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监控摄像场景补光方法指导

2015-09-02 13:47:28      点击:

1.视频安防监控系统场景补光的原因

1.1 问:为何本市技防规范不允许使用红外灯摄像机?

答:(1)摄像机产品的标准规范有两个文件,要求是彩色摄像机 24 小时彩色图像: 《沪公技防 2010 001 号本市视频安防监控用模拟彩色摄像机技术规范(试行) 》 《沪公技防 2010 008 号本市视频安防监控用彩色数字摄像机技术规范(试行) 》 很明显,规范要求无论模拟摄像还是数字摄像都要求是彩色,不允许彩色转黑白。

2)从实际的监控图像需求来看,要准确的辨认人员的体貌特征和车辆特征,需要安 防摄像机的成像是彩色的图像,否则会失去很多重要的特征信息,使对象辨认产生偏差。

3) 从红外灯摄像机的产品特征和使用情况来看, 也不应在专业监控系统项目中使用: A.红外灯摄像机的灯光有效距离有限,和摄像机的监控纵深要求不一致;

B.红外灯摄像机的灯光有效角度和摄像机的视场角不一致,往往小于要求的角度范围。 C.红外灯摄像机多是灯光和摄像组件一体,红外灯功耗大发热量大,产品曾经出现过成 批工作质量下降和经常故障失效的情况。

D.红外灯的工作寿命小于我市对监控摄像机的使用年限的要求。

E.红外灯摄像机可以用于民用(家用)市场,不应使用于安防监控项目。

1.2 问:技防工程地标中对摄像机安装环境照度有啥要求?

答:地标 DB31/294《住宅小区安全技术防范系统要求 2010 )》和 DB31/329《重点单位重 要部位安全技术防范系统要求》对摄像机监控区域范围内的照度是有要求的:

1 DB31/294 《住宅小区安全技术防范系统要求 2010 版》 摄像机的安装应符合以下要求: :

a)监控区域应无盲区,并应避免或减少图像出现逆光现象;

 b)摄像机应采用稳定、牢固的安装支架,安装位置应不易受外界干扰、损伤…;

c) 固定摄像机的安装指向与监控目标的垂直夹角宜≤30°,水平夹角宜≤45°;

d) 摄像机工作时,监控范围内的平均照度应≥10Lx,必要时应设置与摄像机指向一致的辅 助照明光源; “必要时”是指低于 10LX 时监控区域内有人员或车辆活动的监控场景。

2DB31/329《重点单位重要部位安全技术防范系统要求》以医院为例要求如下:

4.1.2 摄像机安装应减少或避免图像出现逆光, 且监视范围内的平均照度宜不小于 200Lx 1.3 问:安防监控系统对不同监控场景的图像的要求?

答:几个典型场景对监控图像的要求如下:

1.园区出入口和停车库出入口:清晰分辨人员的面部特征和体貌特征(身高/肤色/服装/体态 /步态)和出入过程。清晰分辨车辆车型/颜色/车牌/驾乘人员面部特征和出入过程。

2.道路:清晰分辨人员的体貌特征(身高/肤色/服装/体态/步态)和行为过程。清晰分辨车 辆特征(车型/颜色/前排人数)和行驶过程。

3.周界:清晰分辨跨越周界的行为过程:人员攀爬,物品抛传,实体破坏。 4.建筑物出入口:清晰分辨楼栋出入口人员的面部特征和体貌特征和出入过程。

2.补光灯具的选型

2.1LED 可见光源(白光)和灯具

1.光源通常有 LED、金卤灯、荧光灯、高压钠、白炽灯、碘钨灯、氙气灯(HID)等。

2LED 发光二极管是固体发光冷光源,LED 的核心部分是由 P 型半导体和 N 型半导体组成 的发光芯片,给 LED  P-N 结加上正向电压,可能让电能直接转换成光能。

3LED 补光的应用:补光就是用特定的光投射给被照对象或区域。 应用于影视领域给摄像机补光的通常叫做摄影灯、机头灯、采访灯、新闻灯。 应用于安防监控领域,在环境照度不足时,给安防摄像机提供辅助光源,补足监控所需 的光照度。监控 LED 补光灯,通常用白光和红外(波长为 850nm 940nm)两种 LED 作为 光源,白光 LED 补光灯是可见光,常用来配套彩色摄像机。红外 LED 补光灯常用来配套黑白 或彩转黑摄像机。 上海地区要求使用可见光以保障昼夜彩色图像。监控 LED 补光灯因其功耗 低, 亮度高, 寿命长等特点, 逐渐取代过去卤素灯, 高压钠, 而成为监控系统补光灯的主流。 红外 LED 补光灯因其投射的光是不可见光,没有干扰民区的特性,但是也有其固有的缺点。 应用于电子警察闯红灯、智能交通、卡口系统对灯的要求会不同于安防监控。在电子警 察及高清卡口系统中 LED 补光灯有缺点: 高清摄像机要抓拍高速移动的车牌, 在夜间通常会 设置电子快门的下限, 因此夜间需要高强度的补光效果, 然而由于成本的限制和 LED 本身功 耗低,亮度很难达到抓拍的要求,一般是用在视频监控录像中,抓拍高清晰的车牌照片一般 是用氙气闪光灯来完成抓拍补光。

4LED 补光灯的工作方式通常有:光敏光控、常亮照明、频闪等。

5LED 补光灯优势 LED 补光灯耗电小,稳定性高,工作寿命长,光的单向性好,杂光少,节能环保。

1)超长寿命,大功率 LED 白光灯使用寿命高达 50,000 小时以上

2)绿色环保,大功率LED 白光灯不含铅、汞等污染元素,对环境没有任何污染

3)节能省电,比高压钠灯节电 80%以上,相比卤素灯,低压下即可工作,冷启动。

4)低压安全,LED 是低压直流器件,无需高压,驱动单颗 LED 的电压为安全电压,所以 它是一个比使用高压电源的白光灯更安全。 特别适用于公共场所。 直流的特点使 LED 特别适 合与太阳能,风电相结合。

5)光效更高, 大功率 LED 光源的效率目前已达 100lm/W,理论值能达到 250lm/W。而 且还有很大的发展空间。相比小功率 LED 白光灯,它需要的灯珠数量更少,性能更稳定。

6)光学设计,大功率 LED 白光灯有独特的二次光学设计,通过专业的光学透镜将 LED 白光 束调整到各种不同的照射角度以照射不同的区域,没有光的漫射,,进一步提高了光照效率, 达到节能目的;

7)光显色性高,其显色指数可达到 75 以上。兼容大多数 CCD 摄像机,对 CCD 感光特性 没有严格要求,都能拍出很清晰的彩色图像。

8)散热控制出色:能将 LED 结点温度降到 70°C 以下,随着技术的发展,结点温度还在进 一步下降,结点温度越低,理论上LED 芯片寿命就越长。

9)无频闪。纯直流工作,无高压,不吸灰尘,无紫外线(UV)和红外(IR)辐射。

10)无不良眩光。消除不良眩光所引起的刺眼、视觉疲劳与视线干扰。

2.2LED 白光灯具的选型 LED 灯具的以下特性可以作为选型的评估依据:

1) 灯具的光强:流明。

2) 灯具的功率:瓦 W

3) 灯具的出光形状:投射形,柱状散射形,球状散射形,平面散射形(单面双面)。

4) 灯具的室外防护等级:IP66

5) 灯具的供电方式:DC12VAC24VDC48VAC220V 等。

6) 灯具的安装方式:螺口方式,独立固定方式。

7) 灯具的控制方式:光敏光控、常亮照明、频闪等安防补光一般是测光控制。

3.场景补光的方案 3.1 园区出入口监控照明

1)人行通道采用散射角较大的节能灯,安装在遮棚,墙柱等位置。

2)人车混行在道路的两侧采用散射节能灯加 LED 投射灯的组合方式,投射灯方向朝外但 不宜直射车行方向,侧照车道的角度可以根据照射距离做合理布置,光强可调节。

3)如果安装位置 LED 投射灯直射车道对驾驶有影响,可以压低投射角甚至照射地面,靠 地面反光散射来达到补光效果。

4)无岗亭的园区出入口,应首选增加路灯照明。

5)补光效果应调整到图像清晰柔和的效果。

3.2 园区周界监控照明

1)宜在每个防区设置照明补光。

2)安装在周界实体围墙的内侧。

3)周界照明补光应可受控于报警联动。

3.3 园区道路监控照明

1)除了通常的道路照明以外,可以根据摄像点监视的区域增补照明。

3.4 建筑物出入口监控照明

1)建筑物出入口摄像机安装在室外的,摄像机朝向建筑物出入口

2)补光可以采用散射节能灯和 LED 投射灯相结合的方法,LED 投射灯朝向出入口,光强 可以根据距离适当调整到图像清晰柔和。

3.5 建筑物内部监控照明

1)商业零售在营业时间以外一般要求启动报警布防。

2)通常营业时间结束后大部分灯光关闭,但应保留主要通道和入侵报警探测器布防监测 范围内的灯光照明。

3)可以采用照明和报警联动的方式。

4)其他室内重要部位参考以上方式补光。 数百个园区安防系统的补光经验表明, 采用投射形灯具和散射形灯具相结合的方式能够 产生较好的补光效果。 笔者的经验是有条件的话尽量采用平面散射形灯具, 平面散射形灯具 产生的补光特点是:面积较大,光线分布均匀,较为柔和,对夜间生成彩色图像比较有利。 实际上夜间补光的较为理想的效果应该就是大面积的均匀的散射光, 光强并不需要很强, 实 际测试彩色低照度摄像机在环境照度有 10Lx 彩色图像已经不错了。平面散射形 LED 灯具价 格并不高,价格和平面面积有关系。补光的同时还可以做装饰。 针对车辆前灯对图像的影响可以追加功率较小的投射 LED 灯具, 安装在离车辆较进的地 方(比摄像机距离近),而且要和车辆方向有一定的偏角,不宜直射车牌,同时也可以减少 直射对驾驶的影响。

4.场景补光的效果 具体项目的补光效果等待现场录像效果截取图片后再添加到本文中。

5.安防项目中的补光工作的若干注意事项

1)安防项目中的补光要求在项目的招投标中应该明确提出,应不缺失。

2)安防项目初步设计和深化设计中应明确有补光设计的内容。

3)安防项目的补光设施费用应列入工程量清单。

(4)老的园区或建筑物的项目建设中的补光设施的工作应明确向建设单位的负责照明的部 门提出,要求其配合按照要求完成。