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点阵式红外摄像机的技术分析
大学学院2019年06月09日
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浅谈夜视市场现状及点阵式红外技术
随着人们安全防范意识的不断提高，全国各地范围内对24小时连续监控的需求不断增强，夜间监控需求推动红外摄像机市场突飞猛进增长。红外市场发展顺应了我国特殊的市场需求。据了解，早些年国外市场基本不生产红外摄像机，首先是因为红外摄像机本身是一个高温产品，在如煤矿监控、工业监控、能源监控等领域存在威胁;其次是因为红外摄像机的使用寿命很短，稳定性不足。然而，人们在夜间无光照或光照较弱的环境下的普遍要求越来越强烈，使得国外品牌也开始推出红外产品。针对红外摄像的各种不足，红外技术的不断研发更新，各安防厂商推出了更具优势的红外摄像机产品，弥补其本身的功能缺陷，解决安全隐患，红外摄像机越来越适应市场快速发展的需求。
一、夜视市场现状
红外灯的演变是红外摄像机发展的核心因素。红外辅助光源从最初的大功率卤素灯到传统的LED灯(第一代红外灯)，到现在的LED Array阵列式红外灯(第二代红外灯)，再发展到LED Array点阵式红外灯(第三代红外灯)。目前夜视市场除了红外摄像机外，还有超低照度摄像机、激光夜视摄像机、白光灯夜视摄像机、热成像仪摄像机等不同种类的摄像机相继推出市场。
1、超低照度摄像机
普通级摄像机一般照度均大于0.1Lux;照度范围在0.1 Lux至0.01 Lux之间的摄像机，一般被称为低照度摄像机;而被称为月光级的摄像机，其照度范围均在0.01Lux至0.001Lux;当照度范围超过0.001Lux的时候达到0.0001Lux便达到了“星光级”的超低照度摄像机。
超低照度摄像机的设备稳定性高于红外补光摄像机，且符合低碳环保的绿色发展主题。以广东迅通科技股份有限公司的网络摄像机设计规范为例，一个使用CMOS传感器的超低照度高清枪型摄像机的额定设计功耗为4W左右，而一个使用CMOS传感器的红外补光高清枪型摄像机的额定设计功率通常为6W，在大中型视频监控项目，特别是近几年平安城市项目所承载的监控点越来越多，有些甚至达到几万个监控点，其为监控系统节约的能耗便大得惊人。
超低照度摄像机在使用上与其他摄像机产品没有太大的不同，所以它一上市便成了市场中的宠儿。越来越多的项目、工程都将其部署在重要区域，其中尤以医院、银行、智能楼宇等对人的视觉感知影响较大且长期处于弱光环境下的重点、敏感区域。
2、激光夜视摄像机
由于绝大部分LED红外摄像机的照射范围在100米以内，近两年，摄像机市场上出现了照射范围超过100米的激光夜视摄像机。激光夜视摄像机通过激光辅助实现夜视监控的，激光相对于红外光来说CCD对其激光波长的感应程度要大于对LED红外光波长感应，使得激光摄像机可以实现更远距离的监控，而且激光的光强度也比常规红外光源要强的多，寿命比红外摄像机的寿命要长3倍左右。但由于激光的成本相对较高而市场上的红外摄像机基本能满足大部分的市场需求，因此激光摄像机短时间内在传统监控领域很难大展拳脚，目前主要应用在红外摄像机无法实现的远距离夜视监控场所，像森林防火、油田油库、长输管线、大型厂区、矿区、货场、边海防线、海事渔政、生态保护区、水库等。
3、白光灯夜视摄像机
市场上还有一款名为白光灯摄像机的夜视摄像机，是与红外摄像机相对应的一种产品。其优势是在晚上也能呈现出彩色图像。白光灯夜视摄像机有调光技术，灯光的强弱是由周界环境来决定，周界环境越暗，灯光越强。这种白光灯摄像机比较适合于人迹较少的偏远工厂，其显眼的灯光还可以起到震慑作用。
除了我们上面讲到的夜视摄像机外，市场上还存在被动红外技术的摄像机——热成像仪摄像机，但是热成像技术设备造价非常高，并且得到的红外图像是监控目标表面温度分布的图像，和人眼所能看到的可见光图像是不同的，不能清楚识别目标的细节特征，因此主要应用在港口、机场、核电站、石油化工设施和仓库以及军事方面等。
二、点阵式红外摄像机的技术分析
虽然在夜视市场存在着以上几种夜视产品，但目前市场仍以红外摄像机为主。传统LED红外摄像机主要集中在民用市场，工业市场将逐渐用到目前比较推崇的红外技术——包括阵列式红外技术、点阵式红外技术，以及其它辅助技术，如双滤光片自动转换技术等。
阵列式红外摄像机是高效长寿的红外夜视设备，其突出特点是使用寿命长、2~3年内光线无明显衰减，光线均匀，画质细腻，清晰度高，阵列式摄像机的夜视图像比较明亮，雪花点少，图像均匀无暗角，很大程度解决了画面的手电筒效应，可大幅提升摄像机夜视效果，同时大幅降低数字录像文件体积，节省硬盘录像机空间。目前，大部分安防企业均有生产阵列式红外摄像机。
点阵式红外灯是第三代红外发光元器件，是在阵列式红外灯的基础上发展而来，继承了第一代阵列式红外技术的所有优点，亮度更高、成本更低，它采用的材料，同等条件下可以支持更大的功率;并继承了第一代产品发光点集中的优点，弥补了第二代产发光分散不足，通过独立透镜，按照使用需求任意调节光的分布角度，这样就同时解决了第一代的“手电筒效应”问题和第二代的“偏心现象”，既有第二代体积小、散热处理好、寿命长的优势，有解决了不够亮的缺点，相同亮度条件下，价格接近甚至低于传统LED，或者说相同价格成本条件下，要比第二代亮很多，这是集第一代、第二代优点于一身，并完全避免了缺点的最新一代红外发光元器件，因此，点阵式红外摄像机便逐渐成为目前红外夜视市场的新宠。
三、红外摄像机的改进发展方向
目前，红外摄像机正朝着小型化、远距离、高性能、低功耗发展，虽有很大进步，但仍需要持续改进。例如在防水及散热效果方面，当红外灯开始工作时，摄像机会产生大量的热量，但由于外壳的散热效果不够，这样就会大大降低摄像机的使用寿命;在白天拍摄效果方面，则表现为色彩的提升，红外摄像机的色彩在白天都会或多或少的偏色，可通过双滤光片切换的方法，与点阵式红外技术相结合，保证监控画面不失真、清晰度高、全天候监控，且由于其能自动控制红外灯的启用时间，延长了红外网络摄像机的使用寿命;使用寿命短是普通红外摄像机的通病，LED消耗的电能一部分转换为有效的光能量，一部分则转换为热能，当产生的热能太多，或没有采取适当的降温措施时，机内温升过高，导致LED的过快老化引起照射距离的过快下降，因此延长红外摄像机的使用寿命，也是未来红外产品的重要研发方向。
四、结语
随着红外技术的不断完善和提升，红外摄像机逐渐不局限于应用在民用领域，金融、电信、政府、机场、学校、监狱等重要部门都已大量使用红外摄像机，进行24小时不间断监控，加上安防领域网络化、高清化、智能化的发展趋势，以及红外技术的不断推进，相信红外产品会有着更广阔的发展空间。但另一方面，在较低光照度的场所下，和红外摄像机形成竞争的低照度摄像机亦是得到市场认同的，低照度摄像机产品从功能、效果、稳定性、易用性、环保指数等方面都较大幅度的领先于传统摄像机产品。从市场上的售价来看，超低照度摄像机只略高于传统摄像机，与红外补光产品显持平的态势，目前也已开始应用在“平安城市”、平安校园、道路监控、金融等重要领域中。在未来，红外摄像机和低照度摄像机都将大范围应用在各监控领域，特别是红外摄像机，在散热问题、色彩问题等都得到更大的改善和提升后，更将得到广泛应用。
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