激光紅外受青睞網絡高清成趨勢

文/本刊記者 鄭展棒

激光紅外受青睞網絡高清成趨勢

文/本刊記者 鄭展棒

激光紅外燈配合新的監控技術，使人們的監控視野不斷的延伸，從而滿足不同應用領域對夜視監控的要求。而在市場需求催生下，激光產品成本將會有所降低，并逐步揭開神秘的面紗，不再是特定領域的專屬品，并慢慢走向平民化。同時，紅外攝像機為了取得理想的應用擴展，網絡化、高清化、智能化是紅外攝像機發展的必然趨勢。

全天候視頻監控的呼聲愈來愈高，這不僅僅存在于金融、電信、監獄、政府、學校、酒店等專業場所，也是一般居民監控場較為普遍的現象，這是人們自身安全意識的不斷提升，也是對監控系統工程的要求越來越高、越來越規范的具體表現。紅外攝像機的出現恰恰能填補夜視監控的市場空缺，目前也無其它攝像機產品可以替代其在夜視監控扮演的角色，這種得天獨厚的優勢令其在市場中的表現是節節開花。

在當前整個安防監控系統中，幾乎所有的攝像機廠商都會推出相應的紅外產品，且紅外攝像機的出貨量可占到總體攝像機銷售量的30%-40%或以上。由于紅外攝像機在安防市場的地位相對獨立，所以其整體的市場表現均是在需求和應用中保持著穩步發展，較少出現爆發式的增長或是市場整體低迷現象，只會出現紅外技術的更新與紅外攝像機種類的差異化所造成的紅外攝像機市場份額各不相同的情況。同時，紅外攝像技術的進步較為明顯，因為巨大的市場需求刺激了廠商對紅外攝像機產品的升級改造，同時也是安防監控行業逐漸得到人們所關注，在應用需求與技術需求相結合的市場呼喚下，紅外攝像機在技術層面和應用層面上不僅受到行業化影響，也受到大眾需求的影響，這就需要更加成熟、更加高效的紅外技術來相匹配，需要更加簡便、更加專業的紅外產品相適應。

從鹵素燈到點陣式紅外燈的升級

紅外攝像機技術有主動紅外和被動紅外的區別，目前市場上90%的紅外攝像機采用主動紅外技術，而被動紅外技術如熱成像攝像機因其價格高昂、技術門檻高，只在一些特定場所使用。本文主要介紹主動紅外技術的發展，被動紅外在此就不多贅述。

紅外攝像機從最初的鹵素燈、LED紅外燈到如今的陣列式紅外、點陣式紅外燈、激光燈，其技術發展進步非常迅速。如今，鹵素燈幾乎在市場上已經看不到，LED紅外燈是當前紅外攝像機使用最多的燈板，市場占有率高達75%以上，其如此巨大的市場份額主要因為它的價格低廉與近距離夜晚光照效果好兩個方面，但LED紅外燈大多采用成本低廉的“環氧樹脂”作為封裝材料，而這種材料在遇熱后化學性能不穩定，致使LED紅外燈在長時間使用后會出現嚴重的光衰現象，紅外效果就會越來越差；再者，隨著目前大范圍監控需求的增長，其短距離的紅外夜視效果已經不能滿足市場發展，而發光量、發熱量與壽命就是紅外攝像機備受關注的三個主要問題，廠商也是主要圍繞這三個關鍵技術進行研發與升級。

陣列式紅外燈（LED ARRAY）與點陣式紅外燈的出現是對紅外技術的革新。陣列式紅外燈采用多晶片封裝技術，將大功率發光晶片封裝在特殊光學材料中，燈體的光電轉化效率比LED紅外燈高幾倍，發熱量也比LED紅外燈小很多，同時陣列式紅外燈還配有專門的散熱裝置，壽命周期是普通紅外燈的5倍以上。但相比點陣式紅外燈，陣列式紅外燈因為由多顆發光芯片封裝在一起，雖然也有專門的散熱裝置，但散熱方面處理也不是很好，使用一段時間后，發熱量比較大，或多或少會降低使用壽命。點陣式紅外燈被人們稱為大功率陣列燈，也是后者的升級版。它具有更小的體積，發光亮度更亮，發熱量也控制的很小，夜視距離僅次于激光紅外燈。發熱一直以來都是各代紅外燈板的通病，點陣式紅外燈通過改進生產工藝，光電轉化效率成倍提升，每個燈都配有專門的散熱片或散熱風扇，發熱要比前幾代燈板小很多。

激光紅外受青睞

在大范圍夜視監控中，要求攝像機配搭大功率的紅外光源實現遠距離夜視監控。雖然上述的點陣式紅外的發光率可滿足常規的遠距離監控，如在50-80米的距離內紅外效果相對理想，但是在80米外的夜視距離，點陣式紅外燈的效果就逐步遞減，更不用說150米甚至200米、300米外的夜視距離了。而近幾年出現的激光紅外技術在紅外市場的表現如火如荼，激光紅外燈也越來越受到許多遠距離安防監控場所的青睞。

紅外激光在照明領域中應用的最大優勢在于激光具有極高的發光效率和發光強度，半導體激光的光電轉換效率最高可達80%，大大的降低能耗，增加照明距離，而且由于激光的控制技術的專一性使得激光產品的壽命有所保證。發光率、發光強度與高效的光電轉換率優勢直接轉變成照射距離與壽命的優勢：

照射距離：單一的LED輸出光功率一般為5～15mW，現在雖然有40～50mW的LED產品問世，但是依然無法和半導體激光管（LD）相比，現在單芯的半導體激光管的發光功率可達10W，一個激光管的亮度等于幾百個LED的亮度總和，故相對很小的激光產品可以達到很大的照射距離，大大的改善照射效果，提高清晰度。再者，CCD對于808nm激光的感應比LED紅外850nm在相同功率下要高出3倍左右，其照明效果不言而喻。現在市場上較多的激光產品基本能達到300到500米的照射距離，完全可滿足遠距離夜視監控的需求。

壽命：激光紅外采用半導體激光管，它和LED都屬于半導體發光產品，半導體產品的壽命很大程度受制于對產品散熱的處理。激光照明器由于采用金屬封裝和專用電源，可以通過先進的半導體溫控技術，達到完美的溫度控制，使得產品始終在設定的合理溫度下工作，壽命能夠很好的得到保證。

雖然激光優勢明顯，但是也存在兩個顯著的問題：一般激光均搭配大變倍的變焦鏡頭進行夜視監控，所以激光監控攝像機在價格上要比傳統紅外監控攝像要高出很多；由于激光攝像機監控距離大，因此視角比較小，大范圍監控需要更多的激光攝像機，加上由于激光燈本身亮度太強，所以近距離照射的效果會很不理想，無法看清人和物，因此，激光攝像機主要用于配合普通紅外攝像機使用，以彌補遠距離監控的不足。

網絡化、高清化漸成趨勢

安防產品的網絡化、高清化、智能化已經成為行業內的必然趨勢，產品系統架構的轉變促使紅外攝像機也需要進行相應的升級，紅外攝像機的網絡化、高清化也逐漸成為行業應用選擇的趨勢。具備網絡化、高清化特性的紅外攝像機可極大的促進紅外攝像機的應用，一方面體現在網絡化使紅外攝像機的部署更加方便，而且網絡化的應用也意味著具備更高的附加值，同時能實現智能化的應用；另一方面體現在高清化使紅外攝像機夜間監控圖像更加清晰，有更好的細節表現力。

如在大型廠區的全天候監控中，整個紅外監控系統采用標準的TCP/IP協議，可直接在企業的局域網運作。監控中心只需安裝圖像監控系統服務器，并搭配相應的數據庫，完成現場圖像接收、控制信號的協調、圖像的實時監控、用戶登錄管理、錄象的存儲、檢索、回放、備份、恢復等，使得企業監控中心不僅能對總部進行監控，還能對分支機構、廠區進行遠程集中監控，分支機構、廠區和總公司之間只需采用ADSL、光纖、電信專線或者架設無線網絡的方式，這樣的方式讓企業不需要加派人手對各個監控點進行24小時人眼觀察，只需配備少量的人員在監控中心即可。

不過，雖然高清化帶來的視覺體驗是模擬產品所不能比肩的，但同時我們也要意識到其核心SENSOR的感光度問題：在相同面積下像素點相同時，CMOS感光面積相對低于CCD，造成CMOS低照度效果相對CCD較差；再者，CMOS每個放大器放大倍數都不同，造成夜晚圖像噪點過大，影響夜晚圖像效果，故相同像素下采用CCD作為感光元件的紅外攝像機較用CMOS做為采集圖像清晰度、低照度都會好些。但現實情況是大部分高清網絡攝像機均采用CMOS傳感器，使得實際應用與理想效果之間產生了矛盾。所以，要想實現全面的紅外高清監控，如何解決夜晚視頻噪點大，視頻出現雪花等問題是關鍵所在。事實上，在目前監控技術發展中，CMOS傳感器飛速發展，其噪聲信號也在進一步降低，星光級別的CMOS傳感器也相繼面世，在紅外攝像機需要低功耗、高集成、小體積、網絡化與高清化的號召下，CMOS傳感器無疑是其未來的重點選擇對象。再者，與CMOS搭載的DSP芯片性能日益增強，使得視頻信號處理技術可最高效的降低相對靜止畫面的增益幅度，這樣就可以極大的減少和消除信號中的噪聲干擾，從而提高畫面清潔度并降低畫面噪點。

結束語

隨著攝像機技術的發展，夜視監控也會得到進一步的發展，為了取得最佳的夜視監控效果，紅外技術在不斷發展進步，從鹵素燈到大功率點陣式紅外燈顯然已經不能完全滿足人們對夜視監控效果的需求，激光紅外燈配合新的監控技術，使人們的監控視野不斷的延伸，從而滿足不同應用領域對夜視監控的要求。而在市場需求催生下，激光產品成本將會有所降低，并逐步揭開神秘的面紗，不再是特定領域的專屬品，并慢慢走向平民化。同時，紅外攝像機為了取得理想的應用擴展，網絡化、高清化、智能化是紅外攝像機發展的必然趨勢。如今的平安城市、港口、銀行、電力、大型商鋪等大型監控場所對高清監控的需求量增長非常快速，而紅外攝像機作為全天候監控的理想監控產品，無疑是這類專業監控場所的首選。