主页（http://www.pttcn.net）：解决夜间或暗光监控的两种方法 业内人士普遍认为良好的照明条件是阻止犯罪的最好因素，但良好的照明条件并非总在人们需要的时候就可以获得。传统的监控摄像机一般在暗光或完全黑暗的情况下并不具备良好的敏感性， 因此需要加装红外灯类的辅助工具。不过，一些制造商家们正在改进元器件/成像传感器的性能级别，以使夜间监控变得前所未有的简单。 如何通过一项有效且经济上承受得起的视频解决方案，来实现弱光或黑暗区域的监控是一个普遍存在的问题。据Cantronic Systems市场营销执行副总裁Jon Chynoweth称，就全球市场来看，低照度摄像机的市场规模约为3亿美元。这些摄像机通常用于特殊场合或者偏远区域的应用，例如一些机要区域、关键基础设施、化工厂、边检控制、港口入境和边防等。 需要注意的是，解决夜间或暗光监控的方法有两种：其一是通过辅助照明设备;另一种是通过专有的传感器技术来实现。这两种方法各有优势。 红外(IR)照明适用于基本无光的黑暗区域，这种情况仅需摄像机覆盖有限或受限的小块区域。打个比方来说：红外摄像机有如黑夜中的一束手电筒光线，光束越小，可见区域也越小。目前，红外摄像机正尝试着通过自带光源，使监控图像更为有效。而低照度摄像机采用的方法恰恰相反，它试图充分利用周围一切可用光源，如月光和星光。目前，还有些低照度摄像机通过采用一些成熟而可行的技术，根本无需任何光源。当然，所有这些都依赖于光学和传感器技术的研发工作。 专有传感器技术 想要提高低照度摄像机的性能有多种方法。采用何种方法会直接对整体成像质量产生影响?一般来说，具备优秀光学性能的摄像机与依赖于电子器件的摄像机相比，前者能为用户提供真正意义上的图像再现功能。具备优秀光学性能的摄像机，能为CCD或CMOS成像传感器提供尽可能多的光源。 另一个需要考虑的因素是，一台摄像机所使用的成像传感器或芯片数量。在同等条件下，多个芯片工作起来总比单个芯片好，Three Brain Technology(TBT)公司的销售总监Sungje Jo说，“举例来说，我们的双CCD摄像机拥有一个高质量的镜头和两个CCD——彩色和黑白。根据光线条件，这两个CCD可进行互换。这款摄像机与那些有两个镜头和两个CCD的摄像机所不同的地方在于——双镜头摄像机无法在白天和夜晚获取相同的视觉范围。” 单芯片摄像机可在微光下监控物体，且价格水平可以接受。当光线条件不足时，摄像机会将它所采集到的光线，通过电子方式进行放大，不过得到的图像质量不是那么完美，因为对低照度情况下视频信号的放大不可避免会产生噪点和视频噪音。另一个缺陷是——单芯片摄像机使用的条纹滤波器会将光线离散开，这样会导致一些光线丢失，由于是在低照度条件下进行摄像，因此保留尽可能多的光线是必须的。 另一方面，一些人正在致力于解决这些问题。由NoblePeak Vision开发出来的一款新型的、具有革新意义的单芯片CMOS图像传感器技术能解决之前的复杂性和成本问题。“使用这款单芯片，TriWave技术能帮助安防或监控摄像机在最恶劣的零光线条件下辨明物体，其辨物能力甚至超越了市场上灵敏度最高的低照度摄像机，”NoblePeak Vision公司销售和营销副总裁Phil Davies说道。 该技术的突破点在于NoblePeak已经找到方法，通过在CMOS处理器中添加锗元素，从而大大提高标准CMOS成像传感器对波长的响应。锗元素对红外短波(SWIR)的敏感，以及它的长波敏感性，可检测到“夜晚的微光”，这些均得益于锗较小的带隙属性。“不同于那些价格昂贵、多芯片、复杂的半导体成像传感器，TriWave基于硅元素的处理过程能在一个单独的CMOS晶片上，产生数百计数的对短波红外可见的成像芯片，这款产品具有高可靠性，且成本低廉，”Davies说到。 采用CMOS处理的另外一个好处是，它能帮助低像素规模和高分辨率的图像成像，从而可降低光学性能要求、减小摄像机系统尺寸、减轻重量、降低成本。“TriWave的另一优势在于，它对三种电磁频谱：可见光、近红外和短波红外均比较敏感，”Davies解释说。因此，TriWave摄像机在白天和黑夜均能适用，完全无需为白天和黑夜单独配备摄像机。 热门技术 与其他需要少量光线才能产生图像的技术不同，热成像技术完全无需光源。它能在各种天气、完全漆黑的环境下产生清晰的图像。“人们对热成像摄像机的兴趣迅速倍增，热成像摄像机市场每年都有可观的发展，”FLIR Systems欧亚区营销经理Christiaan Maras说，“有越来越多的安防专业人员发现了热成像的优势所在。它从很大程度上提高了对事件的感知度，且几乎不增加任何维护成本。” FLIR Systems推出了一系列的热成像摄像机系统，其具有低功耗性能，配置制冷型检测器和非制冷型检测器。有些系统甚至可以检测到100米开外的人形目标，还有一些系统能够检测到15公里远的人。热成像摄像机正在各种应用场合得到安装应用，如周界、港口、机场、核工厂、石油化工工程和仓库。 制冷型与非制冷型 使用制冷型和非制冷型的热成像摄像机，其能见距离是不同的。制冷型摄像机价格更为昂贵，但一般来说，其可见范围在许多条件下，要比非制冷型摄像机远。“一款典型的制冷型摄像机具有15微米的像素间距(像素中心的间距)。对一个500毫米的镜头和0.75米临界尺寸的摄像机来说，2.1公里左右的一个人需要占据12个像素，”Maras解释道。“这个计算实例给我们这样一个结论：摄像机如果需要识别数公里外的一个人，它所配的镜头需为500毫米焦距。” 现在，我们来看看非制冷型传感器，非制冷型因为光学性能和更大的像素，其比制冷型的传感器内在敏感度要低。一款典型的非制冷型传感器的像素间距为38微米。这一增大的像素尺寸将500毫米焦距镜头的识别范围缩减到0.8公里，Maras说。“从这里我们可以了解——对于极端长距热成像的应用情况，最好使用制冷型摄像机系统。这一点尤其适用于大气环境湿润的条件。” 大气条件 尽管热成像摄像机的能见性可以穿透黑暗、薄雾、微雨和雪天，不过其能见距离还是受到大气条件的影响。即使在天空明净的情况下，大气固有的吸收度还是会对红外摄像机系统能见范围产生特定影响。“从本质上来说，红外信号从目标探测距离到摄像机所途经的距离越远，中途丢失的信号量也会越多，”Maras说道。
|
