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智能視頻監(jiān)控
夜視監(jiān)控責(zé)任重大 結(jié)合紅外成像技術(shù)需注意
中國(guó)安防展覽網(wǎng)
http://www.afzhan.com/news/detail/33458.html
【中國(guó)安防站拉網(wǎng) 焦點(diǎn)新聞】現(xiàn)在人們對(duì)電視監(jiān)控系統(tǒng)工程的要求愈來(lái)愈規(guī)範，愈來(lái)愈高，對(duì)重要的場(chǎng)所要求做到24小時(shí)連續(xù)監(jiān)控，百萬(wàn)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、紅外網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在夜間監(jiān)視所扮演的角色更加突出。紅外技術(shù)為了適應(yīng)在夜間或暗光、無(wú)光等特殊場(chǎng)所的應(yīng)用，應(yīng)運(yùn)而生。它在整個(gè)視頻監(jiān)控領(lǐng)域獲得了廣(guǎng)泛認(rèn)可。紅外綜合了攝像機(jī)多種技術(shù)，特別是監(jiān)控光學(xué)鏡頭在其中扮演著關(guān)鍵角色。
夜視攝像機(jī)成像原理與分類(lèi)
在說(shuō)紅外也是監(jiān)控攝像之前，我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)也是監(jiān)控的呃成像原理與夜視監(jiān)控產(chǎn)品種類(lèi)。
成像原理：
視頻監(jiān)控的成像原理是將光線(xiàn )所包含的信息轉(zhuǎn)換(huàn)成可為人眼所判斷的圖像信號(hào)，由此，光，是視頻監(jiān)控的“必需品”。若環(huán)境光照較低或無(wú)光，那麼視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)成為擺設(shè)。對(duì)此，當(dāng)前行業(yè)主要採用了4種成像技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)夜視監(jiān)控功能。
在照度較低時(shí)，攝像機(jī)通過(guò)切換(huàn)紅外濾光片接收自然光照環(huán)境下0.75～1000m的近紅外光域，並通過(guò)提升視頻處理算法，讓攝像機(jī)識讀接收到的近紅外光域所攜帶的圖像信息。此類(lèi)攝像機(jī)前端都放置有一顆光敏電阻，當(dāng)環(huán)境照度達(dá)到攝像機(jī)設(shè)定的切換(huàn)照度值時(shí)，攝像機(jī)自動(dòng)切換(huàn)紅外濾光片；再依賴算法對(duì)低照度視頻進(jìn)行處理，最為典型的低照度畫面處理算法就是自動(dòng)增益功能，該算法能隨著環(huán)境照度的降低而自動(dòng)提升畫面亮度。
產(chǎn)品分析：
普通紅外攝像機(jī)，價(jià)格便宜，市場(chǎng)普及程度高，主要用於小區(qū)監(jiān)視，樓道監(jiān)視以及一些短距離小範圍需要夜視監(jiān)控的場(chǎng)所。同時(shí)也由於產(chǎn)品進(jìn)入的門(mén)檻較低，魚龍混雜，產(chǎn)品品質(zhì)良莠不齊。由於技術(shù)本身的物理限制，使得常見(jiàn)的LED紅外燈的照射距離很難突破100米。
雷射攝像機(jī)，圖象效果好，清晰可見(jiàn)。可在1公裡內(nèi)識別人，3公裡內(nèi)發(fā)現(xiàn)人，真實(shí)還原現(xiàn)場(chǎng)情況。監(jiān)視距離遠(yuǎn)，通用性強(qiáng)，適應(yīng)環(huán)境性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)低。（同時(shí)還需注意：雷射攝像機(jī)的主動(dòng)發(fā)光雷射光源，一般人眼是不可見(jiàn)的，當(dāng)在開(kāi)啟使用大功率的雷射攝像機(jī)的時(shí)候，人眼是不可以特近距離的對(duì)視於雷射光源）。在透霧能力上，比起紅外攝像機(jī)有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，與紅外熱像儀相比，仍有一定差距。但就性價(jià)比來(lái)說(shuō)，比紅外熱像儀和微光夜視儀高很多。
紅外熱像儀和微光夜視儀，以前一直適用環(huán)境是軍事，刑偵，單兵攜帶等專(zhuān)業(yè)化領(lǐng)域，產(chǎn)品價(jià)格也要昂貴很多。微光夜視儀對(duì)環(huán)境照度有要求，在沒有月光燈自然光照明的條件下無(wú)法成像，且監(jiān)視距離有限，超過(guò)1000米較困難。並且，強(qiáng)光照射下，微光管易被燒壞，白天不能用。紅外熱像儀又可分為製冷式和非製冷式，透霧能力較好，製冷式熱成像儀觀(guān)測(cè)距離可達(dá)40公裡，常用於軍事領(lǐng)域。並且對(duì)使用環(huán)境要求高，需目標(biāo)物和周圍環(huán)境的溫差大才能很好成像。受環(huán)境溫度影響大，夏天成像效果較差。然而由於雷射攝像機(jī)雷射光源是人眼不可見(jiàn)光，有著一定隱蔽性優(yōu)勢(shì)及夜視監(jiān)控距離技術(shù)優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)也逐步的被公、檢、法的技、刑偵領(lǐng)域錄像調(diào)查取證和電視臺(tái)特殊錄像報(bào)導(dǎo )、軍事領(lǐng)域廣(guǎng)範採用。
紅外夜視監(jiān)控使用需注意的七大問(wèn)題
從上述三種夜視監(jiān)控產(chǎn)品看，紅外夜視是目前來(lái)看比較合適的一種。但在紅外夜視監(jiān)控使用中，我們還需要注意一些問(wèn)題。
1、注意攝像機(jī)的口徑尺寸與通光量
攝像機(jī)感光組件的口徑尺寸已經(jīng)趨於小型化，目前市場(chǎng)上的攝像機(jī)口徑尺寸大小一般從1/1.8”到1/4”，而在感光組件與鏡頭搭配時(shí)通光量取決於攝像機(jī)口徑尺寸，口徑小接受的光通量就少，反之亦然。此外，還需特別注意與鏡頭的搭配原則，即焦距數(shù)值與光圈口徑成反比對(duì)應(yīng)關(guān)係，例如4mm光圈比可能為f1.2-1.4，但50mm甚至200mm光圈口徑可能最大只有f1.8-2.2，因此也會(huì)影響到通光量，相應(yīng)的在搭配紅外線(xiàn )投射時(shí)也會(huì)因影響到成像距離的畫面亮度。
2、必須選用低照度條件的攝像機(jī)
攝像機(jī)的最低照度是被攝景物的亮度最低值，攝像機(jī)廠(chǎng)家會(huì)給出不同光圈f值的最低照度，也就是此攝像機(jī)的最低照度(也稱(chēng)靈敏度)。若選擇的攝像機(jī)最低照度高於紅外線(xiàn )投射燈的最高照度要求，紅外線(xiàn )燈的有效距離將受到最低照度的影響，令投射距離變短或成像範圍不足，導(dǎo )致畫面中心亮點(diǎn)而周邊一片漆黑的不良顯示效果。因此攝像機(jī)是不是真正的低照度攝影機(jī)對(duì)低照度環(huán)境的監(jiān)控是非常重要的指標(biāo)。
3、或可使用黑白攝影機(jī)或日夜彩色/黑白攝像機(jī)
除了攝像機(jī)本身具有低照性能，因感光組件CCD具有很寬的感應(yīng)光譜範圍，可感應(yīng)可見(jiàn)光區(qū)域及一定紅外線(xiàn )光譜範圍，故可在夜間完全無(wú)照明的情況下，輔助紅外光源使呈現(xiàn)清晰的黑白畫面。而日夜彩色/黑白攝影機(jī)則能傳輸(shū)彩色信號(hào)，其從CCD感光組件的輸(shū)出信號(hào)中分離出綠藍(lán)紅三基色視頻信號(hào)，再合成產(chǎn)生彩色電視信號(hào)(彩色信號(hào)只感應(yīng)可見(jiàn)光光譜)。隨著影像技術(shù)的進(jìn)步，已可利用數(shù)字電路的切換(huàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)日夜彩色/黑白攝像機(jī)的紅外線(xiàn )感應(yīng)度優(yōu)勢(shì)。
4、注意隱蔽要求
巧用屏蔽技術(shù)，使紅外線(xiàn )照明範圍只覆蓋需要保護(hù)的建築或設(shè)施，避免光線(xiàn )洩出擾民或造成光害。此外，選用光敏式、熱敏式或光電感應(yīng)式照明，只在照度低於臨界值或有人過(guò)度接近可能發(fā)生非法入侵時(shí)，啟動(dòng)燈光開(kāi)始警戒。
5、善用高速定位紅外線(xiàn )攝像機(jī)
CCD攝影機(jī)日益小巧，鏡頭也隨之精巧多變，已能記憶多組伸縮距與焦距組合模式。而攝影機(jī)以及鏡頭的輕巧化，使得負(fù)載攝影機(jī)的電動(dòng)雲臺(tái)更加靈巧，並可預設(shè)方位(PTZ，presetIRCamera)，其配合搭載紅外線(xiàn )攝像機(jī)或紅外線(xiàn )投射燈，並默認(rèn)各類(lèi)觸發(fā)裝置，幾乎可做到把紅外線(xiàn )夜視攝影機(jī)“實(shí)時(shí)”指向觸發(fā)點(diǎn)，擷取目標(biāo)影像。
6、攝像機(jī)和鏡頭的功能搭配要求
攝像機(jī)通常都具有自動(dòng)電子快門(mén)、AES與自動(dòng)增益控制、AGC等功能，可輔助夜視時(shí)的設(shè)定與攝像機(jī)條件要求，其中夜視要求搭配的鏡頭必須具備自動(dòng)光圈功能，以做到日夜照度變化下攝像機(jī)的自動(dòng)照度調(diào)適。
7、攝像機(jī)電源搭配要求
監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備的電源供應(yīng)要統(tǒng)一設(shè)計(jì)。其中紅外線(xiàn )投射燈部分必須考慮到紅外線(xiàn )燈及紅外線(xiàn )LED的工作電流對(duì)供電電壓的影響，此外傳輸(shū)電纜的長(zhǎng)度也會(huì)對(duì)直流電壓衰減造成影響。在有多個(gè)紅外燈距控制室的距離相差較大時(shí)，採用DC12V集中供電可能導(dǎo )致距離控制室近的紅外燈供電電壓高，距離控制室遠(yuǎn)的紅外燈供電電壓低。加之電源電壓調(diào)整上的偏差，可能造成電壓或電流阻抗等問(wèn)題，使紅外線(xiàn )燈壽命縮短甚至燒毀。而電壓過(guò)低的紅外線(xiàn )燈其發(fā)射功率不足，使得投射範圍、距離及亮度都不足，降低了成像效果。因此建議儘量採用AC24V交流供電或提供直流電源，其可在電壓波動(dòng)在AC100V-240V時(shí)保證輸(shū)出穩(wěn)定的直流電源，保證了紅外線(xiàn )燈的運(yùn)行穩(wěn)定。藍(lán)色星際作為技術(shù)領(lǐng)先的安防整體解決方案提供商，為客戶(hù)提供各類(lèi)硬碟錄像機(jī)（數(shù)字硬碟錄像機(jī)、混合型硬碟錄像機(jī) 、網(wǎng)絡(luò)視頻硬碟錄像機(jī)）、高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等產(chǎn)品以及監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)等一攬子服務(wù)。
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夜視攝像機(jī)成像原理與分類(lèi)
在說(shuō)紅外也是監(jiān)控攝像之前，我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)也是監(jiān)控的呃成像原理與夜視監(jiān)控產(chǎn)品種類(lèi)。
成像原理：
視頻監(jiān)控的成像原理是將光線(xiàn )所包含的信息轉(zhuǎn)換(huàn)成可為人眼所判斷的圖像信號(hào)，由此，光，是視頻監(jiān)控的“必需品”。若環(huán)境光照較低或無(wú)光，那麼視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)成為擺設(shè)。對(duì)此，當(dāng)前行業(yè)主要採用了4種成像技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)夜視監(jiān)控功能。
在照度較低時(shí)，攝像機(jī)通過(guò)切換(huàn)紅外濾光片接收自然光照環(huán)境下0.75～1000m的近紅外光域，並通過(guò)提升視頻處理算法，讓攝像機(jī)識讀接收到的近紅外光域所攜帶的圖像信息。此類(lèi)攝像機(jī)前端都放置有一顆光敏電阻，當(dāng)環(huán)境照度達(dá)到攝像機(jī)設(shè)定的切換(huàn)照度值時(shí)，攝像機(jī)自動(dòng)切換(huàn)紅外濾光片；再依賴算法對(duì)低照度視頻進(jìn)行處理，最為典型的低照度畫面處理算法就是自動(dòng)增益功能，該算法能隨著環(huán)境照度的降低而自動(dòng)提升畫面亮度。
產(chǎn)品分析：
普通紅外攝像機(jī)，價(jià)格便宜，市場(chǎng)普及程度高，主要用於小區(qū)監(jiān)視，樓道監(jiān)視以及一些短距離小範圍需要夜視監(jiān)控的場(chǎng)所。同時(shí)也由於產(chǎn)品進(jìn)入的門(mén)檻較低，魚龍混雜，產(chǎn)品品質(zhì)良莠不齊。由於技術(shù)本身的物理限制，使得常見(jiàn)的LED紅外燈的照射距離很難突破100米。
雷射攝像機(jī)，圖象效果好，清晰可見(jiàn)。可在1公裡內(nèi)識別人，3公裡內(nèi)發(fā)現(xiàn)人，真實(shí)還原現(xiàn)場(chǎng)情況。監(jiān)視距離遠(yuǎn)，通用性強(qiáng)，適應(yīng)環(huán)境性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)低。（同時(shí)還需注意：雷射攝像機(jī)的主動(dòng)發(fā)光雷射光源，一般人眼是不可見(jiàn)的，當(dāng)在開(kāi)啟使用大功率的雷射攝像機(jī)的時(shí)候，人眼是不可以特近距離的對(duì)視於雷射光源）。在透霧能力上，比起紅外攝像機(jī)有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，與紅外熱像儀相比，仍有一定差距。但就性價(jià)比來(lái)說(shuō)，比紅外熱像儀和微光夜視儀高很多。
紅外熱像儀和微光夜視儀，以前一直適用環(huán)境是軍事，刑偵，單兵攜帶等專(zhuān)業(yè)化領(lǐng)域，產(chǎn)品價(jià)格也要昂貴很多。微光夜視儀對(duì)環(huán)境照度有要求，在沒有月光燈自然光照明的條件下無(wú)法成像，且監(jiān)視距離有限，超過(guò)1000米較困難。並且，強(qiáng)光照射下，微光管易被燒壞，白天不能用。紅外熱像儀又可分為製冷式和非製冷式，透霧能力較好，製冷式熱成像儀觀(guān)測(cè)距離可達(dá)40公裡，常用於軍事領(lǐng)域。並且對(duì)使用環(huán)境要求高，需目標(biāo)物和周圍環(huán)境的溫差大才能很好成像。受環(huán)境溫度影響大，夏天成像效果較差。然而由於雷射攝像機(jī)雷射光源是人眼不可見(jiàn)光，有著一定隱蔽性優(yōu)勢(shì)及夜視監(jiān)控距離技術(shù)優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)也逐步的被公、檢、法的技、刑偵領(lǐng)域錄像調(diào)查取證和電視臺(tái)特殊錄像報(bào)導(dǎo )、軍事領(lǐng)域廣(guǎng)範採用。
紅外夜視監(jiān)控使用需注意的七大問(wèn)題
從上述三種夜視監(jiān)控產(chǎn)品看，紅外夜視是目前來(lái)看比較合適的一種。但在紅外夜視監(jiān)控使用中，我們還需要注意一些問(wèn)題。
1、注意攝像機(jī)的口徑尺寸與通光量
攝像機(jī)感光組件的口徑尺寸已經(jīng)趨於小型化，目前市場(chǎng)上的攝像機(jī)口徑尺寸大小一般從1/1.8”到1/4”，而在感光組件與鏡頭搭配時(shí)通光量取決於攝像機(jī)口徑尺寸，口徑小接受的光通量就少，反之亦然。此外，還需特別注意與鏡頭的搭配原則，即焦距數(shù)值與光圈口徑成反比對(duì)應(yīng)關(guān)係，例如4mm光圈比可能為f1.2-1.4，但50mm甚至200mm光圈口徑可能最大只有f1.8-2.2，因此也會(huì)影響到通光量，相應(yīng)的在搭配紅外線(xiàn )投射時(shí)也會(huì)因影響到成像距離的畫面亮度。
2、必須選用低照度條件的攝像機(jī)
攝像機(jī)的最低照度是被攝景物的亮度最低值，攝像機(jī)廠(chǎng)家會(huì)給出不同光圈f值的最低照度，也就是此攝像機(jī)的最低照度(也稱(chēng)靈敏度)。若選擇的攝像機(jī)最低照度高於紅外線(xiàn )投射燈的最高照度要求，紅外線(xiàn )燈的有效距離將受到最低照度的影響，令投射距離變短或成像範圍不足，導(dǎo )致畫面中心亮點(diǎn)而周邊一片漆黑的不良顯示效果。因此攝像機(jī)是不是真正的低照度攝影機(jī)對(duì)低照度環(huán)境的監(jiān)控是非常重要的指標(biāo)。
3、或可使用黑白攝影機(jī)或日夜彩色/黑白攝像機(jī)
除了攝像機(jī)本身具有低照性能，因感光組件CCD具有很寬的感應(yīng)光譜範圍，可感應(yīng)可見(jiàn)光區(qū)域及一定紅外線(xiàn )光譜範圍，故可在夜間完全無(wú)照明的情況下，輔助紅外光源使呈現(xiàn)清晰的黑白畫面。而日夜彩色/黑白攝影機(jī)則能傳輸(shū)彩色信號(hào)，其從CCD感光組件的輸(shū)出信號(hào)中分離出綠藍(lán)紅三基色視頻信號(hào)，再合成產(chǎn)生彩色電視信號(hào)(彩色信號(hào)只感應(yīng)可見(jiàn)光光譜)。隨著影像技術(shù)的進(jìn)步，已可利用數(shù)字電路的切換(huàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)日夜彩色/黑白攝像機(jī)的紅外線(xiàn )感應(yīng)度優(yōu)勢(shì)。
4、注意隱蔽要求
巧用屏蔽技術(shù)，使紅外線(xiàn )照明範圍只覆蓋需要保護(hù)的建築或設(shè)施，避免光線(xiàn )洩出擾民或造成光害。此外，選用光敏式、熱敏式或光電感應(yīng)式照明，只在照度低於臨界值或有人過(guò)度接近可能發(fā)生非法入侵時(shí)，啟動(dòng)燈光開(kāi)始警戒。
5、善用高速定位紅外線(xiàn )攝像機(jī)
CCD攝影機(jī)日益小巧，鏡頭也隨之精巧多變，已能記憶多組伸縮距與焦距組合模式。而攝影機(jī)以及鏡頭的輕巧化，使得負(fù)載攝影機(jī)的電動(dòng)雲臺(tái)更加靈巧，並可預設(shè)方位(PTZ，presetIRCamera)，其配合搭載紅外線(xiàn )攝像機(jī)或紅外線(xiàn )投射燈，並默認(rèn)各類(lèi)觸發(fā)裝置，幾乎可做到把紅外線(xiàn )夜視攝影機(jī)“實(shí)時(shí)”指向觸發(fā)點(diǎn)，擷取目標(biāo)影像。
6、攝像機(jī)和鏡頭的功能搭配要求
攝像機(jī)通常都具有自動(dòng)電子快門(mén)、AES與自動(dòng)增益控制、AGC等功能，可輔助夜視時(shí)的設(shè)定與攝像機(jī)條件要求，其中夜視要求搭配的鏡頭必須具備自動(dòng)光圈功能，以做到日夜照度變化下攝像機(jī)的自動(dòng)照度調(diào)適。
7、攝像機(jī)電源搭配要求
監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備的電源供應(yīng)要統(tǒng)一設(shè)計(jì)。其中紅外線(xiàn )投射燈部分必須考慮到紅外線(xiàn )燈及紅外線(xiàn )LED的工作電流對(duì)供電電壓的影響，此外傳輸(shū)電纜的長(zhǎng)度也會(huì)對(duì)直流電壓衰減造成影響。在有多個(gè)紅外燈距控制室的距離相差較大時(shí)，採用DC12V集中供電可能導(dǎo )致距離控制室近的紅外燈供電電壓高，距離控制室遠(yuǎn)的紅外燈供電電壓低。加之電源電壓調(diào)整上的偏差，可能造成電壓或電流阻抗等問(wèn)題，使紅外線(xiàn )燈壽命縮短甚至燒毀。而電壓過(guò)低的紅外線(xiàn )燈其發(fā)射功率不足，使得投射範圍、距離及亮度都不足，降低了成像效果。因此建議儘量採用AC24V交流供電或提供直流電源，其可在電壓波動(dòng)在AC100V-240V時(shí)保證輸(shū)出穩(wěn)定的直流電源，保證了紅外線(xiàn )燈的運(yùn)行穩(wěn)定。藍(lán)色星際作為技術(shù)領(lǐng)先的安防整體解決方案提供商，為客戶(hù)提供各類(lèi)硬碟錄像機(jī)（數(shù)字硬碟錄像機(jī)、混合型硬碟錄像機(jī) 、網(wǎng)絡(luò)視頻硬碟錄像機(jī)）、高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等產(chǎn)品以及監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)等一攬子服務(wù)。
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