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1、弱电信息化基础：安防视频监控中如何选用光源?要设计一个高效的视频监控系统，就必须先了解被摄区域 的照明情况。在安防视频监控系统工程中的第一考虑是能量 转换效率的高低，将这个效率转换成经济效益就可以判断 出，到底是安装额外的照明系统经济呢，还是购买低照度摄 像机更经济。几种常用光源的特性由于监控现场照度的高低，将直接影响视频监控系统中监 视器所能提供的信息的数量和质量，所以在设计之前，必须 先要评估一下监控现场的照明系统的数量与质量，它们所产 生的照明量够不够用等。接着，要根据现场调查的结论来决 定是否需要增加照明设施。表1对几种常用光源的特性做了 简单的比拟，供设计者选用参考。表1各种常用光源
2、的特性比拟光源金属卤特 白炽灯泡日光灯 水银灯素灯发光原理电流流过鸨丝发光是白炽另一种 灯的一低压水种，在惰银灯，一 性气体般充水 中加入 银、氮 微量卤气。电弧 化物，其放电放 循环作出紫外 用减缓线，内壁 鸨的蒸涂的荧 发，以延光物质 长寿命发光利用高压水银蒸石 气放电作用；根据耳 是否涂荧光物质， 有透明型和荧光 型之分发光 10201530508030608.效率(1mAV)色温2800K左右；演播300032白日光 高压水银灯5600拿室照明为3200K00K 灯4500 K；超高庄水银灯5K；日光7800K白灯 6500K；中午寿命特征制。不要附属启征外还 辉设备。受周围有：寿 温
3、度影响小命约是白炽灯 的2倍； 由于 没有灯 泡内的 黑化，所 以到寿 命末期除有与 白炽灯 同样特一般为 10002000 h；演播室照明、彩 色2025h；演播室 照明、黑白100-50Oh一般形小质轻， 由于近似点光源， 所以易于配光控日光灯5 000K白炽灯 10000h 的2倍开关次数多将 影响寿 命可做 扩散的 面光源， 亮度低;雄聚 光；用 于电视 台时会 有闪烁， 因而要 用三相 电或高 频电源； 要考900012000h型比白炽灯大，也Q 可聚光；效率高 寿命氏；需要特育 别的启动设备，启6 动时间长；新产目 品性能好，但色调目 稍差；形状较p 小，输出大；属买 于放电型，所
4、以用根 于电视中有闪烁白光束也虑周围 很少变的温度； 弱 不能 任意变 更灯的 瓦数; 灯具外 形大、质 量大如果所设计的视频监控系统需要安装彩色摄像机，那么监控 场景的照明问题就变得更加重要，因为所有彩色摄像机需要 的工作照度都比黑白摄像机要高。假设希望视频监控系统的彩 色图像和黑白图像具有相同的信噪比，甚至希望产生无噪声 的图像，那就需要将监控场景上的照度增加10倍。如果要 想真实地再现监控场景内物体的色调、纹理和颜色，就需要 现场的光源的光谱能够包含足够多的颜色，以便供摄像机检 测和平衡时使用。由于现在的工业厂区和公共场所大量使用 不同类型的照明设备，视频监控系统的设计人员必须非常清 楚
5、各种不同灯具的亮度及其光谱输出的组成情况，以确定需 要安置的CCD或CMOS摄像机的种类。照明系统的运作费用照明系统的整个运作费用与灯具的光转换效率密切相关。 不管采用什么类型的灯，它的运作费用都要比购置费用和维 护费用加起来要高，一般用的时间越长，越是如此。欲了解 不同类型的灯具在运作费用上的差异，可以参考表2中的数 据。表2不同灯具的寿命、购置和运作费用比与灯的类型r使用寿购置费用一r命/h16000-2高压水银灯高4000200002高压钠灯高400010000-2金属卤化物灯（多蒸汽）高0000120002荧光灯（日光灯）中0000750-100白炽鸨丝灯低0卤鸨灯2000低表2表示了
6、不同灯具，如各种白炽灯、金属孤光灯、荧光 灯、高压水银灯和高压钠灯等的使用寿命、输入功率、输出 照度的比拟。这种比拟是以每年工作4000h为基础，为应用 于不同系统的各种灯具统一做的，所涉及的灯包括黄昏照明 灯、壁装式空中照明灯和泛光灯。在每种应用中，高压钠灯、 金属弧光灯和荧光灯比高压水银灯和标准白炽灯在运作费 用上都具有明显的优势。显然，使用转换效率较高的灯具， 可以成倍地节省运作费用，实际上主要是工作时使用的电的 费用，其所节省的具体比例，取决于灯具使用地的供电本钱。值得提出注意的是，在评估不同灯具的性价比的时候，灯 具的寿命是一个相当重要的评估指标。寿命较短的灯具会引 起新的灯具的费用
7、、安装费用，还有因CCD摄像机无法工作 （因为在新的灯泡换上之前，现场一片黑暗）所引起的附加 风险。表2中列出了多种光源的平均使用寿命（以小时计）。表 的最上方是高压水银灯、高压钠灯和低压钠灯，这些灯的平 均寿命都在24000h的水平上；接下来，金属卤化物灯可达 20000h,其余的金属孤光灯至少在3000h以上：一些荧光灯 的寿命可以到达lOOOOh以上；表的最下面是白炽灯，它们 的额定的寿命是10002000ho如果更换灯泡的花费较大，或 非常不方便，就应该使用高压钠灯，而不是白炽灯。在使用高压钠灯时，更换灯泡的次数可以减少12次，灯泡被烧坏 的次数也可以减少12次，显然这也大大减少了视频
8、监控系 统的停机时间。在设计照明系统时，需要用到功率、电压、灯丝形状、灯 泡类型、底座（安装接口）类安防视频监控中的光源和光学 系统型、填充材料（气体、真空、卤化物）、照度输出、色 温、使用寿命等指标。照明灯的色温、功率输入和额定使用 寿命这三种因素密切相关，在灯具功率固定的情况下，其光 输出和色温会随着使用时间的增长而降低。灯丝的功率基本 上与灯丝温度的四次方成正比。因此，在低于额定工作电压 的工作的情况下，这时照明灯的使用寿命就会比拟长。一般, 额定工作电压每降低5%,灯丝的寿命就可以增加1倍；相 反地，额定工作电压每升高5%,灯丝寿命将会缩短一半。表中白光LED灯目前虽然价格比其他光源都
9、贵，但其寿命 长，且又环保节能，最后的综合费用比其他光源都低，因而 是理想光源。照明光源的选择在选择照明光源时，除主要考虑它的指标和能量要求外， 还必须考虑它的尺寸、形状、光源与光源之间的距离，以及光源与被照外表之间的距离。要想为建筑中的门厅、楼梯间、 周界、停车场等场所的平安应用提供充足的照明光线，就必 须采用不同的照明光源设计。实际上，大多数视频监控系统工程，都是在已建好的建筑 物和已有照明光源的情况下进行的，因而视频监控系统的设 计者常常无法在监控现场增加照明光源设施，或更改原有的 照明光源系统的设计，只能先评估监控现场的照度水平，再 选择适合这个照度水平的摄像机来获得满意的图像。在现场
10、 的照明光线确实不够用的情况下，往往只能在现有的照明光 源设施中间加装新的照明灯具，以满足摄像机对监控现场的 照度的需要。总之，现场中的自然光源和人造光源会极大地影响视频监 控系统最终取得的图像质量，以及监控场景画面中所携带的 信息量。如要取得最理想的效果，就必须仔细地分析光源的 各种指标（如光谱组成、照度、光束模式等），并使其与摄 像机的光谱特性和灵敏度相匹配。在设计彩色视频监控系统 时，更需要加倍小心，因为彩色摄像机只有在白天的自然光 线和宽频谱的人造光线下才能正常工作。如果现场的照度看 起来不太够，应该使用硅光电池探测的照度计，实际测量一 下摄像机的安装位置可以接收到的光线照度。如果在使用标 准摄像机时，光线仍不够充足，就要使用额外的照明光源， 或者采用灵敏度更高的增强型低照度摄像机。显然，最好选用照明光源。目前，虽然环保节能的白光 LED灯的价格贵，但其发光效率已达50lm/W,其寿命更比 其他光源要长得多（一般在10万小时以上），它的运作费 用与综合费用比其他光源都低，因而是目前安防视频监控系 统最正确的照明光源。