星光級低照技術(shù)淺析

普通IPC低照效果

星光級IPC低照效果

　　 如上圖對比所示，這是在路燈未開(kāi)啟的園區內，夜晚同一時(shí)間普通相機與宇視星光級低照相機的效果對比。普通相機在強制彩色后獲得的圖像只能隱約看到樹(shù)木、道路、建筑的輪廓，整體環(huán)境一片漆黑，已經(jīng)失去了監控的作用;而宇視這款星光級低照攝像機對于道路、建筑物、甚至遠處車(chē)輛的細節都能還原得非常清晰，而且整體畫(huà)面沒(méi)有明顯的噪點(diǎn)，低照下的彩色效果表現優(yōu)秀。

其實(shí)星光級低照攝像機在結構上與普通攝像機完全一致，其效果差異主要來(lái)自于底層硬件性能的提升和圖像調校算法的進(jìn)一步優(yōu)化。

首先傳感器是IPC低照效果影響最大的一個(gè)因素。目前主流的IPC都采用CMOS傳感器，雖然在剛起步時(shí)，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(zhù)背照式CMOS的推出，其內部結構做了調整，光線(xiàn)通過(guò)透鏡后能直接到達感光層，使靈敏度有了質(zhì)的飛躍，而傳感器靈敏度正是攝像機在微弱環(huán)境光中依然能獲得清晰彩色圖像的最大保障。

其次，攝像機的低照效果也受到鏡頭的影響。鏡頭最大光圈值是其中很重要的一個(gè)因素，光圈越大進(jìn)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(chǎng)景中聚焦清晰的范圍越小，所以鏡頭光圈值也需要根據實(shí)際場(chǎng)景調節，不能為了進(jìn)光量一味的增大光圈。與此類(lèi)似的另一個(gè)參數是攝像機慢快門(mén)，當快門(mén)越慢，進(jìn)光量越大，畫(huà)面亮度提高，但相對的運動(dòng)物體的拖影也越嚴重，所以快門(mén)值也是把雙刃劍，需要根據具體應用場(chǎng)景設置相應的值。

最后，低照效果還與ISP的處理效果強相關(guān)。如降噪處理就是低照度下成像很重要的一個(gè)處理過(guò)程，噪點(diǎn)會(huì )使圖像顯得不清晰，但降噪處理不當又會(huì )造成嚴重的霧感、拖影，損失細節等現象。所以即使基于相同的硬件平臺，產(chǎn)品的最終效果也各有不同，這其中就體現了不同廠(chǎng)家的研發(fā)能力。

目前在實(shí)際項目中，低照度相機應用最多的場(chǎng)景是在道路上，需要既能看清整體環(huán)境，又能抑制過(guò)往車(chē)輛大燈，看清車(chē)牌，這是星光級攝像機遇到的新挑戰，因為一方面低照場(chǎng)景下需要盡可能讓更多光線(xiàn)進(jìn)入攝像機，但另一方面需要把過(guò)亮的強光弱化，否則容易過(guò)曝干擾成像效果。不過(guò)目前高端的星光級攝像機已經(jīng)解決了這個(gè)難題，如下圖是某項目中宇視星光級槍機的圖像效果，車(chē)大燈強光被壓制，車(chē)身細節包括車(chē)牌清晰可見(jiàn)，而周邊路面環(huán)境也非常清晰。

星光級IPC強光抑制效果

　　而另一個(gè)難題是隨著(zhù)像素的提高，彩色低照效果越差，這是由于攝像機對傳感器的尺寸有要求，在尺寸變化不大的情況下，像素點(diǎn)越多，單位像素的感光面積越小，從而低照效果越差。目前星光級攝像機以1080P分辨率為主，都是基于1/2”左右的傳感器，而市面上主流的300W攝像機都是基于1/3”的傳感器，自然很難在夜間獲得好的低照效果，而更高像素如4K攝像機，傳感器大小也不過(guò)在1/2”左右，低照效果自然也不佳。不過(guò)隨著(zhù)4K超高清IPC的呼聲越來(lái)越高，應用越來(lái)越多，高分辨率與星光級技術(shù)的結合必是大勢所趨，相信這會(huì )是星光級技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。