洞若观火,星光摄像机是必然
为何看上去如此简单的改进是在传统CMOS传感器出现这么久才被制造出来呢?其实科学家们大概在20年之前就想到了,只是因为结构调整后的背照式CMOS传感器对电子器件的生产工艺和微处理技术的要求非常高,因为此技术要求承载二极管的基板要非常薄,大概是传统正照式CMOS传感器基板厚度的1/100。因此,芯片厂家在内功不够的时候勉强做背照式CMOS传感器必然会导致得不偿失,可能会导致更多的噪点产生。
新型背照式CMOS传感器得益于电子器件的制作工艺升级,至少在两个方面有提升。第一个是在传感器上的微透镜性能更为提升,以致经过微透镜后的光,入射到感光面上的角度更接近垂直,而且微透镜产生的色散,眩光等不良效果会减弱,让最终到达传感器感光面的光较传统的好。第二就是在大像素下依旧具有高速的处理能力,这一点归根到底是对比CCD传感器而言的。CCD传感器是需要将各像素点的电荷数据传输出来统一处理,所以在像素大的时候速度比较难提高,如果强行提高处理的带宽就会造成噪点的增加。而CMOS传感器在每一个像素点上都已经将电荷转化成了电压数据,在提高大像素帧率上有比较大的空间。事实上,08年6月索尼就已经推出了背照式CMOS,并冠以Exmor R名称,并且首先用在数款DV产品上。而时至今日,得益于技术的积累,低成本的背照式CMOS的推出,对于星光摄像机的全面发展是革命性的。
星光级摄像机效果及功能
夜间宛如白天
(大华星光级摄像机图像效果)
智能化得以应用
(常见的智能行为分析)
星光级摄像机的发展前景
1、4K+星光
趋势:随着4K超高清IPC的成熟及H.265技术的推出,大分辨率所带来的大场景和超高像素的应用越来越多,高分辨率与星光级技术的结合是大势所趋。
阻碍:然而随着像素的提高,彩色低照效果越差,这是由于摄像机对传感器的尺寸有要求,在尺寸变化不大的情况下,像素点越多,单位像素的感光面积越小,从而低照效果越差。目前星光级摄像机以1080P分辨率为主,而市面上更高像素如4K摄像机则很难在夜间获得好的低照效果。这会是星光级技术发展的一个阻碍也会即将突破的瓶颈。
2、智能+星光
趋势:现在高清网络摄像机已经基本实现了智能化控制技术,至于在星光级摄像机植入智能分析、透雾等算法已经成为安防监控的一种趋势,在星光级超低照度摄像机上植入智能算法将会给用户带来更多的实用价值。感知型、星光级超低照度摄像机可检测视野范围内的所有运动物体,并对人车进行分类,输出颜色、方向、速度等丰富的语义信息,尤其在夜间光线不太理想的时段效果明显提升,将会在海量监控视频的大数据时代将发挥无法估量的作用。
阻碍:星光技术虽然有长足的进度,但其实还不足以达到复杂的智能化应用的要求,而且高端的智能算法对设备性能的要求,导致了星光+智能的摄像机成本很高,这是严重阻碍星光摄像机发展的一个问题。
结语
一如本文所述,星光摄像机是时下大热的话题,是因为技术的突破和成本的大幅降低,但更重要的是星光摄像机存在的必要性!随着市场需求的不断提升,安防行业的技术积累,星光摄像机将作为安防海量监控数据的基石。(作者:浙江大华技术股份有限公司产品经理 张自强)
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