星光級鏡頭是什麼?

星光級(Starlight)鏡頭泛指在極低照度環境下仍能輸出彩色影像的閉路電視攝影機。它並非國際技術標準,而是源自市場宣傳的統稱,其核心是高感光度的大尺寸感光元件、大光圈鏡頭與影像降噪處理的組合。本頁講解星光級的技術原理、與普通紅外夜視的分別,以及選購時應查閱的規格。

「星光級」的定義:市場用語,非統一標準

「星光級」一詞形容攝影機在僅有星光程度的微弱環境光下仍能成像。作為參考,根據天文照度資料,無月晴朗夜空的地面照度約為 0.002 lux(勒克斯),無月陰天夜空更低至約 0.0001 lux,而滿月晴夜約為 0.05–0.3 lux——這些數字說明「星光」是何等微弱的光源,也解釋了為何在此環境下保持彩色成像是技術難題。

必須強調:「星光級」沒有統一的國際標準定義,各廠商自行決定冠名門檻。判斷一部攝影機的真實低光能力,應直接查閱規格表上的最低照度(Minimum Illumination)數值及其測試條件,而非單憑「星光級」三個字。

星光級的三大技術支柱

① 高感光度大尺寸感光元件

感光元件面積越大,相同曝光時間內每個像素接收到的光子越多,訊噪比與低光表現隨之提升。星光級攝影機多採用較大尺寸的感光元件,部分並使用背照式(BSI)結構,令更多光子直達感光二極管,進一步提高光線利用率。

② 大光圈鏡頭

光圈是控制進光量的閘門:光圈越大(F 值越小),單位時間進入鏡頭的光線越多。星光級攝影機一般配置大光圈定焦鏡頭,在漆黑環境中盡量搾取每一分環境光。

③ 影像降噪處理

低光環境下感光元件的雜訊比例大增,畫面容易出現雪花與色斑。星光級攝影機依靠影像處理器進行多幀降噪運算,在壓抑雜訊與保留細節之間取得平衡,令微光畫面仍然清晰可用。

三者缺一不可:感光元件負責「收到光」,鏡頭負責「放入光」,降噪負責「處理好」。這也是為何單看解像度數字無法判斷夜間表現——解像度相同的兩部攝影機,感光元件尺寸與光圈不同,夜間畫質可以相距甚遠。相關概念亦可延伸閱讀WDR 寬動態SMD 智能偵測兩篇。

星光級與普通紅外夜視的分別

傳統閉路電視攝影機在光線不足時,會切換至黑白模式並開啟紅外燈照明;星光級攝影機則憑硬件感光能力,在同樣環境下維持彩色成像。兩者取向不同:

比較項目星光級攝影機普通紅外夜視攝影機
夜間畫面維持彩色(需有微弱環境光)黑白畫面
依賴光源環境光(街燈、月光、星光)內置紅外燈主動照明
顏色資訊保留衣著、車身等顏色細節沒有顏色資訊
全黑環境仍需紅外燈或補光燈輔助紅外燈照明下正常運作
成本感光元件與鏡頭規格較高,成本較高技術成熟,成本較低

紅外與全彩夜視的詳細對照,可參考紅外夜視與全彩夜視有何分別?一文。

選購星光級攝影機的四個檢查步驟

  1. 查閱最低照度數值與測試條件——規格表上的最低照度數值越低,代表可在越暗的環境成像;但不同廠商的測試條件(光圈值、快門時間)不同,數值不能跨條件直接比較。
  2. 比較感光元件尺寸——同類型感光元件之中,尺寸越大,訊噪比與低光表現一般越好;規格表上的元件尺寸是比名稱更可靠的參考。
  3. 留意鏡頭光圈 F 值——F 值越小,光圈越大,進光量越多;星光級型號一般配置大光圈鏡頭,選購時應一併核對。
  4. 要求夜間實地試片——規格數字以外,於實際安裝環境的夜間試片最能反映真實表現,特別是有強光源(車頭燈、招牌)與暗位並存的場景。

權威資料依據

本文核對資料:ONVIF Imaging Service 規格ONVIF Profile S

常見問題

「星光級」是正式的技術標準嗎?
不是。「星光級」(Starlight)源自市場宣傳用語,形容攝影機在僅有星光程度的微弱環境光下仍能輸出可用的彩色影像,並沒有統一的國際標準定義。不同廠商對「星光級」的門檻各有準則,選購時應直接查閱產品規格表上的最低照度(Minimum Illumination)數值及測試條件,而非單憑名稱判斷。
星光級攝影機為什麼可以在夜間保持彩色?
關鍵在於盡量增加感光元件接收到的光量。較大尺寸的感光元件在相同曝光時間內可接收更多光子,訊噪比與低光表現隨面積增大而提升;配合大光圈鏡頭讓更多光線進入、背照式感光元件結構提高光子利用率,以及影像降噪運算,攝影機便可在極微弱的環境光下維持彩色成像,而不需要切換至紅外黑白模式。
星光級攝影機與普通紅外夜視攝影機有何分別?
普通紅外夜視攝影機在光線不足時會切換至黑白模式,並開啟紅外燈照明,畫面沒有顏色資訊。星光級攝影機則憑高感光度硬件,在同樣環境下仍能輸出彩色影像,保留衣著顏色、車身顏色等關鍵辨認資訊。但當環境接近全黑、連微弱環境光也沒有時,星光級攝影機同樣需要依靠紅外燈或補光燈輔助。
選購星光級攝影機應該看哪些規格?
第一是最低照度數值,數值越低代表可在越暗的環境成像,但必須同時留意標示的測試條件(光圈值、快門時間),不同條件下的數值不能直接比較;第二是感光元件尺寸,一般而言尺寸越大低光表現越好;第三是鏡頭光圈,F 值越小進光量越多;第四是實際夜間試片,最能反映真實表現。
有了星光級攝影機,還需要安裝補光燈嗎?
視乎現場環境。星光級攝影機需要至少微弱的環境光才能維持彩色成像;市區街道、有街燈的停車場等場景一般不需額外補光。但在完全無光的室內倉庫、鄉郊圍欄等環境,仍需依靠攝影機內置紅外燈(黑白畫面)或另設白光補光燈(維持彩色)輔助。工程規劃時應先量度現場夜間實際光度再作決定。

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