新一代安防IP高清红外摄像机快速崛起

2012-10-31 20:22:58来源: 慧聪安防网

    随着安防监控的不断发展,用户对昼夜24小时的监控需求愈发强烈,这就给摄像机带来更高的要求,要确保全天任何时间段任何光线下都要图像清晰。由于夜间大部分场景光线都很差,仅凭自然光很难让摄像机获取好的图像效果。在这一背景下,红外摄像机就应运而生,配有红外光源的摄像机在视频监控领域所扮演的角色也更加突出。

    红外摄像机的原理

    在说红外摄像机之前,我们先讲一点基础知识。

    一般可见光的波长是0.4~0.7微米,这是我们的眼睛能看到的光线。而0.7至400微米的一段就是红外线,红外线是不可见光线,超出了我们人类眼睛能看到的范围。另外,任何物体在绝对零度以上自身都会发射热辐射红外光线,而像人体这样的发热物体相对于房屋、树木、石头等物体发射量会大一些。

    摄像机的传感器CCD或CMOS,一般也称为”sensor”,相当于摄像机的眼睛,是将光学影像转换成数字信号的半导体器件。但比我们的眼睛厉害的是,它能感应到部分不可见光,如红外光线。传感器有一个指标灵敏度,也叫最低照度值,是对微弱光线的反映能力,灵敏度越高,对光线的感应能力越强,感红外的能力就越强。

    由于传感器可以感知到红外线,在白天,光线中的红外线也进入图像中,会导致整体图像偏红。所以普通摄像机在传感器表面都贴有滤光片,滤掉光线中的红外线。而如果红外摄像机也贴上这种滤光片,夜间摄像机红外灯主动发射的红外线也会被滤掉,导致红外灯失效。为了避免这种情况,高端红外摄像机一般备有双滤光片,即白天打开红外过滤光片,过滤掉光线中的红外线,晚上关闭红外线滤光片,让补光的红外线通过镜头进入图像。

    以上这就是红外摄像机为什么可以在我们人眼看不清的夜间也能清晰成像的原因。依赖摄像机传感器可感知红外线这一特性,在夜间光线比较差的环境中,利用红外补光或者物体自身的红外热辐射来实现夜视,同时采用双滤光片来保证白天的图像不偏色。

    红外摄像机的技术区别

    红外摄像机有主动红外和被动红外的区分。当前市场上以主动红外为主。

    前面提到,在绝对零度以上,人体散发的红外热辐射较多。被动红外就是根据这一特性在无可见光环境中看到移动物体。当前被动红外监控应用中以热成像为主。热成像摄像机是根据特殊的热辐射传感器和光学器件制造而成。它能够在完全黑暗甚至有障碍物的情况下形成有效图像,如在许多恶劣天气条件(包括烟、雾和扬尘)下,普通摄像机无法监控到可疑物体,而热成像摄像机则可以根据热辐射判断出异常情况。但它由于无法形成清晰图像,只可做为专业监控系统的补充。

    主动式红外摄像机则是利用人造红外灯主动发射红外光线照射环境,让传感器能感应红外的特性而实现夜视。摄像机所配备的红外灯,根据工艺和技术又可分为LED红外、LED阵列红外、激光红外。

    LED红外灯由发光二级管发出红外线。由于成本低廉和技术门槛低,目前市场绝大部分红外摄像机均采用的是这种红外灯。形态上就是摄像机镜头周围有很一排小小的灯。但它的局限在于红外灯的电光转换率低,照射距离短,发热量大,寿命短,监视的画面亮度也不均匀。使用这种红外灯的摄像机多用于室内通道、仓库,室外围墙、大门口、干道等,比较适用于面积小,距离相对短的监控场景。

    阵列式LED红外技术在原有LED红外基础上,将更多的红外晶体原封装在一个灯内。使红外灯的功率更大,夜视距离更长,光照束更均匀。这类红外摄像机在镜头周围的红外灯体积大。有些阵列式红外灯还有随动技术,红外灯可根据摄像机镜头焦距的变化而相应调整。它比较适合应用在面积大、距离长的场合。但由于多个晶体原封装在一起,发热量大、寿命短是它的明显的短板。由于是新技术,目前还不是主流,但近年来发展很快。

    激光红外灯是由半导体激光器与镜头搭配形成。激光光束的角度小、能量集中,非常适合远距离照明;配合变焦镜头,可实现激光与摄像机随动,让光线根据摄像机的焦距变动相应变化。但激光红外灯目前成本还比较高,故一般在云台摄像机上采用激光红外灯的情况比较多,主要应用于远距离监控,如景区、铁路等。但近期激光红外灯也出现了一些短距离的产品,成本比红外灯略高一些,所以随着技术进步,预计未来几年激光红外将会普及。

    红外摄像机产品种类

    红外摄像机以枪机和半球居多,而近两年来红外球机开始涌现并成为红外摄像机中的明星产品。激光红外一般在云台型摄像机中出现的较多。红外枪机多安装于室外,所以一般要求防水。半球产品早先以海螺型的居多,近年来开始与防暴防拆结构配合。球机产品内置机芯,红外灯组要与机芯相配合而变倍,并且红外距离较远,一般可以达到80米以上。激光云台多用于远距离监控的场景,配备的激光线外一般可以达到三四百米,甚至更远。

    红外摄像机的安装

    红外摄像机安装的时候应尽量避免与灯光对射。由于红外摄像机的红外灯启动是由光敏电阻控制的,直射的灯光会影响光敏电阻对实际光线环境的判断。另外,由于红外摄像机的图像根据红外灯发出的红外光线从物体上反射到传感器而成的,所以应避免安装在不能反射红外光线的环境中,因为红外光线会被吸收而影响红外灯的工作距离。除此之外,红外摄像机安装还要注意配线安全可靠、美观,注意防盗等细节问题。

    IP红外摄像机沿革

    随着网络视频监控的快速发展以及数字视频处理技术的变革,传统红外摄像机近年来越来越多的向网络化、高清化方向发展。07年前后,部分IP监控厂商开始推出了早期的IP红外摄像机。但是这一批IP红外摄像机一般都只支持到CIF分辨率,也没双滤光片设计,红外灯也采用最普通的技术,属于早期试验性的产品。

    到08、09年,视频编码处理技术的应用日益成熟,支持D1分辨率的IP红外摄像机开始比较多的出现了,并且随着网络视频监控的普及获得了越来越多的应用。这一批IP红外摄像机采用专业的LED红外技术,红外工作距离可覆盖15米到80米。

    2010年,随着高清视频监控的快速崛起,新一代的IP红外摄像机——高清红外网络摄像机开始涌现,这些摄像机不仅图像清晰度实现了720p、1080p高清效果,而且也采用了最新一代的红外灯技术,配备了高端的双滤光片设计。

    近年来,伴随着网络高清技术在平安城市等领域的快速渗透,一些更高端的高清红外网络摄像机也开始越来越多了,典型的如科达推出的高清激光云台网络摄像机,该摄像机配置了100米激光红外灯,采用18倍高清机芯,属于平安城市中的高端产品。此外,高清红外快球、高清红外枪与红外半球也发展迅速,得到了很多IP监控厂商的重视。由于监控是安全防范的基础手段,随着行业的发展,安防技术的发展越来越受到社会各届的重视,安防监控已经成为社会需求关注的热点,这些本质因素将促进红外摄像机在市场的持续升温,不断向前发展。

 

关键字:安防

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2012/1031/article_4954.html
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