低照度黑白摄像机（低照度超星光摄像机前世今生）

星光摄像机前世今生

所谓超星光摄像机或者星光摄像机，本质就是低照度摄像机或超低照度摄像机，“低照度”这个词早期一直是安防行业美化自身产品参数的重要一环，没有最低，只有更低，由于没有统一的标准或者规范，大家都在虚标。

实际上，单单的Lux值比较已经意义不大，因为还有其他参数制衡作用，另外，早期，厂商对Lux的标注基本都是随心所欲，通常是通过调整其他参数得到的Lux的“欺骗值”。就是说用勒克斯（Lux）指标来表征摄像机的低照度性能有很大弊端，，因为这个表示参数有很多问题：没标准、有欺骗性、不反应本质。

星光级摄像机，在星光环境下即使无任何外置辅助光源，也可显示清晰的彩色图像，具备24小时全彩色实时效果，无普通低照度摄像机出现的拖尾现象，以满足对夜间高品质监控的需求，照度要求0.0001lux，超星光则照度更低。

星光摄像机行业现状

早期的星光级摄像机（Star light）主要有国外高端品牌如BOSCH，AXIS，SONY等，BOSCH的（NBN）星光级、AXIS的觅光者系列（Q16系）、SONY 第六大等，均表现不俗。

之前国内安防龙头海康、大华、宇视、科达等企业先后推出具备星光级效果的超低照度摄像机，大多采用星光级的CMOS图像传感器，配合经过深度优化的降噪算法，实现了彩色低照度下的“星光效果”。

近期，天地伟业超星光摄像机引起行业关注，其宣称采用8G全玻ED镜片组、F1.2超大光圈结合星光TVP技术，实现星光0.0008Lux，支持24小时全彩，并进行了大量的实地测试与效果展示。

星光摄像机相关技术

摄像机的原理，离不开感光元件、光圈、快门，监控应用中，光圈不能做太大，因为会影响景深；快门也不能太长，太长就会出现虚影；感光元件是核心更重要。但是真正形成超星光效果需要镜头、传感器、ISP的协同效应。

快门速度与Lux水平关系：

通常，厂商会将不同快门速度下对应的Lux值都列出来，大多情况下厂商列1/30’的快门速度，有的可能列的是1/2’快门速度。但是，用户应该忽略“其他所有非1/30’快门速度情况下的Lux值”，因为快门速度降低，可以让更多光进入摄像机从而变相地提高了摄像机的Lux值，但是在低照度情况下，场景中运动目标将会产生模糊（幽灵）图像，从而导致视频不可用，所以没有意义。

光圈值F与Lux值的关系：

F是镜头的光圈系数，与进光量呈反比关系，由于摄像机镜头的光圈来决定进光量，从而决定拍摄效果。所以，在表达摄像机的低照度指标时，必须要有一个F值为条件。对于变焦距镜头来说，镜头的2个焦距极端对应的F值通常相差得很大，而通常在低照度指标中标注的F值，表示测试时使用的镜头在广角状态下的F值。

彩色与黑白图像的Lux区别：

集成了红外截止片（IR Cut）的摄像机，或称D/N摄像机，通常要标称两个Lux值，一个彩色模式一个黑白模式。在黑白模式下摄像机的Lux值自然要高于彩色模式下的Lux值，有此差别是因为彩色模式下的截止片将场景的红外光阻挡。彩色及黑白模式下的最低照度通常同时列在摄像机的参数表，如下，可以看到，彩色摄像机是0.2Lux而黑白摄像机的最低照度是0.02Lux，相差10倍。

IRE水平与Lux值的关系：

模拟视频是一个峰峰值为1伏的不规则波形，X轴以下为同步电平，幅度为0.3伏即300毫伏，X轴以上是实际视频波形，此部分波形会随着视频亮度以及视频内容发生变化，其幅度为0.7伏即700毫伏。700毫伏是视频信号极限幅值，随着光照条件的下降，此值将会随之下降。IRE是一个视频测量中的单位，在广播级视频电平中规定了任何视频信号在播放时的亮度电平都不可能超过100IRE，即700毫伏等同于100IRE，即IRE值指示视频信号的幅度。

由上可知，IRE值用来表述模拟摄像机很有用但是对于IP摄像机却并不适用。IRE是用来表述模拟视频信号输出水平的参数，通过测试模拟复合视频输出完成。由于IP摄像机不提供模拟视频输出，因此，IRE对于IP摄像机无意义。

但是目前仍然有个别监控厂商在表征照度参数时列出IRE参数（通常在30到50之间），由于以上原因我们并不知道厂商如何测试这些IRE值及相对应的Lux值，因此，建议选取厂商在不同IRE值下标称的最差的Lux值即可（通常此时IRE=50）。

AGC与Lux值的关系：

当AGC功能开启时(AGC ON)，自动增益电路在光照不佳的情况下就会自动放大视频幅度，使画面变亮，反之，如果AGC功能不开启(AGC OFF)，自动增益电路则不会工作。显然，如果AGC开启，在测试摄像机的低照度性能时，放大电路是处于工作状态的。需要说明的是，放大电路会把视频信号中的噪声一起放大，所以画面上会出现噪点。在摄像机的低照度指标中也应作为条件一并列出。

红外照明与Lux值的关系：

如今很多摄像机自带集成的红外灯，如此，摄像机的Lux值自然会标称为0Lux，这样也算合理。但是，需要注意红外摄像机的夜视表现可能也不同。另外注意，部分厂商在其非集成红外灯的摄像机上标称具有误导性的所谓“0Lux，红外感应”，实际表达的意思是“用户自行购买及安装额外的红外灯，其摄像机能够感应红外光，即0Lux”，其实所有的黑白摄像机都是具有此基本功能，无需误导用户。

关于天地超星光摄像机

天地伟业宣称全彩最低照度0.0008LUX, 采用了“独有光路摄像机 TVP视觉技术”，虽然不见更多阐述不知其所以然，但是显然，关键还是在于摄像机核心传感器采用了SONY Starvis超高感技术，SONY Starvis具有每 1μm^ 2 像素尺寸达 2000mV 以上感光度，同时还能拍摄红外线，Starvis = Starlight Visibility。

结论：早期造成低照度虚标的情况的原因是“劣币驱逐良币”，很多实在的厂商发现自己基于实际情况标注的性能参数，竟然在实际市场竞争处于不利，而虚标参数则没有任何“副作用”，何乐而不为？对于用户或者集成商，办法就是针对具体环境进行实验、测试，现场横向比较不同厂商的表现及自己环境中摄像机的表现。近日天地的超星光摄像机之所以引起了广泛关注，就是进行了大范围的实地测试和效果展示，而不是仅仅提供实验室数据。