第三代红外点阵技术的特点与应用

【安防在线 www.anfang.cn】　　红外摄像机市场在近几年得到突飞猛进的增长，成为人们在夜间无光照或光照较弱的环境下重要的监控手段，随之产生的是，夜间环境对红外摄像机的稳定性、使用寿命、性能效果等也提出了更严酷的挑战。就拿红外辅助光源举例，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)，红外摄像技术日新月异。本文以广东迅通科技股份有限公司的红外高清网络摄像机为例，阐述当今红外网络摄像机的技术特点和应用前景。

　　一、“寿命”与“效果”两全难度大

红外摄像机的使用寿命和它的监视效果可谓是一对“冤家”，从上市那天起，不管何种红外光源，都面临着散热效果不明显，以及元件寿命短的问题，例如，传统LED光源红外摄像机，体积大、发热量大、散热差，影响到附近元器件的寿命，而且本身采用环氧树脂作为透镜材料，容易断裂，光衰减快，额定寿命也比较短。虽然后来的阵列式红外摄像机在散热、衰减、体积等方面得到了提升，寿命延长到5年以上，但其价格却比传统LED红外摄像机贵很多，导致普及度不高。

但是随着民众对安防监控的要求越来越高，民众对红外摄像机的产品要求也越来越高，比如增加红外夜视距离，增加图像清晰度，而这些要求都无法避免的需要增强红外光源的亮度与功率，比如想要红外线发射得远，就需采用大功率LED，但功率一大，摄像机的热度就增加，如果散热做得不好，又会影响到红外的衰减和摄像机芯片的正常，甚至影响到画面效果，导致摄像机寿命不长，图像欠佳。

为使红外摄像机的“寿命”与“效果”达到两全，厂家是没有少费力气，目前众厂家比较看好的就是第三代点阵式红外技术，以及更好的耐热、散热材料的开发与研究，包括用外力使产品降温、退热方式，这些解决办法，我们也将在下文中进行详细的阐述。

　　二、第三代点阵式红外技术介绍

由于以往红外技术的种种缺陷，目前已经发展到第三代点阵式红外技术，加上网络化、高清化为红外摄像机加持，使得红外摄像技术得到很大的进步。现在以高清红外网络摄像机为例，阐述目前先进红外技术的突破和变革。

1、第三代点阵式红外技术优点

笔者所在的公司生产的50米红外网络摄像机系列、50米红外高清网络摄像机系列均采用最先进的点阵式红外技术，它是在阵列式红外灯(LED-Array)的基础上发展而来，因此也叫第二代LED-Array，在以往技术基础上也有很大的创新。

・体积小：LED Array为高度集成的LED，几十粒LED发光晶体集成后的体积也只有指甲大小，迅通最新研制的红外网络摄像机，以三颗灯取代几十颗灯的模式，体积较小，便于应用，简化成本。

・高亮度：点阵式LED技术将几十个高效率和高功率的晶元通过革新的半导体技术封装在一个平面上，配置以良好的导热装置，有效控制光衰减，电光转化效能也较第一代、第二代高出许多，是传统单颗LED灯的100倍，因此亮度更高、散热更好。

・使用寿命长：由于点阵式LED散热更好、光电转化率更高、功耗更少等优点，因此其使用寿命是普通LED产品的并使用寿命的5倍以上。

・画质好：点阵式红外技术通过独立透镜，按照使用需求任意调节光的分布角度，光线均匀，从而使视频监控的画面更清晰、流畅，这样就同时解决了第一代红外的“手电筒效应”问题和第二代红外的“偏心现象”。

因此，点阵式红外技术既有第二代体积小、散热好、寿命长的优势，又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红外摄像机，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。毋庸置疑，点阵式红外技术将逐渐取代第一代和第二代红外产品，成为今后红外夜视所采用的主要元器件(如图1)。

　　图1：红外高清网络摄像机

2、双滤光片自动转换技术

针对红外摄像机白天偏色问题与清晰夜视问题，笔者公司最新研制的红外网络摄像机均采用双滤光片自动转换技术(IR-CUT)，达到白天彩色图像不失真，夜晚仍监控清晰的效果。

白天使用平光镜就能摄录到清晰的画面，但要做到24小时不间断监控，平光镜便无法“看到”黑暗环境下的物体，但更换摄像机的红外滤光片又不现实，因此双滤光片自动转换技术就很好的解决了这一难题。白天，红外网络摄像机使用不感红外滤光片，只让可见光进入摄像机，就能得到清晰的图像画面而不会出现偏色问题;夜晚，当环境光线低于摄像机设定的某个数值后，便自动切换到红外滤光片，启用红外灯，让所有波段的红外光进入摄像机，提升夜视效果。与LED Array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，更加长了红外网络摄像机的使用寿命。

另外，高清红外网络摄像机也通过选用低功耗芯片并进行模块化线路设计，解决高频抗干扰问题，把接口线路与核心线路分开，使得多种组合的功能模块能得到实现，体积小，提升摄像机的稳定性。

3、更多技术提升画质和稳定性

摄像头干扰问题，特别是在低照度环境中，干扰对图像质量有非常大的影响。通过有效的技术手段提升画质、调节色度及高解析度水平下的噪点等就变得非常有意义。目前应用的技术有图像预处理及误码差错掩盖技术、图像增强复原处理技术，在视频数据编码之前进行预处理，使得在压缩之前就排除了信号的干扰，图像还原有很大的提高，同时也降低了码流。