隨著安防監控由高端專用領域日趨民用化，攝影機的應用範圍也越來越廣泛，很多監控條件差、光線昏暗的地方也要求安裝功能多樣的攝影機，尤其是低照度攝影機。另外，為了滿足全天候24小時監控的需求，新技術型的低照度攝影機也成為了監控市場的新寵。
目前，低照度攝影機已廣泛用於金融、文博、酒店、商業大樓、住宅社區物業管理等領域。現在，低照度高清網路攝影機已經出現，業內專家認為，低照度性能的改良將加速高清網路攝影機的普及步伐，加快高清監控大時代的進程。
低照度技術如何實現？
BSI 圖像感測器設計技術進入高清時代以來，隨著圖像感測器像素的不斷提高，其感光靈敏度在成比例下降，一種新的 BSI 感測器架構模式應運而生。BSI 是在設計上將圖像感測器的上下層進行翻轉，因此感測器可以通過原本是在底層的矽基板來收集光線。這種方法與傳統的 FSI 感測器不同，在 FSI 感測器上，到達感光區的光線在某種程度上，被感測器中進行光電轉換的金屬線，和電介質層所限制。
FSI 方法會阻礙光線到達像素或使光線偏離像素，最終降低填充係數，並帶來像素之間串擾等問題。BSI 則將金屬線和電介質層移到感測器陣列的下方，為光線提供了到達像素最直接的通道，優化了光線吸收。
ULLS 圖像感測器基於 BSI 架構，提供了多項超越性的性能改進，包括每單位區域更強的靈敏度、更高的量子效率，以及減少串擾和光回應非均勻性，再結合特製的納米級設計製程和新的生產流程，使得圖像感測器的弱光敏感度提高 30%以上，並可有效控制色度亮度干擾，從而顯著改進色彩和光電性能。
◇ ISP 前端影像處理技術— 3D數位降噪
攝影機在低光條件下運行，不可避免的會出現固定的或隨機的感測器雜訊，且每一幀圖像所產生的雜訊是不相同的。若雜訊過多則會使圖像模糊不清。傳統的 2D降噪技術屬於幀內降噪方式，在消除動態雜訊方面效果有限。
3D 數位降噪是在幀內降噪的基礎上，通過對比相鄰幾幀圖像將雜訊自動濾除處理掉，從而顯示出比較清晰細膩的圖像。運用全球領先的幀間預測方法，依據圖像雜訊的分佈統計規律，在空間二維和時間一維上同時進行估計、預測和降噪處理，最大限度的去消除雜訊對圖像的影響，使最終成像效果得到極大的增強和改善，圖像細節得到更好的辨識。除此之外，在面對明暗反差過大的場景時，3D 數字降噪還可有效提高寬動態的展現能力。
◇ ISP 前端影像處理技術— 3A成像控制
3A 成像控制是指:自動曝光控制(AE)、自動聚焦控制(AF)、自動白平衡控制(AWB)。自動曝光控制能夠自動調節圖像的亮度，自動聚焦控制通過調整聚焦鏡頭的位置，獲得最高的圖像頻率成分，自動白平衡對不同光線造成的色差給予補償。
基本的 3A成像控制是攝影機所必須的功能，優秀的 3A成像控制演算法，對於攝影機的成像效果有著至關重要的影響。基於微分圖像分析的 3A成像控制演算法，具有統計準確、反應迅速、調節平滑等特點，無論是在清晨還是黃昏，抑或是光線複雜的夜間環境，都能不受取景、光影影響，提供精確的顏色還原，呈現完美的日夜監控效果。
低照度攝影機未來性能、功能改進
低照度攝影機的發展主要集中在產品性能、產品功能這兩個方面。產品性能的提升，主要依靠更優秀的感光器件，例如 SONY 的 Super HADII CCD，其次是採用更優秀的DSP 技術，通過 DSP 的信號優化、圖像降噪、整機靈敏度提升來實現攝影機性能的跨越。
產品功能則更多是結合實際需求來實現：例如在實際中發現彩轉黑之後容易虛焦，所以引入自動後焦調節（ABF技術）、步進電機驅動的 ICR 雙濾光片技術（一塊濾光片負責濾除紅外光，另一塊負責光學補償）。
又如低照度攝影機和紅外線LED協同工作時，容易出現頻繁日夜切換等問題，所以開發了紅外偵測鎖定技術，還有一些廠家開發了光敏開關測光技術等等，來保障彩轉黑攝影機轉換性能的穩定。
低照度攝影機提升效果最合理的做法，是用硬體來提升產品性能，例如通過在 CCD、DSP 方面的努力，實打實地提升低照度效果。而對於延長曝光時間（低速快門），或稱幀累積技術來提升低照度效果的方法，往往會帶來不理想的效果。
如採用低速快門，由於曝光時間延長，使畫面亮度提升，看起來是提高了低照度效果，實際上拍攝到的圖像細節模糊不清，所以延長曝光時間的做法，是不可取的。有些產品把出廠的預設亮度值提高到 120 IRE（大於標準值 100 IRE、700毫伏），常常是夜間亮度好，白天曝光過度，監控品質變差。
最後要說的就是數位降噪，這是一種很有效的抑制噪點的方式，就是通過數文書處理，可以降低雜波，突出想要的監控資訊主體，攝影機性能將有很大提升。
低照度低速對其重要的配套器件----鏡頭有較高的要求，例如優質的鏡頭，其F值能做得較小，即通光量較大；又如彩轉黑低速需要採用感應紅外鏡頭，它最大的優勢是白天和夜間聚焦一致，不會出現彩轉黑虛焦的情況。這是因為它採用了非球面鏡片和特殊的玻璃材質，所以能消除聚焦誤差，實現日夜聚焦一致，而這個性能，對於彩轉黑攝像機至關重要。
低照度監控布建可應用方案
工程技術人員都應該知道在光線較差的環境中，低照度攝影無需輔助光源，即能辨識目標物體，這些都是靠攝像體本身 Sensor、DSP、鏡頭及慮光片協作所致，而在這些關鍵技術採用下，低照監控的布建應用也就越來越受到工程商的重視與使用青睞。這些低照度監控應用方案大致包含以下：
◇ 最基礎也是最笨的一種方式幀累積應用方案
這種應用也叫做低速快門(Slow Shutter)，此類攝影機又稱為畫面幀累積型攝影機，它是利用記憶體的技術並放低速快門速度，連續將幾個因光線不足，而較顯模糊的畫面累積起來，成為一個影像清晰的畫面，運用低速快門技術降低攝影機照度至 0.009lux/f1.2以下，並且畫面能夠累積的幀數(128或256幀)是屬於一種既笨又可靠的低光應用技術。
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| Slow shutter 拍攝效果 matthewsphotojblog.blogspot... |
此類型低照度攝影機適用於禁止紅或紫外線的場所，比如博物館或夜行動生物觀察，國土海岸監視等，屬於較靜態場所的低照監視使用。
◇ 電子機械應用方式彩色變黑白模式方案
此方式又稱為日夜模式(Day & Night Mode)，此類攝影機目前在市場上仍有其特定的需求，一般日夜型攝影機的照度在市場上標示數值最低有達到 0 LUX的程度，但 0 Lux基本無法呈現色彩，因此在應用於低照監控布建時，必須特別聲明其效能。
這種白天彩色/晚上黑白(COLOR/MONO) 攝影機是利用黑白影像對紅外線感度較高的特點，在一定的光源條件，利用電機機械線路切換濾光片，或軟體切換為黑白信號模式的方式，將影像由彩色轉為黑白，以便於感應紅外線。
在彩色/黑白線路轉換的過程中，為了搭配紅外線，拿掉了彩色攝影機不可缺的紅外線濾光片，此種作法雖可在夜晚達到“低照度”的目的，但在應用時卻有影像焦距模糊，色彩表現不正確的缺點，並且攝影機的成像距離，會受到紅外線成像焦點位移差的影響，導致無法清晰成像的結果。
因此為達真正的低照度攝影，採用IR紅外鏡頭搭配使用，才能達到成像清晰的要求，而特別注意的是礙於攝影機本身採用元件的功能限制，因此這種而白天彩色/晚上黑白的攝影機，只是利用線路切換及搭配紅外光的方式，並不能算是低照最好的方式。
◇ 最科學化的應用方式高感度低光感應模式方案(Low-Light)
此方式又稱做 Exview-HAD 模式，也可稱為全天候攝影機，是最熱門的低照度監控應用機種。其彩色模式低照度可達 0.01 Lux，黑白更可達 0.00 1Lux，搭配紅外線時可在 0 Lux 下使用。此類低照監控的攝影機不僅能清晰的辯識影像，更不會出現類似低照時幀累積方式出現延遲畫面。
此類型攝影機主要採用 Exview-HAD 超感光元件，使得最低照度可達 0.001 Lux，幷且還能保持較小影像雜訊比，而實現真正意義的低光級攝影機，在相對黑暗的環境下，無需使用紅外燈就可以得到較為清晰的影像，使安防行業在低照監控的技術發展更深一層。
◇ 有效的輔助低照的應用方式紅外線輔助模式方案(IR Mode)
感紅外攝影機又稱為紅外輔助攝影機，由於感光組件有很寬的感光光譜範圍，其感光光譜不但包括可見光區域，還延長到紅外區域，利用此特性，可以在夜間無可見光照明的情況下，用輔助紅外光源照明可使影像感光器清晰的成像。
在實際低照監控工程應用中，我們發現黑白攝影機比彩色攝影機具有更高的靈敏度，可以在較暗的環境裡獲得更清晰的影像，特別在有紅外光源輔助照明配合下，更是可以做到 0 Lux(可見光)。因此在使用紅外燈時我們應選擇黑白攝影機或是日夜兩用攝影機鏡頭，並具有IR自動光圈，以適應晝夜照度很大的變化。
以上四類為低照監控時最有效的系統布建應用方式，給我們在系統產品選型上提供了一個有效低照環境應用依據，但除了應用的選型依據之外，我們在低照監控系統的布建產品選型上還要注意一些重要的選行應用問題，這些問題可謂包羅萬象。
關於低照度
顧名思義，低照度攝影機是指在較低光照度的條件下，仍然可以拍攝清晰圖像的攝影機，CCTV 產業的技術規格方面對此並無統一標準，因此也無法定義在最低照度為何值？可稱其為低照度攝影機。況且最低照度的數值與鏡頭的光圈大小（F值）、電子靈敏度（ELECTRONIC、SENSITIVITY）、紅外線開關狀態等條件均有關係，因此需要在相同測試條件下考察攝影機的最低照度。
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