪比值提升2-6dB。但是由于紅外燈在晚間會太亮，攝像機(jī)在夜間就會誤認(rèn)為是白天，而不斷地進(jìn)行轉(zhuǎn)換，圖像不夠穩(wěn)定，因此神州數(shù)碼針對此所研發(fā)的紅外偵測鎖定功能，可通過改變攝像機(jī)判斷低照度的依據(jù)，來偵測紅外線是否存在而進(jìn)行轉(zhuǎn)換，若偵測到紅外光，則轉(zhuǎn)變?yōu)楹诎�，且這個功能僅需在OSD菜單中即可設(shè)定，并不需要外部的單獨(dú)連線。
(中國集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮)