紅外線在監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

1、紅外攝像機在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用概述隨著監(jiān)控系統(tǒng)的日漸普及，攝像機被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域，為社會治安保駕護航。每個應(yīng)用領(lǐng)域的不同，造就了不同類型的攝像機。攝像機有道路監(jiān)控攝像機、紅外防水攝像機、超低照度星光級攝像機、夜視一體化系列、煙感型攝像機、針孔型攝像機、飛碟型攝像機系列、槍式攝像機、一體化攝像機、半球攝像機、高速球型攝像機和特別重要場合的防暴型攝像機等多種類別。隨著監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，新的問題也出現(xiàn)了：如果監(jiān)控位置處于一個無光，或光線極為弱，比如：現(xiàn)在平安城市建設(shè)中，有些監(jiān)控點處于交通較為落后的區(qū)域，無路燈，光線較差的情況下該怎能樣處理呢？很顯然，采用傳統(tǒng)高清低照度的攝像機已無法滿足了，因此，我們

2、將采用帶紅外線的攝像機來解決這些問題。接下來將簡介一些特色化攝像機的技術(shù)。（主題文字）紅外線原理概述在自然界中，任何物體只要它的溫度高于絕對溫度（-273C）就存在分子和原子無規(guī)則的運動，其表面就會不斷地輻射紅外線。紅外線的輻射又遵循黑體定律。黑體，簡單地說就是在任何情況下對一切波長的入射輻射吸收率都等于1的物體，也就是說全吸收。黑體只是人們抽象出來的一種理想化的物體模型。但黑體熱輻射的基本規(guī)律是紅外研究及應(yīng)用的基礎(chǔ)，它揭示了黑體發(fā)射的紅外熱輻射隨溫度及波長變化的定量關(guān)系。紅外線攝像機技術(shù)原理紅外攝像技術(shù)分為被動紅外攝像技術(shù)和主動紅外攝像技術(shù)。被動紅外攝像技術(shù)是利用任何物質(zhì)在絕對零度以上都有紅

3、外光發(fā)射，人體和熱機發(fā)出的紅外光較強，其它物體發(fā)出的紅外光很微弱，利用特殊的紅外攝像機可以實現(xiàn)夜間監(jiān)控。但這種特殊的紅外攝像機造價昂貴，而且不能反映周圍環(huán)境狀況，因此在夜視系統(tǒng)中不被采用。主動紅外攝像技術(shù)，即是利用特制的“紅外燈”人為產(chǎn)生紅外輻射，發(fā)出人眼看不見的紅外光去照射景物和環(huán)境，利用普通低照度CCD黑白攝像機或使用白天彩色夜間自動變黑白”的攝像機或“紅外低照度彩色攝像機”去感受周圍環(huán)境反射回來的紅外光，從而實現(xiàn)夜視功能。紅外線功能當采集圖象照度低于5Lux時攝像機自動開啟紅外燈補光使攝像機呈現(xiàn)清嘲的黑白圖像普通攝像機紅外段攝豫機現(xiàn)階段的紅外系統(tǒng)攝像機基本的配置是：攝像機、鏡頭、紅外燈、

4、紅外燈電源；這里所指的攝像機要求是低照度攝像機，且紅外燈發(fā)射的紅外波長該攝像機能夠接收，鏡頭則要求是夜視鏡頭，主要指標是F值（通光量），F(xiàn)值越小，夜視效果越好。紅外攝像機的好與壞，關(guān)系到各部分的選用以及合理配合的問題。紅外攝像機內(nèi)的攝像機選用重點技術(shù)特點靈敏度：攝像機靈敏度是紅外夜視監(jiān)控的核心部分。攝像機的靈敏度是當攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機輸出的視頻信號電平低到某一規(guī)定值時的景物光亮度值。靈敏度越好，對紅外線的感應(yīng)能力也就越強。當然，靈敏度越好的攝像機價格也越昂貴。更多的攝像機廠家，人為地提高信號強度，靈敏度是很不錯，但信噪比很差，導(dǎo)致夜間圖像“雪花點”很多很大，像質(zhì)惡劣。選用不同

5、類型尺寸CCD1是關(guān)系到紅外攝像機的晚上圖像效果。目前市場上的CCDfg像機規(guī)格有1/2,1/3,1/4,1/3CCD勺光通量是1/2CCD勺44%1/4寸CCM通量是1/3CCD的50%真實色彩：所有的攝像機都感應(yīng)紅外，紅外線在可見光條件下對于攝像機來講是一種雜光，會降低攝像機的清晰度和色彩還原，彩色攝像機的濾光片就是阻止紅外線參與成像。要想使彩色攝像機感應(yīng)紅外線，現(xiàn)在有兩個做法，第一，切換濾光片，在可見光條件下?lián)踝〖t外線進入；在無可見光的條件下移開濾光片，讓紅外線進入，這種方案圖像質(zhì)量好。雙濾光片設(shè)計單池充片樨鎮(zhèn)機取曲光片懵像機美電貝爾在紅外攝像機里的機芯這塊都是選用1/3SONYCCD主

6、要用SONYHADCCD、SONYEx-viewHADCCD兩類型芯片，是保證紅外攝像機的靈敏度的前提，還原雙濾片的處理功能，保證白天的色彩真實性，晚上的圖片更清晰。紅外攝像機內(nèi)的鏡頭選用鏡頭的通光量的問題：相對孔徑，決定了鏡頭的通光能力，相對孔徑F1.0的鏡頭通光量是相對孔徑F2.0的鏡頭通光量四倍。同樣的攝像機、紅外燈，上述兩種鏡頭，紅外作用距離可相差一倍。大孔徑鏡頭在紅外監(jiān)控方面，比常規(guī)普通鏡頭好四到十倍，按理說應(yīng)該成為紅外夜視監(jiān)控的必須配套產(chǎn)品。但由于成本高昂，技術(shù)難度大，絕大多數(shù)紅外產(chǎn)品制造商不具備供貨能力。紅外攝像機內(nèi)的紅外燈選用光是一種電磁波，它的波長區(qū)間從幾個納米（1nm=10

7、-9m）到1毫米（mm左右。人眼可見的只是其中一部分，我們稱其為可見光，可見光的波長范圍為380nm-780nm,可見光波長由長到短分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光，波長比紫光短的稱為紫外光，波長比紅外光長的稱為紅外光。紅外攝像機紅外燈的選用，關(guān)系到紅外攝像機壽命、有效照射距離、范圍。壽命問題鹵素?zé)簦菏且粋€十分古老的技術(shù)，能耗高，發(fā)熱量驚人，使用壽命很短，因其使用效率低下，并不真的能夠做到遠距離，估計很快會退出市場。LED紅外燈：因為其成本造價低，成為目前使用最多的紅外產(chǎn)品，其缺點為照射距離近（單個LED的光學(xué)輸出為5mw-15mW、角度?。?至12度）光線分布不均體積大等。多芯片LED多芯片

8、LED（還有LED陣列）最初設(shè)想：紅外燈照射距離不夠是因為能量不夠，更多的芯片集合在一起，當然能量就大，想當然地認為照射距離更遠，這可真是典型的外行技術(shù)理論？當然，更遠的距離需要更大的能量，但并不是紅外燈發(fā)出了多少紅外光，而是被攝像機選用了多少紅外光。因其結(jié)構(gòu)先天固有缺點，多芯片LED沒有發(fā)光焦點，發(fā)光光學(xué)系統(tǒng)不合理，有用光效率也比較低。最關(guān)鍵LED燈發(fā)熱最怕高溫，多芯片發(fā)熱量又大，壽命非常差。單芯片LED生產(chǎn)工藝簡單，品質(zhì)容易保證，發(fā)熱量低，發(fā)光光學(xué)系統(tǒng)合理，是做紅外燈理想的器件，理論上使用壽命可達10萬小時以上。在此，美電貝爾經(jīng)過長期對紅外攝像機測試研究，現(xiàn)所生產(chǎn)的紅外攝像機，都是采用臺灣

9、知名品牌單芯片LED,加上我公司在專業(yè)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計合理化，發(fā)光均勻，使芯片LED所發(fā)出的紅外光線利用率高，散熱快，保證紅外攝像機更長的使用壽命（5W小時以上）。距離首先，紅外燈的最大照明范圍取決于天氣條件、物體的反光率和周圍的光照水平，紅外聚光燈最遠的投射范圍基本如下：（最理想值）500W=150至200米300W=80至120米50W=15至30米30W=5至15米（該數(shù)值為基本數(shù)值，并非絕對）。角度紅外燈是不是角度越大越好？不論是制造商還是工程商想當然地認可這種說法，他們認為紅外燈發(fā)射角度越大，選用鏡頭余地也越大，選擇廣角鏡頭不會出現(xiàn)“手電筒”現(xiàn)象。所以說，大家都拼命地說自己的紅外燈角度如

10、何之大。使用大角度的紅外燈配合小角度的鏡頭，存在光的浪費現(xiàn)象。比如，一盞紅外燈，發(fā)光角度是80度，（相當于f3.5mm鏡頭的角度），如果配合f3.5mm的鏡頭，那么，會有百分之九十九的光是在鏡頭視場以外，也就是說，只有百分之一的光是有用的，其它都浪費了。一般情況下，紅外燈的角度與鏡頭的角度一致，效果是最佳的。美電貝爾所生產(chǎn)的紅外攝像機都是經(jīng)過理論的推斷，專業(yè)的實際測試，使選用的紅外燈跟鏡頭做到合理的搭配。紅外攝像機安裝需要注意的問題紅外攝像機，盡量避免直射光源，因為紅外燈電源控制部分是根據(jù)安裝在紅外燈板邊的光敏電陰來感受，由此來控制紅外燈的工作電壓。紅外攝像機照射的地方，盡量避免跟全黑色物體、

11、空曠處、有水等等吸收紅外光線的物體直對射，紅外燈是靠發(fā)射的紅外光在物體上發(fā)射到攝像機CCD成圖像的，如果紅外線被吸收或減弱，大大削弱紅外燈的有效照射距離。紅外攝像機普片存在的問題（紅暴問題）：紅外攝像機紅暴只是一個選擇紅外燈波長的問題，并不是技術(shù)問題，波長超過700nm的光線叫做紅外線，900nm以上的紅外線基本無紅暴，波長越短，紅暴越強，紅外線感應(yīng)度也越高?，F(xiàn)在市場上有兩種主流紅外燈，一種是有輕微紅暴的，波長在850nm左右，一種是無紅暴的，波長在940nm左右。同一款攝像機，在850nm波長的感應(yīng)度，比在940nm波長的感應(yīng)度好到10倍。所以850nm這種有輕微紅暴的紅外燈擁有更高的效率。

12、目前美電貝爾公司所有的紅外攝像機都是采用波長為850nm紅外燈要配套。視頻監(jiān)控向室外發(fā)展，室外監(jiān)控向夜視發(fā)展，夜視的發(fā)展方向基于紅外，這個趨勢已成為攝像機行業(yè)的“潛規(guī)則”。紅外夜視這個領(lǐng)域，美電貝爾現(xiàn)在紅外攝像機生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)走在全國前列，從去年的銷量情況已足已證明。事實證明，美電貝爾7系列的紅外攝像機在平安城市建設(shè)中被廣泛應(yīng)用，針對以上這種情況，美電貝爾公司在BL-CM701ABL-701AMCBL-702AMGBL-704AMGBL-705AMCBL-7518PMC和BL-7526PMG設(shè)計時充分地考慮這個問題，采用高效率發(fā)光二極管，高靈敏度圖像傳感器，采用世界先進的BELLDS啖字信號處理技術(shù)，全黑環(huán)境設(shè)