Статьи рынка безопасности
  • 23/07

События

  • Семинар 26/07/2017

    ЮНИТЕСТг. Москва, ул. 15-я Парковая, д. 46 Б

Особенности видеокамер «день-ночь»

  • 01.02.2016
  • 743

Мнение автора может не совпадать не только с мнением редакции, но и с мнениями других специалистов в сфере видеонаблюдения.

Практически прошли те времена, когда успешно продавались и устанавливались монохромные камеры (часто их называли черно-белыми). Сейчас такие камеры в диковинку, но особенности работы многих современных видеокамер полезно рассматривать, базируясь на знаниях принципа работы матриц видеокамер любого типа.

Особенности видеокамер «день-ночь»

Попробуем в рамках этой статьи рассмотреть особенности работы режимов «день» и «ночь», встречающихся сейчас почти во всех видеокамерах, которые используются в системах видеонаблюдения. Речь пойдет о чувствительности, вопрос разрешающей способности достаточно сложен и рассматривать сейчас его не будем.

«Дневной» (цветной) режим работы видеокамер делает их более информативными, но в этом режиме они обладают меньшей чувствительностью, что ограничивает применение систем видеонаблюдения в условиях недостаточной освещенности. Почему это происходит? Дело здесь не только в том, что над пикселями матриц цветных камер установлены цветные фильтры, основная причина пониженной чувствительности цветных камер – наличие фильтра, вырезающего ИК-диапазон (инфракрасный свет). Фильтр ставится потому, что в случае использования ИК-диапазона цветными камерами искажаются цвета на изображении, в первую очередь темные. Наверняка многие читатели бывают на выставках, где на стендах разных компаний висит множество работающих камер. И наверняка многие обращали внимание, что у одних камер цветопередача нормальная, а другие показывают черные костюмы как синие, черные замшевые туфли как зеленые и т. д. Это результат использования ИК-диапазона для повышения чувствительности камер. В самом деле, чувствительность матриц к ИК-диапазону можно и нужно использовать для повышения чувствительности камер, потому что, по оценкам большинства специалистов, использование ИК-диапазона позволяет повысить этот параметр в 2–3 раза. Как можно предотвратить искажение цветов и обеспечить высокую чувствительность?

Особенности видеокамер «день-ночь»

Когда разработчики видеокамер пытались решить эту дилемму, они использовали (в основном) два способа.

В первом случае взяли «правильную» цветную камеру, у которой перед матрицей установлен вырезающий ИК-фильтр и которая имеет верную цветопередачу, но невысокую чувствительность. И встроили в эту камеру механический узел, убирающий вырезающий ИК-диапазон фильтр при переходе камеры в монохромный режим. Конструкции этого механического узла могут быть разными, но за счет убирания фильтра удалось добиться реального повышения чувствительности камер в монохромном режиме. Такие камеры часто называют TDN (True Day/Night) – «правильные» «день-ночь» или указывают для них наличие ICR (Infrared Cut Filter Removable) – убираемый вырезающий ИК-фильтр.

Во втором случае камеру взяли не очень «правильную», у которой вырезающего ИК-фильтра, можно считать, нет. То есть он есть, но его полоса режекции (вырезания) не совпадает с необходимой полосой для верной цветопередачи. При переходе в монохромный режим выключается лишь сигнал цветности, что дает несущественную прибавку к чувствительности камеры (по оценкам разных специалистов, примерно 20–50%). Зато цена такого решения получается гораздо ниже. Вот на таких камерах мы и видим искажения цветов. Вообще, в этом случае, если рассматривать его с точки зрения способа повышения чувствительности видеокамер, возникают справедливые сомнения в целесообразности применяемой технологии. Были еще попытки создать вырезающие ИК-фильтры, имеющие узкую полосу пропускания в ИК-диапазоне, пропускающих излучение только от ИК-подсветки. При этом чувствительность камер вроде и не увеличивается, но они весьма неплохо работают с ИК-подсветкой, правда, подсветка должна иметь строго определенную длину волны, определяемую особенностями фильтра.

Особенности видеокамер «день-ночь»

Добавим, что в современных камерах используются усовершенствованные алгоритмы коррекции цвета, снижающие возможные искажения, вызываемые ИК-излучением, но работу таких алгоритмов коррекции можно проверить только визуально.

Еще один нюанс. Все сказанное выше отлично подходит для описания особенностей работы камер с матрицами CCD, но большинство современных видеокамер, особенно IP-моделей, используют матрицы CMOS. Как у них обстоит дело с чувствительностью в ИК-диапазоне? Тут многое зависит от используемых технологий. Например, весьма популярные сейчас матрицы CMOS EXMOR весьма чувствительны к ИК-диапазону (смотри рисунок), и все, что было сказано ранее, справедливо и для таких камер. Другие матрицы CMOS могут быть несколько менее чувствительны к ИК-диапазону, но общие правила конструирования моделей с режимами «день» и «ночь» для них тоже действуют. Полезно поговорить о еще одной особенности современных видеокамер – о компенсации фокуса для ИК-диапазона.

Весьма часто камеры с функцией «день-ночь» имеют встроенную ИК-подсветку, а это тоже может создавать определенные проблемы. Дело в том, что в большинстве случаев для видеокамер используются достаточно дешевые и простые объективы. У таких объективов разные фокусные расстояния для видимого света и ИК-диапазона, и при работе ИК-подсветки изображение может оказаться нерезким. Чтобы избежать этого, вместо вырезающего ИК-фильтра можно механически вставить стеклянную линзу компенсации фокусного расстояния (делают достаточно часто, показано на предыдущем рисунке) или использовать специальные объективы (встречается немного реже, они недешевы), имеющие одинаковое фокусное расстояние для видимого света и для ИК-диапазона.

Проектировщикам и установщикам полезно учитывать описанные выше особенности, а вместо выводов мы приведем пару примеров.

1. Если видеокамера переключается в монохромный режим при неплохой освещенности, это нельзя изменить (нет регулировки порога освещенности для перехода в монохромный режим) и данная камера имеет электронное переключение режимов «день» и «ночь», попробуйте найти возможность принудительно включить для нее цветной режим. Чувствительность практически не уменьшится, а цветное изображение будет сохраняться почти до полной темноты.

2. Если установлена камера с механическим вырезающим ИК-фильтром, встроенной ИК-подсветкой и она наблюдает за территорией, неплохо освещенной фонарями, возможно ухудшение резкости изображения ночью. Причиной ухудшения резкости будет корректирующая линза, которая рассчитана на ИК-подсветку и не нужна при искусственном освещении в видимом свете. В таком случае можно попробовать удалить эту линзу (при этом вы можете лишиться гарантийного обслуживания) или использовать другую модель камеры, выбранную с учетом знаний особенностей видеокамер с режимами «день» и «ночь».

Мы надеемся, что информация, приведенная в статье, позволит проектировщикам и установщикам дополнить список таких примеров.

Алексей СИЗОВ,
технический директор «ТД Сатро-Паладин»
опубликовано в журнале "Технология защиты" № 5 2015

© 2003-2017 Techportal.ru

Яндекс.Метрика
Метрика cайта:
новости: 6060 (+2) | компании: 478 | бренды: 398 | статьи: