爆閃光為何難避免

 

監(jiān)控補(bǔ)光燈作為“電子警察”夜晚抓拍的輔助工具，能幫助電子眼在瞬間清晰抓拍車輛信息，但從實(shí)施以來，圍繞著監(jiān)控補(bǔ)光亮度過強(qiáng)干擾夜間行車的討論聲不絕于耳。雖然這些設(shè)備都是嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)亮度進(jìn)行配置，但“爆閃致盲”的瞬間，仍然是不少司乘人員心中揮之不去的恐懼。

那么這些補(bǔ)光燈存在的意義是什么?無論是電子警察還是卡口的實(shí)際應(yīng)用中，都無可避免遇到一個(gè)問題——由于夜晚光線不足，監(jiān)控效果非常不理想，無法對違法車輛的車牌號碼、顏色等準(zhǔn)確識別，因此補(bǔ)光燈成為夜間監(jiān)控的重要輔助裝置。

在2014年發(fā)布的《交通技術(shù)監(jiān)控成像補(bǔ)光裝置通用技術(shù)條件(GA/T 1202-2014)》中指出，在交通領(lǐng)域的補(bǔ)光燈發(fā)光方式上可分為頻閃、脈沖、持續(xù)點(diǎn)亮三種方式，并規(guī)定這類裝置在額定電壓下，補(bǔ)光裝置的功耗每車道應(yīng)小于等于50W;補(bǔ)光裝置在路面上形成的補(bǔ)光區(qū)域應(yīng)覆蓋交通技術(shù)監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)控成像區(qū)域，光照度均勻，無明顯暗區(qū)，且不得對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。

目前主流應(yīng)用的攝像機(jī)補(bǔ)光種類分為紅外、白光、暖光三種，其差異在于各自的色溫與波長。其中紅外燈波長780-1000nm，其光肉眼不可見，是最為適合應(yīng)用在交通領(lǐng)域的，但由于啟用紅外后監(jiān)控畫面無法呈現(xiàn)彩色，因此在某些要求全彩的場景，需要使用白光或暖光補(bǔ)光燈。為了滿足規(guī)范中規(guī)定的“補(bǔ)光裝置的功耗每車道應(yīng)小于等于50W”，暖光燈提供的照度不能滿足大部分?jǐn)z像機(jī)的夜視要求，因此為了保證道路車輛的清晰抓拍，白光燈成了普遍的選擇。

同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中，由于人眼對光線的感知在很大程度上受到環(huán)境影響，同等亮度的補(bǔ)光燈，在光線昏暗的路段或夜間越容易使人感覺刺眼無比。為了進(jìn)一步緩解補(bǔ)光燈帶來的擾民問題，降低對補(bǔ)光燈的依賴程度，提升攝像機(jī)的低照度能力成了迫在眉睫的問題。

低照度攝像機(jī)現(xiàn)狀

 

低照度攝像機(jī)，簡單來說，是指在光照較暗的情況下仍然可以獲得比較清晰圖像的攝像機(jī)，主要是通過選用具有高感光度特征的CCD/CMOS 圖像傳感器芯片，采用雙濾光片切換機(jī)構(gòu)和彩轉(zhuǎn)黑方式實(shí)現(xiàn)日夜型圖像轉(zhuǎn)換，在編碼過程中通過低照度圖像降噪和圖像增強(qiáng)等技術(shù)處理實(shí)現(xiàn)。

在安防行業(yè)中，一般認(rèn)為，照度指標(biāo)低于0.1Lux(F1.2，AGC ON，30IRE)的攝像機(jī)，即可稱為低照度攝像機(jī)。最低照度其實(shí)也就是攝像機(jī)對亮度靈敏程度的一個(gè)指標(biāo)，其數(shù)值越小，說明攝像機(jī)靈敏度越高，性能越好。

低照度攝像機(jī)的實(shí)現(xiàn)方式簡單分為以下三種：電子日夜型攝像機(jī)、慢快門攝像機(jī)與專業(yè)超低照度攝像機(jī)，其中專業(yè)的低照度攝像機(jī)在交通場景的運(yùn)用越來越常見。

專業(yè)超低照度攝像機(jī)通過使用高性能的傳感器、結(jié)合DSP的圖像效果處理，來提升攝像機(jī)在微弱光線下的成像質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)在極低照度下的清晰彩色圖像。隨著圖像傳感器芯片制造工藝精度的不斷提升，加上DPS圖像傳感器每個(gè)像素中因?yàn)榘�含很多個(gè)晶體管而帶來的有效感光面積過小的弊端將被逐步克服，所以在多種復(fù)雜的環(huán)境中，這類攝像機(jī)仍能保證不僅白天清晰的畫面，同時(shí)黑夜也能清晰可見。因此被稱為真正的彩轉(zhuǎn)黑攝像機(jī)，例如星光攝像機(jī)便屬于這類產(chǎn)品。

在星光技術(shù)的基礎(chǔ)上，安防廠商通過軟硬件的提升，不斷提高攝像機(jī)的夜視能力。近年來，形成了超星光、黑光、AI超微光等新的流派。

星光級攝像機(jī)的“夜視”主要通過鏡頭、光圈、圖片傳感器和補(bǔ)光燈等多個(gè)硬件維度實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。鏡頭和光圈分別限制了透光和進(jìn)光能力，而圖像傳感器通過感光能力，補(bǔ)光燈通過補(bǔ)光能力來加持?jǐn)z像機(jī)低照度能力，但在智能交通等高要求場景，仍然不能達(dá)到要求。

黑光攝像機(jī)采用兩顆星光級圖像傳感器，通過特殊的光學(xué)元器件，其中一顆傳感器通過紅外補(bǔ)光采集圖像亮度信息和物體輪廓，另外一顆采集色彩信息，配合專用紅外爆閃補(bǔ)光設(shè)備，將采集到的圖像信息融合輸出最終圖像，從根本上解決了白光爆閃帶來的光污染問題。但這種方案會使得抓拍的圖像偏色嚴(yán)重，造成夜間成像質(zhì)量不高的新問題。

A I加持  減少光污染

 

那么有沒有兩全其美的辦法，既可保證圖像質(zhì)量，又可減少光污染呢?答案是有的。超星光與黑光攝像機(jī)本質(zhì)上是采取硬件堆砌的方式提升夜視能力，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，行業(yè)內(nèi)也開始使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法等軟件的方法提升攝像機(jī)的夜視能力，降低對硬件的依賴，華為AI超微光攝像機(jī)便是其中的代表產(chǎn)品。

華為AI超微光攝像機(jī)通過內(nèi)置AI芯片運(yùn)行深度學(xué)習(xí)圖像增強(qiáng)算法，實(shí)現(xiàn)夜間超弱光環(huán)境下獲得高清晰、高色彩圖像，滿足用戶24小時(shí)高保真圖像線索采集，支持在微光環(huán)境下保持全彩。在配合LED智能補(bǔ)光燈下，根據(jù)感興趣區(qū)域和感興趣目標(biāo)，以及感興趣時(shí)間，采用定向精準(zhǔn)補(bǔ)光技術(shù)，有效截止了遠(yuǎn)距離光線，燈光柔和不刺眼，降低對駕乘人員的影響，杜絕光污染。同時(shí)支持違法檢測、事件檢測、流量檢測三合一，一機(jī)多用，解決多種需求多種設(shè)備的麻雀桿問題。

這類攝像機(jī)需要對抓拍的圖像進(jìn)行有效建模，直接對傳感器輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，對圖像時(shí)域空域進(jìn)行降噪處理，通過對大量抓拍圖像的深度學(xué)習(xí)，提取數(shù)據(jù)特征，優(yōu)化亮度、顏色等，達(dá)到夜間低照情況下清晰全彩成像的效果，這也意味著對攝像機(jī)的算力提出更高的要求，因此門檻也是存在的。

但相比補(bǔ)光燈加裝遮光罩、降低補(bǔ)光燈亮度而言，AI技術(shù)在現(xiàn)階段更能直接解決“光污染”的問題。未來隨著這類型的環(huán)�？�口設(shè)備的不斷落地，有望解決監(jiān)控補(bǔ)光燈擾民的問題，讓每個(gè)夜行司乘人員都能被溫柔以待。

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