太陽(yáng)光是由多種波長(zhǎng)的光線組成，用三棱鏡折射后.人眼能看到不同顏色的光線。還有許多光線是人眼看不到的，人眼識(shí)別光線的波長(zhǎng)范圍在320nm-760nm之間，超過760nm的光線，人眼就無法看到，比如紅外線、紫外線等光源。

　　由于安全的需要，人類發(fā)明了監(jiān)控?cái)z像機(jī)。攝像機(jī)的光偶合芯片CCD或CMOS上是一顆顆的感光體(CELL)構(gòu)成。理論上講攝像機(jī)可以看到絕大部分波長(zhǎng)的光線，但在攝像機(jī)的使用過程中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問題。由于各種光線的參雜，它們互相干擾到鄰近感光體，光偶合芯片CCD或CMOS將獲取的光線變成電信號(hào)，處理后在監(jiān)視器上形成色彩失真的圖像。而攝像機(jī)看到的物體反映到監(jiān)視器上的圖像(因?yàn)槿搜蹮o法看到，比如紅外線、紫外線等光源)，與人眼直接看到的不一樣，它可能將綠色顯示為藍(lán)色，也會(huì)使圖像背景顏色改變等，為了解決色彩失真問題。一般是在CCD或CMOS前貼上一片低通濾光片，該濾光片卻阻礙了紅外線的進(jìn)出，因此做到了白天色彩不失真，但在夜間就沒有了夜視功能。(還有一種方法就是我們感紅外攝像機(jī)所采用的，同時(shí)讓紅外光也進(jìn)去，雖然解決了夜視功能，但還是會(huì)偏色)為了進(jìn)一步解決這樣的問題，人們?cè)O(shè)計(jì)了一種機(jī)械裝置-------濾光片切換裝置，也叫IR-CUT。此裝置內(nèi)有兩個(gè)不同的濾光片-------低通濾光片和高通濾光片，并根據(jù)需要將其中一個(gè)移動(dòng)到鏡頭與成像芯片之間的窗口處，使白天的圖像色彩不失真，并且夜間仍有良好的夜視功能。也就是說.IR-CUT可以通過對(duì)濾光片的切換，在白天只允許760NM或780NM以下波長(zhǎng)的光線進(jìn)入，阻止了雜光的干擾，使圖像色彩不失真。晚上就讓760NM以上的紅外線也進(jìn)入，使攝像機(jī)又有了夜視功能，因此攝像機(jī)安裝了IR-CUT后，不論在白天還是在夜晚，它都能有最佳的圖像效果。

　　由于IR-CUT提高并完善了攝像機(jī)的日夜性能，大大拓寬了監(jiān)控領(lǐng)域的使用范疇。使紅外攝像機(jī)得到了更廣泛的應(yīng)用。

　　我公司所生產(chǎn)的多種紅外攝像機(jī)，可以根據(jù)市場(chǎng)及客戶的要求安裝新一代新型結(jié)構(gòu)的IR-CUT.它最大的特點(diǎn)在于：

　　一.同步功能:

　　紅外提前開啟時(shí)，耗電增加，同時(shí)增加了熱量的產(chǎn)生。紅外燈延遲開啟時(shí)，會(huì)產(chǎn)生黑屏或圖像不清晰等異常現(xiàn)象。該新技術(shù)產(chǎn)品能控制攝像機(jī)，紅外光源、濾光片、攝像機(jī)彩轉(zhuǎn)黑同步切換。

　　二.. 穩(wěn)定性具有自動(dòng)定位和防抖動(dòng)功能:

　　1.光線在零界點(diǎn)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生閃爍。

　　2.快速切換一步到位，不會(huì)中途因阻力卡住而停頓，產(chǎn)生濾光片偏位。

　　3.不會(huì)因云臺(tái)旋轉(zhuǎn)，停止等變化或振動(dòng)時(shí)，由于慣性或外力影響而產(chǎn)生濾光片位移。

　　4.不會(huì)在高速切換時(shí)，因碰撞而反彈，造成濾光片位置定位不準(zhǔn)確。

　　三…圖像色彩鮮艷還原功能:

　　1.水晶濾光片能最大限度地解決偽彩，色飄等問題。

　　2.在水晶上增加AR-COOTRMG重度膜，可達(dá)到98%光線的穿透性。

　　3.白天切換到水晶濾光片狀態(tài)，能很好地感應(yīng)可見光線，阻止紅外線及別的雜光的干擾，使色彩鮮艷逼真。

　　4.夜晚切換到、鍍有通透膜的濾光片，可達(dá)到100%光線的穿透性。攝像機(jī)感應(yīng)紅外線光更多，而且絕大部分波長(zhǎng)的光源都可以通過，攝像機(jī)同時(shí)彩轉(zhuǎn)黑。所以紅外距離會(huì)更遠(yuǎn)，圖像更明亮更清晰。

　　與市面上的IR-CUT比較

　　市面上的

　　JXJ

　　工作電壓

　　DC12V

　　DC12V

　　直流電阻

　　13.7R±5%

　　44.5R±5%

　　操作溫度

　　-10攝氏度To+50攝氏度

　　-10攝氏度To+100攝氏度

　　濾光片尺寸

　　8.5mm×8.5mm×0.55mm

　　額定電流

　　特性

　　1、持續(xù)供電;(與攝像機(jī)一起供電)

　　2、線圈和濾光片在一起移動(dòng);(引線易拆段﹑易卡死濾光片移動(dòng))

　　4、振動(dòng)引起濾光片移動(dòng)，

　　致使濾光片切換混亂;

　　1、瞬間供電;(一天工作時(shí)間4秒)

　　2、濾光片與線圈固定，通過改變線圈中直電流的方向?qū)崿F(xiàn)濾光片的自動(dòng)切換;

　　2、上電復(fù)位自檢;

　　3、具有防抖動(dòng)功能;

　　5、CPU精密控制(5LUX切換到白天，3LUX切換到晚上);

　　6、紅外燈控制一體化。

　　隨著近年來數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的迅速發(fā)展，以及軟件算法、設(shè)計(jì)工藝上的不斷成熟，寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的應(yīng)用也逐漸普及。寬動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)在攝像機(jī)系統(tǒng)中的運(yùn)用，使黑暗區(qū)域可以變得明亮一些，使明亮區(qū)域變的更加柔和，改變了視覺效果，提供了有用的可識(shí)別的圖像。

　　隨著監(jiān)控系統(tǒng)的日漸普及，攝像機(jī)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，為社會(huì)治安保駕護(hù)航。每個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，造就了不同類型的攝像機(jī)。據(jù)了解，攝像機(jī)有道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)、紅外防水?dāng)z像機(jī)、超低照度星光級(jí)攝像機(jī)、夜視一體化系列、煙感型攝像機(jī)、針孔型攝像機(jī)、飛碟型攝像機(jī)系列、槍式攝像機(jī)、一體化攝像機(jī)、半球攝像機(jī)、高速球型攝像機(jī)等多種類別。

　　以銀行金融領(lǐng)域?yàn)槔?，普遍采用分辨率高、CCD高的攝像機(jī)，該領(lǐng)域?qū)z像機(jī)的要求十分的苛刻。一般的監(jiān)控系統(tǒng)是由攝像、傳輸、控制、顯示、錄像五大部分組成。攝像機(jī)通過同軸視頻電纜將視頻圖像傳輸?shù)娇刂浦鳈C(jī)，控制主機(jī)再將視頻信號(hào)分配到各監(jiān)視器及錄像設(shè)備，同時(shí)可將需要傳輸?shù)恼Z(yǔ)音信號(hào)同步錄入到錄像機(jī)內(nèi)。通過控制主機(jī)，操作人員可發(fā)出指令，對(duì)云臺(tái)的上、下、左、右的動(dòng)作進(jìn)行控制及對(duì)鏡頭進(jìn)行調(diào)焦變倍的操作，并可通過控制主機(jī)實(shí)現(xiàn)在多路攝像機(jī)及云臺(tái)之間的切換。利用特殊的錄像處理模式，可對(duì)圖像進(jìn)行錄入、回放、處理等操作，使錄像效果達(dá)到最佳。加裝時(shí)間發(fā)生器，將時(shí)間顯示疊加到圖像中。攝像機(jī)成為五大組成部分的首要環(huán)節(jié)，它關(guān)系著整套監(jiān)控系統(tǒng)的成與敗，成為重中之重的一部分。

　　寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)產(chǎn)生的背景

　　我們知道，在拍攝過程中，普遍存在被拍攝的主體目標(biāo)后面有非常亮的背景或一個(gè)亮點(diǎn)光源的情況。因?yàn)閭鹘y(tǒng)普通攝像機(jī)對(duì)單一圖像中最亮和最暗部分的平衡調(diào)整能力非常有限，一般是將攝取進(jìn)來所有光線的平均值為基準(zhǔn)，并決定曝光的等級(jí)，這并不是一個(gè)好方法。因此，在一些明暗反差較強(qiáng)烈的場(chǎng)合，傳統(tǒng)攝像機(jī)的表現(xiàn)就不盡如意。為了克服這個(gè)問題，一種稱為背光補(bǔ)償(BLC)的方法通過加權(quán)的區(qū)域理論被廣泛使用在多數(shù)攝像機(jī)上，但是在某些情況下仍然得不到清晰的圖像。與此同時(shí)，眾多生產(chǎn)廠家也在尋找新的可行的解決途徑，于是通過技術(shù)手段使攝像機(jī)具備良好的寬動(dòng)態(tài)功能(Wide-dynamic)，并逐漸成為廣大攝像機(jī)生產(chǎn)廠商們關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　還記得筆者在進(jìn)行金融機(jī)構(gòu)攝像機(jī)專題的采訪時(shí)，PELCO市場(chǎng)部負(fù)責(zé)人就向筆者介紹到寬動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)的一些情況。就以金融機(jī)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)閰⒄瘴?，安裝在門口的攝像機(jī)獲取的圖像由于受到光線的影響，一部分圖像在光線充足的室外，另一部分為光線較暗的室內(nèi)大廳，在一副圖像中光線明暗對(duì)比強(qiáng)烈，室外的圖像因?yàn)檫^分曝光，室內(nèi)的圖像因曝光不足無法獲取圖像信息。我們還可以在其他生產(chǎn)寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的廠商宣傳廣告中發(fā)現(xiàn)，大家普遍選用的一組圖片都存在室內(nèi)和室外，由于門口的阻隔，光線方面出現(xiàn)了兩種境界。這是沒有采用寬動(dòng)態(tài)技術(shù)的普遍現(xiàn)象。我們知道，背光補(bǔ)償和寬動(dòng)態(tài)功能，雖然都是努力消除一張圖像中明暗反差強(qiáng)烈的細(xì)節(jié)的模糊現(xiàn)象，使最終得到的圖像能夠清晰的反應(yīng)出明亮區(qū)域和黑暗區(qū)域的畫面，但是這兩種功能的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段卻是截然不同的。那么，什么是寬動(dòng)態(tài)功能呢?

　　何謂超寬動(dòng)態(tài)功能

　　寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是在非常強(qiáng)烈的對(duì)比下讓攝像機(jī)看到影像的特色而運(yùn)用的一種技術(shù)。

　　當(dāng)在強(qiáng)光源(日光、燈具或反光等)照射下的高亮度區(qū)域及陰影、逆光等相對(duì)亮度較低的區(qū)域在圖像中同時(shí)存在時(shí)，攝像機(jī)輸出的圖像會(huì)出現(xiàn)明亮區(qū)域因曝光過度成為白色，而黑暗區(qū)域因曝光不足成為黑色，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。攝像機(jī)在同一場(chǎng)景中對(duì)最亮區(qū)域及較暗區(qū)域的表現(xiàn)是存在局限的，這種局限就是通常所講的“動(dòng)態(tài)范圍”。

　　廣義上的“動(dòng)態(tài)范圍”是指某一變化的事物其可能改變的跨度，即其變化值的最低端極點(diǎn)到最高端幾點(diǎn)之間的區(qū)域。此區(qū)域的描述一般為最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間的差值。這是一個(gè)應(yīng)用非常廣泛的概念。在談及攝像機(jī)產(chǎn)品的拍攝圖像指標(biāo)時(shí)，一般的“動(dòng)態(tài)范圍”是指攝像機(jī)對(duì)拍攝場(chǎng)景中景物光照反射的適應(yīng)能力，具體指亮度(反差)及色溫(反差)的變化范圍。

　　寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)比傳統(tǒng)只具有3:1動(dòng)態(tài)范圍的攝像機(jī)超出了幾十倍。自然光線排列成從120,000Lux到星光夜里的0.00035Lux。當(dāng)攝像機(jī)從室內(nèi)看窗戶外面，室內(nèi)照度為100Lux，而外面風(fēng)景的照度可能是10,000Lux，對(duì)比就是10,000/100=100:1。這個(gè)對(duì)比使人眼能很容易地看到，因?yàn)槿搜勰芴幚?000:1的對(duì)比度。然而傳統(tǒng)的閉路監(jiān)控?cái)z像機(jī)處理它會(huì)有很大的問題，傳統(tǒng)攝像機(jī)只有3:1的對(duì)比性能，它只能選擇使用1/60秒的電子快門來取得室內(nèi)目標(biāo)的正確曝光，但是室外的影像會(huì)被清除掉(全白);或者換種方法攝像機(jī)選擇1/6000秒取得室外影像完美的曝光，但是室內(nèi)的影像會(huì)被清除(全黑)。

　　寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的市場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀

　　寬動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)在攝像機(jī)系統(tǒng)中的運(yùn)用，使黑暗區(qū)域可以變得明亮一些，使場(chǎng)景中明亮區(qū)域變的更加柔和，改變了視覺效果，提供出有用的可識(shí)別的圖像。不僅擴(kuò)大了動(dòng)態(tài)范圍，而且提高了智能化處理水平。所以，它被譽(yù)為"真實(shí)再現(xiàn)景物并能自己進(jìn)行思考的攝像機(jī)"。超級(jí)動(dòng)態(tài)系列監(jiān)控?cái)z像機(jī)采用了新的帶有自然對(duì)比度校正功能的DSP(數(shù)字信號(hào)處理功能)系統(tǒng)，能夠使高對(duì)比度圖像達(dá)到最佳效果，確保不受目標(biāo)物體地域、位置、形狀和大小等因素的影響，完全能夠真實(shí)地再現(xiàn)畫面。

　　據(jù)美國(guó)**公司的總裁**先生介紹，美國(guó)**公司在斯坦福大學(xué)20世紀(jì)90年代技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上研發(fā)了一種新型的圖像拾取系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以通過其超強(qiáng)的寬動(dòng)態(tài)功能來獲得高質(zhì)量的圖片。寬動(dòng)態(tài)功能劃時(shí)代地提升了一副圖像中亮和暗區(qū)域地影像拍攝效果，可以達(dá)到比CCD更真實(shí)更清晰的圖像。在動(dòng)態(tài)范圍上，DPS采用的單一像素曝光和ARM7控制技術(shù)，相比于CCD的兩次曝光成像有了更高的動(dòng)態(tài)范圍。從數(shù)值上來說，采用DPS技術(shù)的攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍可到達(dá)95dB，最高可至120dB。在擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí)，DPS也解決了CCD傳感器在處理動(dòng)態(tài)范圍和色彩真實(shí)性上的不足，其色彩還原性更加真實(shí)，完全能夠滿足不同條件下不同客戶的要求。美國(guó)**公司開發(fā)的超寬動(dòng)態(tài)彩色攝像機(jī)，擁有流線型、緊固的外觀設(shè)計(jì)，銀灰色的外殼看上去有很好的金屬質(zhì)感。這款攝像機(jī)在數(shù)字圖像傳感器里每一個(gè)像素中都使用了一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)，在捕捉到光信號(hào)時(shí)直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，最大程度上降低了信號(hào)在排列中的衰減和干擾。配合寬動(dòng)態(tài)感光器件，攝像機(jī)內(nèi)置了可對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)的數(shù)字信號(hào)處理芯片，不僅前景被攝體，而且光線明亮的背景被攝體部分都可得到清晰的圖像細(xì)節(jié)。因此拍攝既有明亮部分的高反差的場(chǎng)景時(shí)，能得到近似于人類視覺所能感受到的清晰的影像。

　　市場(chǎng)前景繁花似錦

　　隨著使用環(huán)境的迅速擴(kuò)大和使用者日益多元化的要求，攝像機(jī)的技術(shù)和分類也發(fā)生了巨大變化。各生產(chǎn)廠商始終致力于提高攝像機(jī)的新技術(shù)，使其能夠最大程度的滿足應(yīng)用要求。其中寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)是非常重要的一個(gè)分支，在一定程度上也體現(xiàn)了一個(gè)攝像機(jī)生產(chǎn)廠商的技術(shù)發(fā)展實(shí)力和發(fā)展方向。

　　我們知道攝像機(jī)的核心是CCD，目前國(guó)內(nèi)沒有CCD和生產(chǎn)能力，主要集中在日本和韓國(guó)。由于CCD在生產(chǎn)過程中分不同等級(jí)和和生產(chǎn)商獲得的途徑不同，造成CCD的采集效果也不同。一個(gè)簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法，就是將攝像機(jī)通電，不接鏡頭，用手遮住鏡頭接口，看圖像有沒有亮點(diǎn)，雪花大不大，然后接上鏡頭，將攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)一個(gè)色彩鮮明的物體，查看監(jiān)視器的顏色是否有偏色，圖像有無扭曲現(xiàn)象，色彩和灰度是否平滑。

　　全球各大主要攝像機(jī)生產(chǎn)廠商也相應(yīng)推出了帶有自己寬動(dòng)態(tài)技術(shù)的攝像機(jī)。一時(shí)之間，寬動(dòng)態(tài)技術(shù)在這幾年飛速發(fā)展，攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍也在不斷擴(kuò)大，也出現(xiàn)了以雙速CCD+DSP、普通CCD+雙速快門等技術(shù)。現(xiàn)在的寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)一般都采用了專用的DSP電路。它首先對(duì)明亮區(qū)域的被攝物體用最合適的快門速度進(jìn)行曝光，然后再對(duì)陰暗區(qū)域的被攝物體用最適合的快門速度進(jìn)行曝光，最后將兩個(gè)圖像用DSP數(shù)字信號(hào)處理，將捕捉到的兩幅圖像重新組合在一張圖像上，使其擴(kuò)大了可能處理的動(dòng)態(tài)范圍，使得明亮區(qū)域的被攝物體和陰暗區(qū)域的被攝物體都可以看得很清楚。