不久前，長徵五號登月「挖土」之旅剛剛結束，探測器平穩落月、鑽表取樣、月面起飛、交會對接及樣品轉移等激動人心的「名場面」，也通過特製鏡頭「捕捉」傳回了地球。這裡「捕捉」的「小眼睛」，用的是特製探月超高清網絡攝像機。
「上天」探索未知的奧秘，「入海」同樣如此，深海探測的攝像機同樣技術含量很高。
日前，首個全國產自主產權商用深海高幀率超高清網絡攝像機，由杭州電子科技大學、浙江大華技術股份有限公司和杭州瀚陸海洋科技有限公司聯合打造問世，並順利通過海上試驗。
攝像機特寫
主持研發的專家於海濱表示，該款深海高幀率超高清網絡攝像機的問世，將填補商用國產深海攝像機領域的長期空白。由於其價格僅為國外同類設備的一半左右，因而有望打破國外壟斷，為我國具有重大戰略意義的深海視覺探測提供全國產自主解決方案。
2020年11月22日，開發團隊在我國南海海域2000米左右水深處進行產品測試時拍攝的水下照片
最深可支持探測馬裡亞納海溝
「此款攝像頭專為深海監控而生，標準產品工作水深可達6000米，最深可以支持探測馬裡亞納海溝。」主持研發的杭州電子科技大學於海濱教授告訴記者，此款攝像設備可搭載在任意有視頻監控需求的深海儀器與裝備上開展工作。
它由密封觀察窗、鏡頭、成像機芯以及耐壓殼體組成。「深海攝像機要考慮超高壓、弱光源情境下的工作環境，所以攝像鏡頭外圍帶了密封觀察窗，主要是為了密封擋水和承受高壓，而由於密封觀察窗的存在，鏡頭設計需要考慮更多的因素。」於海濱介紹到。
技術關鍵點和「密封觀察窗」有關
視角小、放大率小、像差變化......攝像機物鏡的光學特性，如果沒有與密封觀察窗和成像物體所處的水體環境相配合，就有可能因為這些原因導致成像發生畸變和模糊。
因此，如何緊密圍繞深海環境的光學特性完成攝像機物鏡的光學分析，尤其是如何校正因密封觀察窗的引入而導致的畸變和模糊，就成為高質量成像的關鍵。
光學分析
針對該問題，於海濱與團隊成員將鏡頭、密封觀察窗以及外部海水環境作為一個整體進行光學設計和分析，通過整體光學系統的優化設計獲得最佳像質，以滿足深海弱光成像對大視場、大相對孔徑的需求。
同時，高性能圖像傳感器、信號處理電路以及多種針對深海環境成像特點的前端ISP成像優化算法的引入，也對成像質量進行了「軟硬兼施」的優化補償。
它的問世有望打破國外壟斷
亮點頻頻，優質精品，用來形容此款深海超高清網絡攝像機最合適不過了。
據了解，該款深海超高清網絡攝像機機身小巧緊湊，便於安裝集成，靈敏度高，最低照度僅為0.001Lux（彩色模式）；支持寬動態，動態範圍≥100dB；兼具在線傳輸模式和自容存儲模式，自容存儲容量可達256GB；具有照相機工作模式，可實現自動或手動抓拍（非視頻碼流中截圖）；具有針對深海環境成像特點的寬動態場景模式以及3D數字降噪、自動透霧、數字防抖等特有功能；具有智能補光模式，可根據成像效果自適應調節補光燈亮度。
「深海探測中，超高清攝像機就好比研究人員的眼睛，攝像機在深海要克服弱光難題，不僅要靠攝像機自身的感光性能，也需要依靠輔助光源的引入，所以我們這款攝像機也會自帶補光燈提供光源輔助成像。」
於海濱表示，該款深海高幀率超高清網絡攝像機的問世，將填補商用國產深海攝像機領域的長期空白。由於其價格僅為國外同類設備的一半左右，因而有望打破國外壟斷，為我國具有重大戰略意義的深海視覺探測提供全國產自主解決方案。
能「暢遊」深海，更能在淺海領域「大顯身手」。水下娛樂觀光、海上救援、水下搜救、近海海洋環境監測、海水養殖、漁業捕撈等等，將陸地上的視頻監控網絡延伸至水下世界，也是該款深海超高清網絡攝像機的巧妙之處。
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信息來源: 杭+新聞 程振偉 王澤英 張向瑜。原題：杭電聯合打造的這款深海攝像機不簡單！支持探測世界最深的馬裡亞納海溝，有望打破國外壟斷
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?《海洋環境分析監測技術》中科院煙臺海岸帶所陳令新研究院等編著
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