隨著安防監(jiān)控的不斷發(fā)展,用戶對(duì)晝夜24小時(shí)的監(jiān)控需求愈發(fā)強(qiáng)烈,這就給攝像機(jī)帶來(lái)更高的要求,要確保全天任何時(shí)間段任何光線下都要圖像清晰。由于夜間大部分場(chǎng)景光線都很差,僅憑自然光很難讓攝像機(jī)獲取好的圖像效果。在這一背景下,紅外攝像機(jī)就應(yīng)運(yùn)而生,配有紅外光源的攝像機(jī)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域所扮演的角色也更加突出。
紅外攝像機(jī)的原理
在說(shuō)紅外攝像機(jī)之前,我們先講一點(diǎn)基礎(chǔ)知識(shí)。
一般可見(jiàn)光的波長(zhǎng)是0.4~0.7微米,這是我們的眼睛能看到的光線。而0.7至400微米的一段就是紅外線,紅外線是不可見(jiàn)光線,超出了我們?nèi)祟愌劬δ芸吹降姆秶?。另外,任何物體在絕對(duì)零度以上自身都會(huì)發(fā)射熱輻射紅外光線,而像人體這樣的發(fā)熱物體相對(duì)于房屋、樹(shù)木、石頭等物體發(fā)射量會(huì)大一些。
攝像機(jī)的傳感器CCD或CMOS,一般也稱為”sensor”,相當(dāng)于攝像機(jī)的眼睛,是將光學(xué)影像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的半導(dǎo)體器件。但比我們的眼睛厲害的是,它能感應(yīng)到部分不可見(jiàn)光,如紅外光線。傳感器有一個(gè)指標(biāo)靈敏度,也叫最低照度值,是對(duì)微弱光線的反映能力,靈敏度越高,對(duì)光線的感應(yīng)能力越強(qiáng),感紅外的能力就越強(qiáng)。
由于傳感器可以感知到紅外線,在白天,光線中的紅外線也進(jìn)入圖像中,會(huì)導(dǎo)致整體圖像偏紅。所以普通攝像機(jī)在傳感器表面都貼有濾光片,濾掉光線中的紅外線。而如果紅外攝像機(jī)也貼上這種濾光片,夜間攝像機(jī)紅外燈主動(dòng)發(fā)射的紅外線也會(huì)被濾掉,導(dǎo)致紅外燈失效。為了避免這種情況,高端紅外攝像機(jī)一般備有雙濾光片,即白天打開(kāi)紅外過(guò)濾光片,過(guò)濾掉光線中的紅外線,晚上關(guān)閉紅外線濾光片,讓補(bǔ)光的紅外線通過(guò)鏡頭進(jìn)入圖像。
以上這就是紅外攝像機(jī)為什么可以在我們?nèi)搜劭床磺宓囊归g也能清晰成像的原因。依賴攝像機(jī)傳感器可感知紅外線這一特性,在夜間光線比較差的環(huán)境中,利用紅外補(bǔ)光或者物體自身的紅外熱輻射來(lái)實(shí)現(xiàn)夜視,同時(shí)采用雙濾光片來(lái)保證白天的圖像不偏色。
紅外攝像機(jī)的技術(shù)區(qū)別
紅外攝像機(jī)有主動(dòng)紅外和被動(dòng)紅外的區(qū)分。當(dāng)前市場(chǎng)上以主動(dòng)紅外為主。
前面提到,在絕對(duì)零度以上,人體散發(fā)的紅外熱輻射較多。被動(dòng)紅外就是根據(jù)這一特性在無(wú)可見(jiàn)光環(huán)境中看到移動(dòng)物體。當(dāng)前被動(dòng)紅外監(jiān)控應(yīng)用中以熱成像為主。熱成像攝像機(jī)是根據(jù)特殊的熱輻射傳感器和光學(xué)器件制造而成。它能夠在完全黑暗甚至有障礙物的情況下形成有效圖像,如在許多惡劣天氣條件(包括煙、霧和揚(yáng)塵)下,普通攝像機(jī)無(wú)法監(jiān)控到可疑物體,而熱成像攝像機(jī)則可以根據(jù)熱輻射判斷出異常情況。但它由于無(wú)法形成清晰圖像,只可做為專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的補(bǔ)充。
主動(dòng)式紅外攝像機(jī)則是利用人造紅外燈主動(dòng)發(fā)射紅外光線照射環(huán)境,讓傳感器能感應(yīng)紅外的特性而實(shí)現(xiàn)夜視。攝像機(jī)所配備的紅外燈,根據(jù)工藝和技術(shù)又可分為L(zhǎng)ED紅外、LED陣列紅外、激光紅外。
LED紅外燈由發(fā)光二級(jí)管發(fā)出紅外線。由于成本低廉和技術(shù)門(mén)檻低,目前市場(chǎng)絕大部分紅外攝像機(jī)均采用的是這種紅外燈。形態(tài)上就是攝像機(jī)鏡頭周圍有很一排小小的燈。但它的局限在于紅外燈的電光轉(zhuǎn)換率低,照射距離短,發(fā)熱量大,壽命短,監(jiān)視的畫(huà)面亮度也不均勻。使用這種紅外燈的攝像機(jī)多用于室內(nèi)通道、倉(cāng)庫(kù),室外圍墻、大門(mén)口、干道等,比較適用于面積小,距離相對(duì)短的監(jiān)控場(chǎng)景。
陣列式LED紅外技術(shù)在原有LED紅外基礎(chǔ)上,將更多的紅外晶體原封裝在一個(gè)燈內(nèi)。使紅外燈的功率更大,夜視距離更長(zhǎng),光照束更均勻。這類紅外攝像機(jī)在鏡頭周圍的紅外燈體積大。有些陣列式紅外燈還有隨動(dòng)技術(shù),紅外燈可根據(jù)攝像機(jī)鏡頭焦距的變化而相應(yīng)調(diào)整。它比較適合應(yīng)用在面積大、距離長(zhǎng)的場(chǎng)合。但由于多個(gè)晶體原封裝在一起,發(fā)熱量大、壽命短是它的明顯的短板。由于是新技術(shù),目前還不是主流,但近年來(lái)發(fā)展很快。
激光紅外燈是由半導(dǎo)體激光器與鏡頭搭配形成。激光光束的角度小、能量集中,非常適合遠(yuǎn)距離照明;配合變焦鏡頭,可實(shí)現(xiàn)激光與攝像機(jī)隨動(dòng),讓光線根據(jù)攝像機(jī)的焦距變動(dòng)相應(yīng)變化。但激光紅外燈目前成本還比較高,故一般在云臺(tái)攝像機(jī)上采用激光紅外燈的情況比較多,主要應(yīng)用于遠(yuǎn)距離監(jiān)控,如景區(qū)、鐵路等。但近期激光紅外燈也出現(xiàn)了一些短距離的產(chǎn)品,成本比紅外燈略高一些,所以隨著技術(shù)進(jìn)步,預(yù)計(jì)未來(lái)幾年激光紅外將會(huì)普及。
紅外攝像機(jī)產(chǎn)品種類
紅外攝像機(jī)以槍機(jī)和半球居多,而近兩年來(lái)紅外球機(jī)開(kāi)始涌現(xiàn)并成為紅外攝像機(jī)中的明星產(chǎn)品。激光紅外一般在云臺(tái)型攝像機(jī)中出現(xiàn)的較多。紅外槍機(jī)多安裝于室外,所以一般要求防水。半球產(chǎn)品早先以海螺型的居多,近年來(lái)開(kāi)始與防暴防拆結(jié)構(gòu)配合。球機(jī)產(chǎn)品內(nèi)置機(jī)芯,紅外燈組要與機(jī)芯相配合而變倍,并且紅外距離較遠(yuǎn),一般可以達(dá)到80米以上。激光云臺(tái)多用于遠(yuǎn)距離監(jiān)控的場(chǎng)景,配備的激光線外一般可以達(dá)到三四百米,甚至更遠(yuǎn)。
紅外攝像機(jī)的安裝
紅外攝像機(jī)安裝的時(shí)候應(yīng)盡量避免與燈光對(duì)射。由于紅外攝像機(jī)的紅外燈啟動(dòng)是由光敏電阻控制的,直射的燈光會(huì)影響光敏電阻對(duì)實(shí)際光線環(huán)境的判斷。另外,由于紅外攝像機(jī)的圖像根據(jù)紅外燈發(fā)出的紅外光線從物體上反射到傳感器而成的,所以應(yīng)避免安裝在不能反射紅外光線的環(huán)境中,因?yàn)榧t外光線會(huì)被吸收而影響紅外燈的工作距離。除此之外,紅外攝像機(jī)安裝還要注意配線安全可靠、美觀,注意防盜等細(xì)節(jié)問(wèn)題。
IP紅外攝像機(jī)沿革
隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的快速發(fā)展以及數(shù)字視頻處理技術(shù)的變革,傳統(tǒng)紅外攝像機(jī)近年來(lái)越來(lái)越多的向網(wǎng)絡(luò)化、高清化方向發(fā)展。07年前后,部分IP監(jiān)控廠商開(kāi)始推出了早期的IP 紅外攝像機(jī)。但是這一批IP紅外攝像機(jī)一般都只支持到CIF分辨率,也沒(méi)雙濾光片設(shè)計(jì),紅外燈也采用最普通的技術(shù),屬于早期試驗(yàn)性的產(chǎn)品。
到08、09年,視頻編碼處理技術(shù)的應(yīng)用日益成熟,支持D1分辨率的IP紅外攝像機(jī)開(kāi)始比較多的出現(xiàn)了,并且隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的普及獲得了越來(lái)越多的應(yīng)用。這一批IP紅外攝像機(jī)采用專業(yè)的LED紅外技術(shù),紅外工作距離可覆蓋15米到80米。
2010年,隨著高清視頻監(jiān)控的快速崛起,新一代的IP紅外攝像機(jī)——高清紅外網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)開(kāi)始涌現(xiàn),這些攝像機(jī)不僅圖像清晰度實(shí)現(xiàn)了720p、1080p高清效果,而且也采用了最新一代的紅外燈技術(shù),配備了高端的雙濾光片設(shè)計(jì)。
近年來(lái),伴隨著網(wǎng)絡(luò)高清技術(shù)在平安城市等領(lǐng)域的快速滲透,一些更高端的高清紅外網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)也開(kāi)始越來(lái)越多了,典型的如科達(dá)推出的高清激光云臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),該攝像機(jī)配置了100米激光紅外燈,采用 18倍高清機(jī)芯,屬于平安城市中的高端產(chǎn)品。此外,高清紅外快球、高清紅外槍與紅外半球也發(fā)展迅速,得到了很多IP監(jiān)控廠商的重視。由于監(jiān)控是安全防范的基礎(chǔ)手段,隨著行業(yè)的發(fā)展,安防技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越受到社會(huì)各屆的重視,安防監(jiān)控已經(jīng)成為社會(huì)需求關(guān)注的熱點(diǎn),這些本質(zhì)因素將促進(jìn)紅外攝像機(jī)在市場(chǎng)的持續(xù)升溫,不斷向前發(fā)展。