在进行低照度与夜视监控建置及产品选型前,需先对低照度与夜视应用的类别及特性有所了解,只有掌握这些类别特性之后才能善加运用于相应的环境。首先,低照度摄影机一般是指无需辅助灯光就能够辨别低照度环境下的目标,其塬理是运用摄影机本身感光组件Sensor、影像处理单元ISP/DSP及镜头光学作用共同实现,应用这些底层关键技术,低照度与夜视监控的应用方式才得以产生实际的效能,而其实现方式并非只有一种,大致包含以下四大类。
1、最常用的低光源高感度模式(Low-Light Mode)
这种类型又称低光全彩模式,此型摄像机大多采用Super HAD Ex-view CCD/ EXTRA -View CCD或背照式COMS为感光组件,在低照度环境下有很好的可见光和近红外光反应。应用此技术的摄影机也称做全天候摄像机。通常其低光彩色模式的低照度可达10-2Lux,以黑白呈现可达10-3Lux,搭配红外光辅助照明则可在0 Lux底下使用,但后两种情况的照度不构成Low-light低光彩色条件的要求与模式。此种监控摄影机不仅能清晰的辨识影像,更能在低光下维持一定杂讯值以呈现彩色画面,且不会有慢速快门光累积或称帧累积方式在呈现低照度影像时会出现的画面延迟拖尾(拖影)等情况。
2、主流的白天彩色/夜晚黑白模式(Day & Night Mode)
这种类型又称为D/N日夜模式,它是利用电子机械原理来作用,此种摄影机在市场上渐渐成为主流。一般日夜型摄影机的低照度性能以彩色10-2Lux及ICR on黑白时10-3~10-4Lux(0.001~0.0001Lux)的模式来标示,有些标示以0Lux表示,但是这样的标示基本没有任何意义,因此在应用于低光夜视情况下的日夜监控时必须特别说明。此种摄影机利用黑白影像对红外线高感度的特点,在特定的光线条件下,利用电子机械线路来切换滤光片ICR Cut或直接切换为黑白信号,即在感应红外线后将影像由彩色转为黑白模式。而在彩色/黑白线路转换的过程中,因为滤除了红外光,使得画面成像焦点产生变化,故必须搭配IR镜头,使日夜成像焦距保持在同一成像点,以避免影像焦距模煳及色彩表现不正确等缺点,虽然此类型摄影机已成为采用主流,但额外搭配红外IR滤光镜头让成本增加这一点是较令工程商诟病的,且严格来说,此模式是主流机型但却不是最理想的低照与夜视应用方式。
3、不得已才采用的红外线辅助照明模式(IR Illumination Mode)
此类型又称红外线摄像机(IR Camera),是目前除了日夜转换摄影机以外,这算是最好的一种低照度与夜视应用,此类型还可分为摄影机内置IR红外LED灯及外挂IR红外辅助投射灯两种。因为CCD 及CMOS Sensor感光组件可以感应大部分可见光及红外光光谱范围,故可在夜间无可见光照明的情况下,辅助红外光灯照明可以使影像Sensor感应到更清晰的影像。同时,摄影机的感光组件在黑白模式下比彩色模式下具有更高的光感灵敏度,可在黑暗的环境中撷取到更清晰的影像,所以在红外灯的辅助照明下,可做到0Lux环境条件下的监控应用。此外透过光敏电阻的自动点灭装置,还可选择搭配黑白或日夜型摄影机以增加低照与夜视的监控应用能力。
4、最具风险的DSS慢速快门模式(Digital Slow Shutter)
这是一种利用DSS电子低速快门,让光线大量通过镜头光圈快门累积出较高的画面照度效果,也被称为光或帧累积方式。这类帧累积型摄影机,利用慢快门技术,将因光线不足而较显模煳的画面累积起来,形成一个影像清晰的画面。在光圈为f1.2-1.4的前提下,画面能累积足够的照度帧数,此技术可降低摄像机照度至10-4Lux。有过去专家提及这是一种笨拙但却可靠的低光应用技术,但要注意,这种技术只适用于固定式不动的摄影机采用,且需求环境光线变化是恒定状态,否则容易导致画面拖影延时,这是一种常常被用于禁止使用红外线或投射灯的静态监控场所,如石化厂、监狱等案场。
以上四大类产品可作为低照与夜视监控选型时应用模式的依据,可依此进行相关产品的选型参考,而探讨过选型问题后,接下来进一步讨论相关产品如何安装施工才能得到最好的成效。