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低照度环境下,监控系统的选择  

2009-04-25 14:23:22|  分类: <三辰科技> |  标签: |举报 |字号 订阅

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低照度环境下,监控系统的选择 - 张新房 - 张新房的博客-安防、消防、楼控、弱电

陈幼林 深圳市三辰科技有限公司  经理

文/陈幼林

照度的定义是指物体被照亮的程度,采用单位面积所接受的光通量来表示,单位为勒克斯(Lux,lx),照度是以垂直面所接受的光通量为标准,若倾斜照射则照度下降。

低照度环境,在此通俗讲就是光线不足很黑的环境,在没有月亮、星星和灯光,伸手不见五指的夜晚,应算在低照度环境之列。而在这样的环境中,要让监控系统录取清晰的图像,前辈们想出了许许多多的解决办法,从最早的彩色摄像机+灯光补偿、日夜两用低照度摄像机到现在的红外摄像机,几种解决方案里融入了一代又一代安防人的心血。
一、 彩色摄像机+灯光补偿

在低照度环境中,特别为摄像机加上一个照明用的可见光源,让摄像机能录取到优质的图像。这种解决方案显得原始,但它确实是最直接和有效的一种方法。现在工程实际应用中,特别配置可见光源照明,先不说浪费资源,对于监控系统的不够隐蔽也是其一大缺点,所以这种方案现在出现机率已经很少。之前还有工程应用在楼梯口,及仓库等场所,为了节省资源,在灯具上附安装了一个红外感应开关或声控开关,都由于开关延时电路的不足,只能在灯亮的几秒内录取到犯罪份子进入的画面,灯熄后却录不下做案的全过程。但如果是白天晚上光线都很充足的环境,便可以利用本身的光线补偿采用这种方案,如机场安检口、24小时便利店、车站候车室等场所。

二、 红外摄像机

红外摄像机其实是受到了上一种解决方案的启发,其原理只是用不可见的红外光代替了可见光源去照明。谈到红外摄像机,大家肯定有诸多感叹。

2001年,当三辰科技将第一台红外摄像机生产出来后,许多工程商认定这是一台畸形的产品,也绝对不会想到红外摄像机会有今天这样的市场。2003年在北京的安博会上,只有三辰科技一家展位上摆有红外摄像机,而在2008年的北京安博会上,3200多个展位上,只要展位上有放安防摄像机的,无一不摆上了红外摄像机产品。

大家都认为红外摄像机的技术门槛低,市场需求量大,安防企业上马红外产品的情绪是空前的高涨,以至于五花八门的宣传让消费者大跌眼镜。而红外摄像机本身具有的偏色、发热、红外灯功率衰减等软肋,让红外摄像机在距离和寿命上大打折扣。

尽管红外摄像机本身存在技术难题,在工程应用中还是得到了迅速漫延。据本人2007年底在北京市场调查的真实数据,工程案例中红外摄像机的占有率已经超过58%,至2008年底,已达到63%,并且还有逐年上升的趋势。之前做一些政府的大型项目,不用考虑价格成本问题,从来都是选材国外的枪机或一体机型。近年来由于政府的财政预算和竞争压力,现在在做方案时,会考虑用上红外摄像机。有些厂房、出租屋、连锁店、旅馆、酒店、餐厅、网吧等娱乐场所的客户会主动要求用晚上能看到的红外摄像机。并且在中国的“平安城市”、“科技强警”项目上,也开始了对红外摄像机的采购。我们可以留意学校、银行、高速路口、边检站等重要设施上,总能看到红外摄像机的身影。当然其中一方面因素是因为红外摄像机低廉的成本。另一方面,在文中提到的三种低照度环境解决方案中,红外摄像机是唯一能在完全没有光线(照度为0 LUX)的情况下成像的一种产品,这也是红外摄像机最大的优点。

鉴于红外摄像机存在红外灯角度、镜头角度的搭配问题,所以在选购红外摄像机时还得注意一些细节。例如最基本的选购标准是白天不能偏色严重,晚上成像清晰。于是很多不正当的竞争手段都在围拢这一衡量标准展开,有些增加红外LED的电流,晚上够清晰了,但寿命也因此衰减了。还有许多企业在红外摄像机的红外距离上做文章,即便大家知道在不同环境中,其红外光线的反射是有强弱之分的,也还是要标榜自己的红外摄像机有多少米、多远距离等。

其实选购红外摄像机应当根据具体安装环境而定,例如:室内可以选择功率较小的近距离红外摄像机,走道围墙应选择功率较大的红外摄像机,当然摄像机镜头的选择和红外灯发射的角度也要按要求配置好才可以。如果是安装在室外,不单要考虑到环境是否会吸收红外线而影响红外光红反射,如绿色植物、黑色物体或水面等。还要考虑到摄像机本身的防尘防水,特殊场合还得考虑防雷等级,而在咱们国家东北或是出口韩国或是俄罗斯的摄像机的产品,其在元器件上便要求能耐低温,据了解,三辰科技的红外摄像机成品在出厂前要经过十五道工序检测。

更多关于红外摄像机的选购、安装、测试等话题,大家可阅读本人在2009年122期《安全&自动化》中文杂志发表的一篇文章《红外摄像机概述》。

三、 日夜两用低照度摄像机

低照度摄像机的产生,是在解决低照度这种特殊环境应用下而产生的一个品种,它的主要优势就是在环境光照很低的环境中,能做到尽量强化照度而看到被监控的目标。据我观察,目前低照度摄像机是国内安防市场上喊得最响,乱得最离谱的一款产品。因为最低照度没有定义,所以没人能知道多低才是低,有人说成月光型,便有人说成星光型。更直接的做法是在摄像机的参数上做文章,照度从最初的1LUX,变为0.1LUX ,再变成现在0.0001LUX,其中不过两年的时间,当然本人预料小数点后面的零肯定还行增加几个,反正一般常用的照度仪也只能精确到0.01 LUX,再说又不是做学问研究,也就没有几人会真正去检测。

目前真正低照度摄像机在国内市场其实只有两种,一种 “帧积累”模式和另一种“超感度”模式。而行业很多人会将“彩转黑”模式也当成一种低照度摄像机,其实真正的“低照度摄像机”应指摄像机本身 (所采用的元件,技术)可达到的功能,而白天彩色/晚上黑白的摄像机因受限于CCD感度,本身并无法改变,只是利用线路切换及搭配红外光的方式将功能提升,不能算是低照度摄像机。

“帧积累”模式又可称为“低速快门”模式,是利用电脑记忆体的技术,连续将几个因光线不足而较显模糊的画面累积起来,成为一个影像清晰的画面,运用SLOW SHUTTER技术降低摄像机照度至0.008LUX/F1.2,并且画面能够累积的帧数 (128帧)。这些DSP芯片技术掌握在一些进口牌上,如LG、松下、三星等进口机才有,国内没有几家安防企业能生产出这种“帧积累”模式低照度摄像机。此类型低照度摄像机适用于禁止红、紫外线破坏的博物馆,夜间军事海岸线监视、夜间生物活动观察等属性较静态场所的监控。

“超感度”模式的是市面上最常用的低照度摄像机,它在配置与性能上增强了背光补偿,采用了高感光低照的CCD,以SONY公司出了EXVIEWHAD为主,如之前的低照低解(2163+ICX 255),低照高解(2163 + ICX 259),当然现在SONY的2163已经停产,用4103取代,现在的“超感度”模式低照度摄像机正规的配置应当是低照低解(4103+ICX 255),低照高解(4103 + ICX 259)。因为ICX 255和ICX 259的价格较贵,市面上很多厂商便用ICX 405和ICX 409配上2163去冒充低照度摄像机。本人从三辰科技工程部了解到,SONY公司最近又推出的“6序”CCD,其中有一款“超感度”CCD,ICX659,在配置上4103后,其CCD的灵敏度高到900-1200MV,而之前的ICX 259的灵敏度只是720-1100MV,应当是目前市场上“超感度”低照度摄像机中灵敏度最高的一种配置方式。需要注意的是SONY新出的“6序”CCD,ICX639并不是超感度的CCD,相信到时市场上肯定又有很多人拿来充当低照度摄像机宣传。

低照度摄像机不用外加辅助照明光源,也不象红外摄像机一样存在许多“软肋”,理论上低照度摄像机应用的场所应当会越来越广,但事实上,据本人对安防市场的了解,低照度摄像机的用量并不是很大,分析有这三方面的因素。

第一个重要因素就是成本因素。一台“超感度”低照度摄像机的价格,要比同参数的普通摄像机高出大约40%以上。国内的工程商和用户对这些高价位产品还没有一个较高的接受度,还是需要时间去培养和转变他们的消费观念和意识,这也大大便制约了低照度摄像机的普及。

第二个因素是由于“超感度”低照度摄像机本身的设计原理存在问题。为了强化在环境光照,内部增强了强背光补偿,采用是“超感度”低照CCD ,而这类ccd主要特性就是高感光,对于噪点控制不强,所以白天效果看起来并不是很理想,会出现一些噪点。

第三个因素是“超感度” 低照度摄像机对镜头的要求过高。如果要将低照的功效发挥到极致,镜头的F值至少要在1.2以下,因为只有增大镜头的通光量,才能保证摄像机的感光度。而业内人士都知道,真正F值达到1.2的镜头,国产镜头厂商可以说是屈指可数,而一个稍好点的进口自动光圈镜头,其价格会高出一台国产摄像机的好几倍。

结束语

对于什么照度下可称为低照度环境,本人暂时没有查到国家标准,也没有行业标准,加上每个安防企业的宣传各不相同,自然令到工程商和用户会头晕目眩,无法选择。其实现在大量关于低照度摄像机的市场信息,其宣传版本之多,足可让一个从业多年的安防前辈都感叹自己阅历不够,何况一般用户。如果能在读过这篇文章后,读者在低照度环境下,能对监控系统作出正确的选择,便是写此文的最大收获。

(通宵完稿于深圳2009年4月23日凌晨5:00)

作者简介:

陈幼林

深圳大学《工商企业管理》专科

现任职:深圳市三辰科技有限公司  经理

Email: Chenyoulin8@163.com 

博主点评:三辰虽然不是红外摄像机的发明者,但肯定是红外摄像机最早的制造商之一,笔者曾经测试过三辰的红外摄像机,客户是满意的,唯一的缺点是三辰的红外摄像机太便宜了,最少我是这么认为的,科技研发是需要投入的,投入的前提是要有利润的。

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