详解网络摄像机中的IR-CUT
自然界存在著各種波長(zhǎng)的光線,通過折射人眼能看到不同顏色的光線,這就是光線的波長(zhǎng)不同所導(dǎo)致的。其實(shí)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(wú)法見到,比如紅外光(波長(zhǎng)一般在850nm)等。但是CMOS傳感器芯片可以看到絕大部分波長(zhǎng)的光線,這樣就造成了傳感器“看”見的與人眼看見的圖像不一樣的情形。圖像處理算法只針對(duì)傳感器“看見”的圖像處理,因?yàn)橛幸徊糠止馊搜凼强床灰姷?#xff0c;這樣處理完的圖像人眼看起來(lái)就會(huì)偏色,比如黑色偏灰,綠色偏紫等。為了糾正這個(gè)問題,需要給CMOS傳感器戴個(gè)“眼鏡”,濾除人眼不可見的紅外光,達(dá)到與人眼看到的圖像一致的目的。而晚上因?yàn)槠毡椴捎眉t外燈進(jìn)行補(bǔ)光,所以在晚上的時(shí)候必須要摘掉這個(gè)“眼鏡”,讓紅外光透到CMOS表面,達(dá)到補(bǔ)光的目的。下面我們從幾個(gè)方面簡(jiǎn)單探討一下這個(gè)問題。
1. ? ? ?什么是IR-CUT
? ? ? ? 所謂IR-CUT可以簡(jiǎn)單理解為CMOS的“眼鏡”,它包括“鏡片”與“眼鏡摘除裝置”,“鏡片”即濾光片,“眼鏡摘除裝置”即IR-CUT機(jī)械結(jié)構(gòu)件。 鏡片有2片,一片用于白天濾除紅外光,一片用于晚上全透光。2個(gè)鏡片由IR-CUT馬達(dá)進(jìn)行控制,輪流上崗,白天用濾紅外片,圖像不偏色,晚上用全透片,提高感光度。濾光片在材質(zhì)上面有玻璃與石英之分,產(chǎn)地有國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口之分,一般**的濾光片為了達(dá)到最好的效果,都是根據(jù)芯片的光譜圖來(lái)定制濾光片的,濾光片的種種差異導(dǎo)致了比較大的價(jià)格差,好的濾光片在圖像的清晰度,細(xì)膩程度上面均有明顯的提升。
IR=infrared=紅外線
CUT=濾、減
2. ? ? ?什么情況下需要使用IR-CUT
? ? ? ? IPC網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)一般對(duì)圖像要求較高,要求白天圖像不偏色,晚上用紅外燈補(bǔ)光夜視效果好,需要用IR-CUT。? ? ? ? 目前**CMOS使用場(chǎng)合主要有3種:
- ? ? ? ? 1)用在不需要補(bǔ)光的場(chǎng)合,如酒店大堂,24小時(shí)便利店等,24小時(shí)都是有較充足光源的;
? ? ? ? 3)用紅外燈補(bǔ)光的場(chǎng)合,如學(xué)校監(jiān)控、小區(qū)監(jiān)控等,需要補(bǔ)光且需要具有一定的隱蔽性,對(duì)周圍環(huán)境干擾較小。
? ? ? ? IPC網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)目前對(duì)于第3)種場(chǎng)景,是必須要使用IR-CUT的,對(duì)于第1)種場(chǎng)景,可以考慮選用IR-CUT,以增強(qiáng)色彩的還原度。
3. ? ? ? 使用IR-CUT需注意事項(xiàng)
綜上所述,使用IR-CUT的場(chǎng)景有2種:
1) ?不配紅外補(bǔ)光燈,比如普通槍機(jī);
2) ?標(biāo)配紅外補(bǔ)光燈,比如防水槍機(jī);
因?yàn)镮R-CUT白天的濾光片會(huì)完全濾除紅外光,所以紅外燈對(duì)于白天的CMOS來(lái)說被完全濾除了,相當(dāng)于沒有紅外燈,對(duì)于晚上的CMOS來(lái)說相當(dāng)于一個(gè)很亮的手電筒進(jìn)行補(bǔ)光。
所以對(duì)于場(chǎng)景1),IPC網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)需要確保環(huán)境中沒有紅外光源,比如別的紅外槍機(jī),否則IR-CUT會(huì)出現(xiàn)來(lái)回反復(fù)切換的情況。對(duì)于場(chǎng)景2,紅外燈需要有一個(gè)同步信號(hào)輸出到CMOS板,以“告知”CMOS板當(dāng)前紅外燈是處于打開啟還是關(guān)閉的狀態(tài),IR-CUT切換與紅外燈同步,以防止出現(xiàn)來(lái)回切換的情況。
在我們的客戶端/WEB軟件中,設(shè)備配置->攝像機(jī)參數(shù)配置中有IR-CUT工作模式的選項(xiàng)。是根據(jù)紅外燈同步切換還是根據(jù)亮度自動(dòng)切換?默認(rèn)是根據(jù)紅外燈同步切換,對(duì)于沒有使用紅外燈的場(chǎng)合,需要配置成根據(jù)亮度自動(dòng)切換。
4. ? ? ? 使用IR-CUT的特殊要求
使用IR-CUT配紅外燈時(shí),必需在燈板上有一個(gè)同步信號(hào)輸出到CMOS板,以“告知”CMOS板當(dāng)前紅外燈是處于打開還是關(guān)閉狀態(tài),這是目前所有帶紅外燈配IR-CUT的CMOS都需要的,我們的也不例外。燈板需要輸出一個(gè)同步信號(hào)給我們CMOS板,紅外燈不亮輸出0V,紅外燈亮輸出3.3V,不能高于3.3V,否則會(huì)燒壞我們的主控板。5. ? ? ? 增強(qiáng)夜視效果技巧
有些客戶對(duì)夜視效果要求比較高,希望能看得更遠(yuǎn),更清楚,下面有幾個(gè)小的技巧可以參考一下。
1)加大紅外燈的功率。這個(gè)對(duì)提高夜視效果是立竿見影的,比如可以選擇多顆陣列燈等;
2)在圖像顏色中設(shè)置晚上的時(shí)間段,同時(shí)提高亮度與對(duì)比度,可以提高夜視效果;?
3)在攝像機(jī)參數(shù)中打開電子慢快門等級(jí),可以設(shè)置為“強(qiáng)”,或根據(jù)需要選擇合適的等級(jí)。注意:在打開電子慢快門的時(shí)候,幀率會(huì)有所降低,畫面中有大的物體快速移動(dòng)的時(shí)候(如汽車),會(huì)出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象。
6. ?工作原理
IR-CUT雙濾光片切換器對(duì)于攝像機(jī)的作用
修正白天偏色問題,提升夜晚亮度。
IR-CUT雙濾光片切換器的原理
IR-CUT雙濾光片切換器是由:濾光片(一片紅外截止或吸收濾光片和一片全透光譜濾光片) + 動(dòng)力部分(可以是電磁、電機(jī)或其他動(dòng)力源)構(gòu)成。
自然界存在著各種波長(zhǎng)的光線,人眼識(shí)別光線的波長(zhǎng)范圍在320nm-760nm之間, 超過320nm-760nm的光線人眼就無(wú)法見到,比如紅外光、紫外線等
攝像機(jī)的成像元器件CCD或CMOS可以看到絕大部分波長(zhǎng)的光線,由于各種光線的參與,攝像機(jī)所還原出的顏色與肉眼所見在色彩上存在偏差,為盡力解決色偏問題:現(xiàn)行方案是在CCD前貼一塊單層或多層(同時(shí)讓可見光和紅外光通過)雙峰濾光片。在白天由于紅外及其他雜光進(jìn)入CCD會(huì)干擾色彩還原,如綠色植物變得灰白,紅色衣服變淡等等(有陽(yáng)光室外環(huán)境尤其明顯);在夜間由于雙峰濾光片的過濾作用,使CCD不能充分利用所有光線,噪點(diǎn)及其低照性能難以令人滿意。
IR-CUT雙濾光片切換器在白天的光線充分時(shí),紅外截止濾光片工作,CCD還原出真實(shí)彩色,當(dāng)夜間光線不足時(shí),紅外截止/吸收濾光片自動(dòng)移開,全透光譜濾光片開始工作,使CCD充分利用到所有光線,從而大大提高了低照性能。
IR-CUT雙濾光片切換器好壞區(qū)分
IR-CUT的好壞來(lái)自于三個(gè)方面:
1、濾光片
2、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分
3、控制電路
工作原理
在攝像機(jī)的鏡頭前,內(nèi)置一個(gè)全光譜透鏡薄膜,由一個(gè)微電子電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)CMOS/CCD感光芯片吸收到自然界的各種波長(zhǎng)前,雙濾光片根據(jù)偵測(cè)到的實(shí)際光線,阻擋/放行通過鏡頭的光線,使CMOS/CCD能夠得到最恰當(dāng)?shù)某上窆饩€,這樣后期得到的圖像就能得到一個(gè)最佳值,當(dāng)然也得到一個(gè)最佳畫面。這一切都是自動(dòng)進(jìn)行,不需要人工干預(yù)哦!
擴(kuò)展:
1. 什么是濾光片
能衰減光強(qiáng)度,改變光譜成分或限定振動(dòng)面的光學(xué)零件。
2. 為什么需要濾光片
失焦,偏色,摩爾紋,夜間靈敏度等問題。
3. 需要什么樣的濾光片
白天濾除紅外線,晚上全光譜透過,白天晚上均偏光修正。
4. 怎樣得到濾光片
濾光片參數(shù)(依商家不同而不同):材料,尺寸,入射角,
中心波長(zhǎng),半高寬,峰值透過率,截止深度通光口徑,應(yīng)用領(lǐng)域等。
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的工作原理:
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)首先采集圖像,然后把采集到的圖像信息轉(zhuǎn)換
成光電訊號(hào)。這些光電訊號(hào)隨之被網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成
數(shù)字信號(hào),經(jīng)過壓縮處理后然后被傳送到網(wǎng)絡(luò)上。 攝像機(jī)鏡頭
采集圖像到傳感器(CCD/COMS)。在這些圖像信號(hào)到達(dá)傳感器之
前要先通過濾光片,過濾掉一些紅外光,使得只有合適的光線才
可以最終被顯示出來(lái)。傳感器之后把這些由光訊號(hào)組成的信轉(zhuǎn)化
成電信號(hào)。然后,這些電信號(hào)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字訊號(hào)在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳
輸。
部分轉(zhuǎn)自:?http://bbs.hc360.com/thread-3862383-1-1.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的详解网络摄像机中的IR-CUT的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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