【2006-04-24 摘自ASMAG.COM全球安全技術網】
拜先進技術所賜,目前市場上所謂的「夜視攝影機」皆能達到「白天提供彩色視頻,夜間則提供黑白圖像」的效果。然而,到底什麼是「夜視攝影機」,採購者不可不知。
目前,市場上所謂「夜視攝影機」可簡單分為兩大類:日夜兩用攝影機以及紅外LED燈攝影機,兩者最大差異在於有、無外接光源,以下將就產品功能以及原理為讀者說明。
一、日夜兩用攝影機
一般來說,多數製造商都同意,標準的日夜兩用攝影機不需要額外的燈光照明,只需透過內建的紅外濾光片,調整內部影像訊號,達到日間彩色、夜間黑白的影像效果。
Vista品牌經理Andrew Pigram進一步解釋,真正的日夜兩用攝影機必須內建機械式紅外濾光片,一旦偵測外界照度過低,便會自動開啟以利紅外光訊號進入。這與單純的「彩色/黑白」影像模式切換攝影機不同,後者雖有固定的紅外濾光片,但在低光照的環境下僅可切換至單色模式,因此彩色/黑白切換攝影機不利之處在於只能「看見」白光,而不是紅外光,使得黑白影像不夠清晰。
Bosch亞太區CCTV產品經理 Alan Everid也贊同上述看法,他表示,一台好的日夜兩用攝影機不僅能打開濾光片,還應改採與濾光片相同光學路徑的紅外玻璃來代替它。此外,最理想的日夜兩用攝影機應根據白天與夜間變化,自動調整各種設定值。
為了確保紅外濾光片日復一日無故障地工作,在加上每次濾光片移動攝影機都必須再次對焦,毫無疑問地,日夜兩用攝影機的機構設計成為影響效能的最大因素,也是最大的設計成本。
值得注意的是,日夜兩用攝影機在光線充足時可獲得良好的彩色圖像,如果光線不充足時,又能做什麼?「用戶可以為日夜兩用攝影機配置一個紅外燈。」Axis產品經理Kent Fransson解釋,這與在鏡頭旁邊配置LED相比,甚至可以獲得更多的光線。
二、紅外LED攝影機
事實上,外接紅外光源的攝影機能確保CCD感光訊號的強度,再加上生產成本較低,紅外LED攝影機已成市場暢銷產品。
TeleEye集團首席市場高階主管Wallace Ma認為:「紅外攝影機包含內置的紅外LED燈,所以在夜間可以不依賴任何外部的光源。」雖然LED和光學濾光片的價格不同將導致生產成本更低,但是紅外攝影機比日夜兩用攝影機在設計層面卻更不容易。
Tyco產品銷售經理Thomas O'Leary進一步解釋,紅外攝影機使用專門的濾光片,保證100%不阻擋紅外光,因此可以利用紅外LED燈。但由於LED光照的局限性,不論在明亮度或視角範圍皆有限制,使得它不適合在複雜的照明環境下使用。舉例來說,製造商需測量LED燈的光照距離、濾光片的反射角度(一體化類型),並判斷在鏡頭周圍可以安裝多少個LED燈。此外,LED的排列位置是另一個難題,有時可發現帶有更多LED燈的攝影機卻不能達到更遠的光照距離。
三、機種選擇
不同類型攝影機的品質不一定有差別,但它們卻有不同的安裝和應用方式。所以,購買者需要注意多種因素,確保選擇正確的攝影機類型。
在小型安裝工程中,視野距離和角度要求並不高,因此經濟實用的紅外LED攝影機是理想的選擇。Pigram表示,由於攝影鏡頭和照明設備集中在一個密封殼內,佈線和安裝都極為快速、簡單,使得攝影機成為家居、商業辦公樓、學校、大學、旅館和小規模工業應用場所的理想選擇。另一方面,O'Leary認為,與紅外攝影機相比,日夜轉換攝影機提供更彈性的可視範圍,可依場所需求採用廣角或聚焦攝影。
以英國Surrey大學的攝影機配置為例,Surrey大學校園周邊有四個開放式停車場、大樓和住宅區等,在採用紅外攝影機進行夜間監視前,該地區經常受到偷盜行為的威脅。安裝後,大幅增加現有安全工作人員監督大型開放式停車區域的能力,使得校園盜竊減少了66%。
另一個紅外燈攝影機案例——松雞山(Grouse Mountain),為了確保在完全黑暗的山上也能進行觀察,使用者採用Honeywell SWX45紅外攝影機,監控4隻處於冬眠期的灰熊孤兒,藉此了解灰熊在冬天的行為習性,並存檔作為未來備用。
四、市場成長
過去兩年內,各種類型的夜視攝影機變得十分普及,除了這類設備絕佳的功能性外,使用者對24小時監控的需求增長,更是推動市場發展的關鍵因素。Axis的Fransson 就不諱言指出:「IMS Research已經預測明年歐洲日夜兩用攝影機將增長9%以上。」又提及:「自從推出221型日夜兩用攝影機之後,全球的銷售量已經爆炸性的增長。」
另外,技術的發展、價格競爭,以及各種品牌日夜兩用攝影機產量的大幅提升,使得這些產品變得更為廣泛。Pigram 就認為,現今攝影機市場上,標準的日夜兩用攝影機約佔10%,紅外攝影機也只佔很少的比例。不過,由於標準的日夜兩用攝影機在許多外部場合取代了彩色攝影機和彩色/黑白切換攝影機,因此其增長率超過了50%。Everid 也贊同這一點:「日夜兩用攝影機將佔領主要的戶外應用場所,其在戶內低光條件的優勢下,意味著它將搶佔彩色和黑白攝影機的佔有率。」
在價格方面,紅外攝影機和日夜兩用攝影機的差別是20~30%。一般認為,帶有紅外濾光片的日夜兩用攝影機被認為屬於高端市場。根據攝影機和所採用的LED的規格不同,在某些情況,日夜兩用攝影機可能比某些紅外攝影機更便宜,例如軍事用的夜視攝影機。
由於日夜兩用攝影機的價格已經開始下降,而且鏡頭廠商開始提供更多的紅外透鏡,也使得其採用率在持續上升。O'Leary 表示:「隨著製造成本的持續下降,這些攝影機可能開始侵吞傳統高解析度固定攝影機的銷售量。」值得一提的是,人們開始重視夜間的燈光使用問題,尤其是在高樓林立或住宅區域,白光照明被認為是嚴重污染環境的問題。相較於白光來說,紅外線是一種不可見光,它可為CCTV監視設備提供照明,又不影響環境。因此Everid 說:「紅外攝影機在亞太地區已應用十分廣泛,無論在戶內或近距離監控都有使用。」
五、未來發展
隨著用戶對產品在各種惡劣照明環境下提供更好圖像品質的要求,以及對CCTV系統或攝影機智能化分析功能的要求提升,如何改善品質和性能已經成為製造商設計新產品時考慮的關鍵問題。
對紅外攝影機而言,改善攝影機的靈敏度和動態範圍依然是首要的課題,就像增強了照明的強度充滿著挑戰,也永遠都有改進的空間,因此Everid重申:「我仍期待漸進的而非革命性的改善。」而Axis的Fransson 也認同,現在所有的日夜兩用攝影機都與網路攝影機有相同的解析度,未來將看到具有百萬象素解析度的日夜兩用攝影機把白天和夜間的監控水準帶入到下一個階段。
另外,Vista的Pigram 則指出,「寬動態」功能可提供卓越的對比度和圖像清晰度,甚至在最有挑戰性的照明條件下,這種功能將是另一種智慧化的技術,例如動態探測和生物識別等技術等,當然毫無疑問的是,隨著感測器製造商和攝影機供應商的持續努力,產品功能將逐步提高,價格也有所改善,這都是設備供應商下一個研發的重要方向。
六、IP技術如何影響夜視攝影機的發展
2002年6月,Axis發佈了AXIS 2420紅外線攝影機,它增加了紅外燈,使用紅外技術提供黑白視頻。同年,ExtremeCCTV 推出了EX38NX-IP攝影機,這是世界上第一款一體化日夜兩用數位網路攝影機,帶有84個紅外LED燈。到目前為止,越來越多的供應商已推出具備網路功能的夜視攝影機,例如Sony SNZ-Z20N攝影機。「相較於紅外LED攝影機,我發現越來越多地日夜兩用攝影機應用於IP網路系統中,因為這些攝影機通常提供更多的功能選單,使用者可自由彈性調整;再加上能通過IP網路能夠控制和操作攝影機的參數,能達到攝影機的遠端安裝和故障排除,而不必現場處理。」Thomas O'Leary說。「雖然全IP解決方案已經被人們所完全接受,但混合方案利用數位視頻錄影機將類比攝影機聯接到數位IP網路中,則顯得更為經濟有效,相容性強,靈活且日益受歡迎。這是一個急速發展的市場,並且在未來幾年內將持續發展為CCTV系統中的主流。」Pigram說道。
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