详解网络摄像机中的IR-CUT

自然界存在着各种波长的光线，通过折射人眼能看到不同颜色的光线，这就是光线的波长不同所导致的。其实还有许多光线是人眼看不到的，人眼识别光线的波长范围在320nm-760nm之间，超过760nm的光线人眼就无法见到，比如红外光（波长一般在850nm）等。但是CMOS传感器芯片可以看到绝大部分波长的光线，这样就造成了传感器“看”见的与人眼看见的图像不一样的情形。图像处理算法只针对传感器“看见”的图像处理，因为有一部分光人眼是看不见的，这样处理完的图像人眼看起来就会偏色，比如黑色偏灰，绿色偏紫等。为了纠正这个问题，需要给CMOS传感器戴个“眼镜”，滤除人眼不可见的红外光，达到与人眼看到的图像一致的目的。而晚上因为普遍采用红外灯进行补光，所以在晚上的时候必须要摘掉这个“眼镜”，让红外光透到CMOS表面，达到补光的目的。下面我们从几个方面简单探讨一下这个问题。

1. 什么是IR-CUT

所谓IR-CUT可以简单理解为CMOS的“眼镜”，它包括“镜片”与“眼镜摘除装置”，“镜片”即滤光片，“眼镜摘除装置”即IR-CUT机械结构件。镜片有2片，一片用于白天滤除红外光，一片用于晚上全透光。2个镜片由IR-CUT马达进行控制，轮流上岗，白天用滤红外片，图像不偏色，晚上用全透片，提高感光度。滤光片在材质上面有玻璃与石英之分，产地有国产与进口之分，一般**的滤光片为了达到最好的效果，都是根据芯片的光谱图来定制滤光片的，滤光片的种种差异导致了比较大的价格差，好的滤光片在图像的清晰度，细腻程度上面均有明显的提升。

IR=infrared=红外线
CUT=滤、减

2. 什么情况下需要使用IR-CUT

IPC网络摄像机一般对图像要求较高，要求白天图像不偏色，晚上用红外灯补光夜视效果好，需要用IR-CUT。
目前**CMOS使用场合主要有3种：

1）用在不需要补光的场合，如酒店大堂，24小时便利店等，24小时都是有较充足光源的；

2）用白光灯补光的场合，如道路监控，需要图像始终是彩色的；
3）用红外灯补光的场合，如学校监控、小区监控等，需要补光且需要具有一定的隐蔽性，对周围环境干扰较小。
IPC网络摄像机目前对于第3）种场景，是必须要使用IR-CUT的，对于第1）种场景，可以考虑选用IR-CUT，以增强色彩的还原度。

3. 使用IR-CUT需注意事项
综上所述，使用IR-CUT的场景有2种：
1）不配红外补光灯，比如普通枪机；
2）标配红外补光灯，比如防水枪机；
因为IR-CUT白天的滤光片会完全滤除红外光，所以红外灯对于白天的CMOS来说被完全滤除了，相当于没有红外灯，对于晚上的CMOS来说相当于一个很亮的手电筒进行补光。
所以对于场景1），IPC网络摄像机需要确保环境中没有红外光源，比如别的红外枪机，否则IR-CUT会出现来回反复切换的情况。对于场景2，红外灯需要有一个同步信号输出到CMOS板，以“告知”CMOS板当前红外灯是处于打开启还是关闭的状态，IR-CUT切换与红外灯同步，以防止出现来回切换的情况。

在我们的客户端/WEB软件中，设备配置->摄像机参数配置中有IR-CUT工作模式的选项。是根据红外灯同步切换还是根据亮度自动切换？默认是根据红外灯同步切换，对于没有使用红外灯的场合，需要配置成根据亮度自动切换。

4. 使用IR-CUT的特殊要求

使用IR-CUT配红外灯时，必需在灯板上有一个同步信号输出到CMOS板，以“告知”CMOS板当前红外灯是处于打开还是关闭状态，这是目前所有带红外灯配IR-CUT的CMOS都需要的，我们的也不例外。灯板需要输出一个同步信号给我们CMOS板，红外灯不亮输出0V，红外灯亮输出3.3V，不能高于3.3V，否则会烧坏我们的主控板。

5. 增强夜视效果技巧
有些客户对夜视效果要求比较高，希望能看得更远，更清楚，下面有几个小的技巧可以参考一下。
1）加大红外灯的功率。这个对提高夜视效果是立竿见影的，比如可以选择多颗阵列灯等；
2）在图像颜色中设置晚上的时间段，同时提高亮度与对比度，可以提高夜视效果；

3）在摄像机参数中打开电子慢快门等级，可以设置为“强”，或根据需要选择合适的等级。注意：在打开电子慢快门的时候，帧率会有所降低，画面中有大的物体快速移动的时候（如汽车），会出现拖尾现象。

6. 工作原理

IR-CUT双滤光片切换器对于摄像机的作用
修正白天偏色问题，提升夜晚亮度。
IR-CUT双滤光片切换器的原理
IR-CUT双滤光片切换器是由：滤光片（一片红外截止或吸收滤光片和一片全透光谱滤光片） + 动力部分（可以是电磁、电机或其他动力源）构成。
自然界存在着各种波长的光线，人眼识别光线的波长范围在320nm-760nm之间，超过320nm-760nm的光线人眼就无法见到，比如红外光、紫外线等

摄像机的成像元器件CCD或CMOS可以看到绝大部分波长的光线，由于各种光线的参与，摄像机所还原出的颜色与肉眼所见在色彩上存在偏差，为尽力解决色偏问题：现行方案是在CCD前贴一块单层或多层（同时让可见光和红外光通过）双峰滤光片。在白天由于红外及其他杂光进入CCD会干扰色彩还原，如绿色植物变得灰白，红色衣服变淡等等（有阳光室外环境尤其明显）;在夜间由于双峰滤光片的过滤作用，使CCD不能充分利用所有光线，噪点及其低照性能难以令人满意。
IR-CUT双滤光片切换器在白天的光线充分时,红外截止滤光片工作，CCD还原出真实彩色，当夜间光线不足时，红外截止/吸收滤光片自动移开，全透光谱滤光片开始工作，使CCD充分利用到所有光线，从而大大提高了低照性能。
IR-CUT双滤光片切换器好坏区分
IR-CUT的好坏来自于三个方面：
1、滤光片
2、动力驱动部分
3、控制电路

工作原理
在摄像机的镜头前，内置一个全光谱透镜薄膜，由一个微电子电机驱动。
当CMOS/CCD感光芯片吸收到自然界的各种波长前，双滤光片根据侦测到的实际光线，阻挡/放行通过镜头的光线，使CMOS/CCD能够得到最恰当的成像光线，这样后期得到的图像就能得到一个最佳值，当然也得到一个最佳画面。这一切都是自动进行，不需要人工干预哦！

扩展：

1. 什么是滤光片
能衰减光强度，改变光谱成分或限定振动面的光学零件。
2. 为什么需要滤光片
失焦，偏色，摩尔纹，夜间灵敏度等问题。
3. 需要什么样的滤光片
白天滤除红外线，晚上全光谱透过，白天晚上均偏光修正。
4. 怎样得到滤光片
滤光片参数（依商家不同而不同）：材料，尺寸，入射角，
中心波长，半高宽，峰值透过率，截止深度通光口径，应用领域等。

网络摄像机的工作原理：

网络摄像机首先采集图像,然后把采集到的图像信息转换
成光电讯号。这些光电讯号随之被网络摄像机从模拟信号转换成
数字信号，经过压缩处理后然后被传送到网络上。摄像机镜头
采集图像到传感器（CCD/COMS)。在这些图像信号到达传感器之
前要先通过滤光片，过滤掉一些红外光，使得只有合适的光线才
可以最终被显示出来。传感器之后把这些由光讯号组成的信转化
成电信号。然后，这些电信号被转换为数字讯号在网络上进行传
输。

部分转自： http://bbs.hc360.com/thread-3862383-1-1.html

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