為解決這一問(wèn)題，業(yè)內廠(chǎng)商已著(zhù)力于完善視頻監控產(chǎn)品在低光照情況下的表現，并針對性得給出了不同方案。
主流低照度方案對比
1、超星光技術(shù)
主要采用星光級圖像傳感器，配合上大光圈鏡頭，以及傳統的ISP圖像調制技術(shù)。超星光技術(shù)主要是靠圖像傳感器的靈敏度提升來(lái)提高轉換的效率，因為大光圈鏡頭可提升進(jìn)光量。目前，技術(shù)上已經(jīng)非常成熟，并且實(shí)現成本也相對較低。
所以，超星光攝像機應用于普通的視頻監控是有較大優(yōu)勢的，美中不足的是在專(zhuān)項的應用場(chǎng)景不太適用。比如：人員卡口、車(chē)輛卡口以及電警攝像機。
由于采取超大光圈的鏡頭，雖然擴大了進(jìn)光量，提升了圖像亮度。但也大大降低了成像的景深，并擴大了車(chē)燈強光的光暈的影響。
其次，由于在夜間需要抓拍清楚機動(dòng)車(chē)、非機動(dòng)車(chē)以及行人等運動(dòng)物體，就必須根據物體行進(jìn)速度提升攝像機的電子快門(mén)速度，否則運動(dòng)物體抓拍的圖片將有明顯模糊拖尾。
而一般普通視頻監控攝像機夜間的工作快門(mén)是1/25s，人員卡口的快門(mén)1/100s，車(chē)輛卡口的快門(mén)就要更快1/400s。這些專(zhuān)業(yè)應用的攝像機上提升的快門(mén)速度，把大光圈鏡頭帶來(lái)的亮度提升又抵消掉了，導致目標物體周?chē)膱?chǎng)景一片漆黑，丟失了非常多的有效信息。
2、黑光相機
第二種方案是黑光相機。黑光技術(shù)主要是采用兩顆星光級圖像傳感器，通過(guò)特殊的光學(xué)元器件，其中一顆傳感器通過(guò)紅外補光采集圖像亮度信息和物體輪廓，另外一顆采集色彩信息。然后通過(guò)圖像融合算法將兩顆采集到的圖像信息進(jìn)行融合，輸出既明亮，又是彩色的圖像。
黑光技術(shù)原理示意圖
黑光技術(shù)并不是指攝像機能在完全無(wú)光的環(huán)境下清晰成像。從技術(shù)原理上也可以看出，首先采集亮度的傳感器是依賴(lài)紅外補光來(lái)實(shí)現的，而另外一顆采集色彩的攝像機則和普通攝像機一樣需要環(huán)境光線(xiàn)，實(shí)際在無(wú)光的環(huán)境下，黑光攝像機也得依賴(lài)LED補光燈來(lái)采集圖像。
在交通卡口的應用中，由于汽車(chē)前擋風(fēng)玻璃上粘貼的防爆膜紅外透光率很差。所以采用黑光技術(shù)和紅外爆閃燈的環(huán)保卡口，如圖所示并不能采集到前排司乘人員的圖像信息。
當遇到一些紅外反光材料的物體，采用黑光技術(shù)的攝像機在色彩還原上也有一定的弊端。比如如下示例，因為司機穿的衣物是黑色的反紅外光材料，通過(guò)黑光技術(shù)還原的圖像將黑色衣物還原為白色了，會(huì )對后續的違法取證造成一定的困擾。
3、超微光技術(shù)
除上述兩種解決方案，第三種方案是“超微光”。超微光技術(shù)是基于在基礎ISP圖像調制方面的新型圖像增強算法。
該技術(shù)需要首先采集大量的夜間低照情況下的車(chē)輛卡口、車(chē)輛電警、人員卡口以及全結構化攝像機的圖像樣本與模擬數據，再而進(jìn)行針對性的數學(xué)建模，設計從采集、標圖、訓練以及模型轉化的端到端的深度學(xué)習模型。
在低照情況下，該算法模型跳過(guò)了傳統攝像機的ISP成像調制方式，通過(guò)對大量場(chǎng)景抓拍圖片的學(xué)習，算法直接對傳感器輸入數據進(jìn)行圖像恢復，可以大幅減少攝像機對補光燈的依賴(lài)，在提升圖像亮度的同時(shí)，還能充分還原物體顏色與紋理等細節信息。
依托該算法還原出來(lái)的圖像，不僅大幅度提升了人眼對抓拍圖像的主觀(guān)體驗，也能提升后端諸多的智能算法對圖像的特征分析。比如對車(chē)輛特征分析、非機動(dòng)車(chē)特征分析、駕乘人員特征分析等。
如上面的實(shí)例所示，在1.5Lux的低照度下，無(wú)外加任何補光燈的情況下，經(jīng)過(guò)超微光算法處理后的圖像可視度有了極大提升。
為了在夜間弱光條件下獲得盡可能的清晰度良好、色彩保真的高質(zhì)量抓拍視頻和圖片，過(guò)去的做法通常是在監控攝像機旁增加補光燈。這樣的方法使得監控趕上安裝過(guò)多的LED補光燈，這種方法的弊端在于：
- 補光燈光線(xiàn)刺眼；
- 影響視線(xiàn)，帶來(lái)安全隱患；
- 引起潛在犯罪人員的警惕；
- 丟失部分色彩信息，無(wú)法獲得全部有效的信息；
而現在，超星光技術(shù)、黑光技術(shù)、以及超微光技術(shù)的出現，使得夜間不通過(guò)主動(dòng)補光也能獲得清晰高還原度的圖片和視頻成為可能，更全面的幫助視頻監控設備24小時(shí)進(jìn)行運作。
同時(shí)，前置AI芯片在攝像機內置程度開(kāi)始提高，前端算力的提升將有助于技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，也將使得配置這些技術(shù)的攝像機、人臉識別設備的工作環(huán)境進(jìn)一步拓寬，減小光照條件對性能的約束，使其視頻監控、識別比對能力更加全面更加優(yōu)秀。來(lái)源：CPS中安網(wǎng)
