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文 | 李水青
导语:星光、黑光、AI超微光轮番登场,谁是安防暗夜王者?
“星光”、“黑光”、“AI超微光”、“极光”,在安防行业这些概念似乎比“低照度摄像机”本身要火的多。
无论营销名称是什么,归根到底,它们都是用不同的方法使摄像机能在夜间拍摄到更像白昼一般的图像。
低照度摄像机能够补齐安防监控产业“夜盲眼”的致命短板,成为安防圈最热的技术突破点之一。据统计接近70%的犯罪都是在夜间发生,道路、仓库、野外等众多场所如果在夜间无法被监控,城市和乡镇的人身及财务安全也只会处于一片阴影之中。补光拍摄的方法早已有之,但是“光污染”、“能源浪费”、“盲区多”等问题一直是夜间监控的痛点。
自2014年起,新诞生的“星光”一词在安防领域几乎成为“低照度”的代名词,2016年至今,低照度摄像机迎来高速发展阶段,说不上狂风大浪,却年年以“新技术”、“亮点技术”的姿态出现在安博会展台最显眼的位置。
在海康威视、大华、宇视、天地伟业、科达等安防企业的你追我赶之下,低照度监控摄像机的市场需求已然被引爆。众多安防企业、通讯玩家纷纷跟进,它们不仅瓜分众多碎片化的市场,还借着人工智能的东风,亮出具有特异性的方案。
“星光”、“黑光”等低照度摄像技术究竟有什么神奇之处?在低照度技术稳打稳扎发展的五年里,海大宇等安防巨头和众多安防翘楚怎样将这片市场搅热 ?2019年,和人工智能紧密结合的低照度相机又为安防产业带来了什么?
一、从“星光”到众多变种技术,补齐安防之眼的短板
很长时间里,“安防之眼”摄像头都存在“夜盲眼”的致命短板。据统计,接近70%的犯罪都是在夜间发生,从晚上7点到次日凌晨5点是犯罪事件的高发期,摄像机夜间成像质量已然成为安防大数据发展的短板。
星光级摄像机应运而生。通常意义下,星光级摄像机通常指在近乎只有星光的微光环境下,在没有任何辅助光源的情况下,仍可以显示清晰的彩色图像的摄像机。所谓的星光级照度约在0.01Lux至0.001Lux之间,而晴朗的有月光的晚上的光照度约为0.1至0.01Lux。
而类似的,“超星光”、“黑光”则是将照度再次降低。一般来说,当照度在0.001Lux以下的时候为“超星光”,当照度为0Lux时则为“黑光”。
▲低照摄象机与普通摄像机的效果对比
早在1998年就出现了低照摄像机的概念,当时领先的是三星、三洋等外资品牌。
2014年随着感光元器件等硬件的发展,“星光级”安防监控摄像产品在市面上出现,而此时的主角已变为海康威视、大华、宇视、天地伟业等本土企业,它们先后发布了自己的200万像素星光级摄像机产品,摄像机的“夜盲眼”康复之路正式开启。
简单来说,星光级摄像机的“夜视”主要通过镜头、光圈、图片传感器和补光灯等多个硬件维度实现优化。镜头和光圈分别限制了透光和进光能力,而图像传感器通过感光能力,补光灯通过补光能力来加持摄像机低照度能力。
▲摄像头中影响其“夜视能力”的硬件维度(图片来自网络)
虽然摄像机“夜视能力”需要从这些维度来进行优化,但是这些硬件并非像堆积木一样堆砌能力最强的就好,因此不同安防企业的技术方案及产品线也不一样。比如,镜头在选择时并不是光圈越大越好,而是需要在进光量和景深上获得一个平衡。除此之外,采用多大靶面的传感器、是否搭配红外及白光来补光、选择几个镜头和传感器等光路设计问题,原始数据测试和ISP效果调试,都是各个厂家不同架构需要考虑的因素,也直接影响星光摄像效果。
随着人工智能技术的发展,人们也开始使用机器学习算法等软件方法来提高摄像机的夜视能力。在市面上盛行的“AI超微光”、“超星光”、“极光”的营销概念不同,技术原理上也有一些差异,但总体来说都是在“星光级摄像机”基础上不断的优化。
目前,星光级摄像机等低照度摄像机已经在道路、仓库、野外、养殖场、小区、工厂等光线较暗或无光照的场景中,在需要高画面清晰度的场景被广泛应用。比如,在公安领域,过去的摄像机只能拍出黑白的画面,但星光摄像机乃至更高级别的“黑光”、“极光”摄像机可以通过彩色的夜视效果帮民警判别“嫌疑人穿什么颜色衣服”等问题,从而大大降低破案难度。
二、2016-2019:照度猛降、概念比拼、AI竞速
从2016年到2019年,随着背照式传感器等元器件的更新,星光级摄像技术飞速发展,以海大宇为首的各厂家开始推出“超星光”、“黑光”、“极光”等变种革新技术。
短短几年里,海康、大华、宇视、科达、天地伟业等安防企业不约而同地从起先的追求低照度,到为了智能识别应用提高摄像头清晰度,再到利用AI来提升低照度摄像机的清晰度和色彩画质,实际上经历了在市场应用的需求催促下从“追求画质”到“追求智能”的演变。
1、海康威视:“星光”之后,“黑光”时代来了
2014年,海康威视打响安防摄像机的“夜视”第一枪。海康威视接连推出星光级300万高帧率枪型网络摄像及星光级200万像素红外网络高清智能球机。2015年星光级摄像技术被应用到了公安领域的鹰眼系列全景摄像机。另外,海康威视研发出了“星光 ”摄像机,更关注运动物体的检测,将信噪比提升30%。
2016年,海康威视的星光摄像机已经广泛应用于国足比赛安保工作、博物馆监控、直播钱塘江大潮等场景,其4K星光级网络摄像机在2016年安博会上获得创新产品特等奖。
正当“星光”市场一片热潮时,海康威视2016年则默默转向“黑光摄像机”的研发和产品化。在当年安博会海康威视展台上,有一个别出心裁的小暗房,里面就放置了海康威视的“黑光”系列摄像机,它能够“看到”照度为0Lux环境下的物体的彩色画面。