夜視監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的探討

時間：2020-01-05作者：深圳市賽博優(yōu)訊科技有限公司瀏覽：498

 

夜視監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的探討

綜論

安全系統(tǒng)的重要性**會高估！據(jù)《安全&自動化》雜志期刊預(yù)測：隨著未來5年經(jīng)濟的持續(xù)增長及人民生活水平的提高，對安防需求越來越高，中國大陸安防市場年增長率**過50%。911事件后，**安全監(jiān)控系統(tǒng)市場擴大了至少3倍，尤其在伊拉克戰(zhàn)爭后，**市場將較加繼續(xù)擴大。

然而，在這個急劇擴大的行業(yè)中，有一個**的問題沒有得到很好的解決——這就是攝像機的夜視問題。我們知道：現(xiàn)在市場上任一款攝像機就如同人眼睛一樣，在光線太暗（或*黑暗）時是無法清晰地看清目標(biāo)物的。

911以后不論在公或私的領(lǐng)域里，監(jiān)控系統(tǒng)所用的攝像機都扮演著一個**增長的角色。不幸的是：目前多數(shù)的**攝像機要不就是。太貴，要不就是不能在持續(xù)變化的環(huán)境中正常操作，譬如說白天夜間的轉(zhuǎn)換，夏天冬天的轉(zhuǎn)換，雨與霧的轉(zhuǎn)換…等等，為了較有效適應(yīng)這些變化，**增添額外的附件或技術(shù)，如此便增加了成本又降低了效率。

經(jīng)過多年的市場接觸，本公司匯集了一些經(jīng)驗，愿在此與諸位分享。

夜視的技術(shù)

夜視，目前已經(jīng)有許多不同的科技。歸納起來有三種方式。

**，鹵素?zé)簦核陌l(fā)光功率非常強大，當(dāng)然耗電量以及發(fā)熱也會相對比較大，成本比較高，它的致命缺點是壽命非常短，一般都在一千小時以內(nèi)，故很少有人將此技術(shù)用于閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)領(lǐng)域。

*二，微光放大：它把微弱的光線放大了近3,000倍，但同時雜訊也跟著放大了，一代一代的改良品就在于盡可能地去除雜訊，目前僅軍方擁有此技術(shù)并不釋放給民間。這種技術(shù)在美國已經(jīng)比較成熟，目前發(fā)展到了*三代半，俄國目前是*三代，而國內(nèi)目前達(dá)到了*二代的水準(zhǔn)。值得注意的是：美國還沒有對中國開放出口這項技術(shù)。微光放大的優(yōu)點是可視距離比較長，但顧名思義，它的缺點就是比微小的光較暗的光就無法看到，它還有另一個在CCTV閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)領(lǐng)域里不適用的缺點就是：畫面解析度較低，一般在十米以外就無法辨識物體或人員面貌，在要求“證據(jù)力”的監(jiān)控系統(tǒng)行業(yè)里，無法使用此技術(shù)。

*三，紅外技術(shù)：

紅外技術(shù)的運用有兩種方式，**種是被動紅外熱感應(yīng)成像儀，它一般用于特殊場合，但畫面僅為物體的輪廓，無法做為呈堂的證據(jù)，而且它的價格較為昂貴，一般在美金萬元甚至十萬元以上，故亦無人將此技術(shù)用于監(jiān)控系統(tǒng)。*二種是主動發(fā)紅外光的夜視產(chǎn)品，它是目前監(jiān)控行業(yè)里95%以上使用的技術(shù)。紅外線監(jiān)控系統(tǒng)通過主動發(fā)出紅外波長的光照亮物體（一般肉眼所接受的波長范圍是在紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的范圍內(nèi)，紅以外的，紫以外的，肉眼看不到，但攝像機可捕捉得到，這就是紅外燈打開時，我們覺得依舊是漆黑，而熒光幕上卻能看到的道理），紅外光的亮度決定了看清的程度；同時由于不同CCD對于紅外波長的較佳感應(yīng)段不同，因此，如果采用不恰當(dāng)?shù)臄z像機將會造成畫面的不清晰。

紅外線技術(shù)的沿革

主動紅外技術(shù)早在60年代初期由美國貝爾實驗室研發(fā)出來后，較早期的有效率僅為5%(即每輸入一定能量，其中有5%用于發(fā)光，其余95%的能量變成熱散掉而浪費了)，多用在遙控器等簡單產(chǎn)品上，而用于夜視時多為紅外燈泡，它的體積大，耗電也大，明顯過大的體積和

高溫使其不適于室內(nèi)使用，而且其使用壽命只有一千小時，較不適于用來監(jiān)控。后來紅外線技術(shù)進化到LED，有效率提高為10%左右，目前醫(yī)療設(shè)備多為這一階段的技術(shù)，用于夜視時把原有的體積大幅縮小，耗電量也由數(shù)百數(shù)千瓦降為數(shù)瓦，因此它可使用于室內(nèi)，但同時也帶來了一個明顯的缺點，那就是受限于散熱處理而發(fā)光功率大減，以至照射距離急劇縮減。在二十世紀(jì)九十年代末期開始出現(xiàn)高度集成的點陣式LED技術(shù)，可在較長距離內(nèi)“看清”標(biāo)的物，此項技術(shù)的優(yōu)點在于：

 1、集成體具有較高標(biāo)準(zhǔn)的**等級且較**。

2、集成體使用金屬制成，散熱好，操作時易保持低溫，不似傳統(tǒng)LED的設(shè)計，熱電不分離，僅靠兩根細(xì)金屬腳（pin腳）散熱。

3、集成體使用特殊的材料，使得壽命增長許多倍。

4、發(fā)光體是單光源，使得照明光束均勻照射在目標(biāo)的物上，發(fā)光角度可大可小，無手電筒效應(yīng)。

5、高度集成的一體化設(shè)計 。      

LED Array 與LED的差別

1、亮度：單一個傳統(tǒng)LED的光學(xué)輸出一般約為5-15mW，現(xiàn)今雖有40-50mW或較大功率的LED問市，但依然無法與單顆點陣式LED 相比，且由于熱電不分離的基本設(shè)計使它的散熱處理不易。較大的點陣式LED的光學(xué)輸出可達(dá)約2000mW以上，甚至較高。也就是說一兩百個傳統(tǒng) LED的亮度總和相等于一個點陣式LED的亮度。故很小的零件體積卻能在很長的距離看清標(biāo)的物。

2、體積：由于點陣式LED為高度集成(highly integrated)的LED，故體積比相同亮度的LED總和小很多。

3、發(fā)光角度：傳統(tǒng)LED受限與設(shè)計以至散熱處理不佳，為遷就散熱，單顆的發(fā)光無法太大，照射距離便受到了限制，故多以小角度制作，集中能量以期照得遠(yuǎn)一些，其發(fā)光角一般為8°- 30°角，故形成一道有如手電筒般的光束，*圖像過亮而泛白而周圍過暗看不清楚。點陣式LED的發(fā)光體原始的角度約為150°，可通過光學(xué)手段改變不同的角度，靈活度大。在室內(nèi)可均勻照亮全部空間，而其它LED的光束無法做到，而使用在**長距離的室外，其整體產(chǎn)品的體積遠(yuǎn)小于一般傳統(tǒng)LED產(chǎn)品。

 4、壽命長：由于點陣式LED的散熱易處理及制作材料不同，其壽命約為傳統(tǒng)LED壽命的五到十倍。在頭近兩年內(nèi)，人眼幾乎無法看出照度衰減。

5、點陣式LED的質(zhì)量等級一般為**級，**工業(yè)級，當(dāng)然**一般使用商業(yè)等級的LED。簡單說，正常使用下它是不會壞的。

過去困擾夜視的障礙

1、“彩色不失真”與“夜視”同時存在是一大困難，由于IR Cut技術(shù)的問市已得到解決。

2、由于可見光與紅外光波長不同，故聚焦點不同，形成了日夜畫面無法同時清晰。近年來發(fā)展出鍍膜技術(shù)的紅外鏡頭亦解決了聚焦問題。

現(xiàn)在LED夜視產(chǎn)品仍存在的缺點

1.        雜光干擾：現(xiàn)時生活中，要想尋找*黑暗的場所非常難，或多或少都會有諸如路燈、車燈等可見光存在，這些可見光對紅外夜視而言是干擾而非輔助。

2.        壽命短：由于散熱處理及制作材料地局限，使得紅外光衰減得非?？臁Ｒ话阍?span>6個月至1年后，畫面效果已模糊不清。

3.        手電筒效應(yīng)：絕大多數(shù)的LED角度太小，能量過度集中，造成畫面*過亮而泛白，周圍能量不足而過暗，形成手電筒般的光圈。

4.        長距離產(chǎn)品的體積仍太大：為求遠(yuǎn)處能看得清而需要較大的發(fā)光功率，LED的個數(shù)加多而造成整體產(chǎn)品體積多大。

平安城市的要求

平安城市使得中國安防市場急劇擴大，市場規(guī)模在**比例中，從三年前的不到4%至如今的20%。但平心而論，量的增加并不代表進步，多數(shù)城市安裝的安防系統(tǒng)效果不彰。

犯罪分子多數(shù)在夜間作案，要想確實起到嚇阻作用且能真正協(xié)助破案，加強夜視效果應(yīng)是當(dāng)務(wù)之急。

結(jié)論

一、                        攝像機的技術(shù)日新月異，如彩轉(zhuǎn)黑、、**低照度、場積累、降噪等，帶給夜視一定程度的進步，尤其是場積累功能，但它僅適宜監(jiān)控靜態(tài)目標(biāo)，無法看清移動物體，故欲**夜間滿意的圖像，仍需藉助輔助光源---紅外光。

二、                        現(xiàn)時生活中，欲找到*黑暗的處所，幾乎不太可能，或多或少都有一些諸如路燈、車燈等的可見光存在，這些可見光對紅外夜視而言是干擾而非輔助。運用濾片及IR Cut的延伸使用，可在白天得到不失真的彩色畫面，而晚上又能**良好的夜視效果并防止了雜光干擾。

三、                        結(jié)合點陣式LED的技術(shù)和上述IR Cut濾片的構(gòu)想，將大大的改善夜視的效果。這樣的結(jié)合將引起CCD監(jiān)控界的一場變革，使人們的監(jiān)控視野由白天擴展到伸手不見五指的黑夜，從而滿足不**業(yè)對所需監(jiān)控的目標(biāo)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全天候的監(jiān)控。

四、                        在點陣式LED生產(chǎn)成本下降至接近LED的水平時，點陣式LED全面取代LED應(yīng)是順理成章的結(jié)果。試想，付出約略相同的代價而**五到十倍壽命的產(chǎn)品，有誰不愿？　

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