Как правило, раньше при слабом освещении камеры позволяли получать монохромное или черно-белое видео с использованием внешней белой или инфракрасной подсветки.
В результате получались лишь плоские видеоизображения, а объем доступных визуальных данных был сильно ограничен. В съемки для одной и той же камеры в любое время суток, некоторые поставщики предлагали камеры, оснащенные двумя типами сенсоров – сенсорами широкого динамического диапазона для высококонтрастной дневной съемки и сенсорами для черно-белой съемки в ночное время; переход между этими двумя типами сенсоров осуществлялся при заданном пороге освещенности. Хотя эти технологии по-прежнему используются, более современные методы съемки в условиях малой освещенности развиваются стремительными темпами.
Разумеется, низкая эффективность видеокамер при слабом освещении всегда составляла серьезную проблему для интеграторов. К счастью, в последние годы мы наблюдаем бурное развитие технологий, предназначенных для съемки в условиях малой освещенности. В частности, прошлый год ознаменовался значительными успехами в этой области. Например, теперь камеры могут получать цветные изображения в условиях низкой освещенности – это новый полезный инструмент для сотрудников охранных служб.
Высокоэффективные технологии для съемки в условиях низкой освещенности теперь доступны в широком ценовом диапазоне для заказчиков, представляющих как крупный, так и малый бизнес/
Теперь пользователи видеокамер, предназначенных для работы в условиях малой освещенности не нуждаются в дополнительной инфракрасной или светодиодной подсветке, чтобы получать изображения, не уступающие по качеству дневным или даже превосходящие их по яркости. В результате технологии внешней подсветки фактически стали достоянием прошлого.
Несомненно, бывают ситуации или сценарии использования, когда важно наличие инфракрасной или белой/цветной светодиодной подсветки, однако им все чаще отводится роль запасных вариантов при получении изображения конкретного объекта, а не основной функции. На протяжении долгого времени пользователям требовались камеры со светодиодной подсветкой, поскольку в противном случае видимость была значительно ниже. Думаю, скоро необходимость в светодиодах отпадет совсем или сохранится лишь для условий полной темноты с нулевой освещенностью.
Достижения технологий видеосъемки при слабом освещении привели к значительному росту чувствительности современных IP-камер, позволяющих получать цветные изображения при уровне освещенности всего в 0,1 люкс. Раньше в таких условиях можно было получать только монохромные изображения с помощью ИК-сенсоров.
«Развитие технологий детектирования привело к существенным изменениям. Видеокамеры с разрешением 4K становятся все более популярными, наряду с этим растет доля камер с одним сенсором с разрешением от 5 до 12 мегапикселей. Сенсоры этих камер имеют большее количество пикселей и обладают повышенной чувствительностью по сравнению со своими предшественниками. Они способны самостоятельно обеспечивать максимальное качество изображения в любое время суток.
В прежние времена ПЗС-сенсорам не было равных. Но КМОП-матрицы открывают более заманчивые перспективы, позволяя извлечь больше информации из цифрового пространства.
Точность анализа видео зависит от количества полученных изображений. Например, чтобы система видеоаналитики могла выявить возможные нарушения периметра в темных участках, необходимо достаточно высокое качество изображений, позволяющее точно установить факт, что человек перелезает через забор, или пристутствие посторонних лиц вблизи периметра.
Из плохих ингредиентов можно приготовить только плохую пищу, но если вы располагаете ингредиентами высокого качества, из них можно готовить блюда по самым лучшим рецептам. Развитие технологий детектирования позволяет нам получать нужную информацию и повышает достоверность данных. Точность информации, в конечном счете, приводит к росту качества жизни. Все начинается с информации, которую мы получаем.
Камера способна гораздо эффективнее обрабатывать полученную информацию и получать более достоверные данные. При высоких уровнях помех использовать некоторые из этих инноваций невозможно – это приведет лишь к усилению помех. Но если начать с подавления помех, можно добиться куда более существенных результатов. Это похоже на кумулятивный эффект, поскольку уверенность пользователя в остальных пикселях также повышается. Способность воспроизводить изображения в высоком цветовом разрешении при слабой освещенности стала движущей силой непрерывной эволюции видеокамер, работающих в условиях низкого уровня освещения.
Если мне непонятно, какому именно из сотни пикселей я могу доверять, это сильно усложняет дело. Но если я могу доверять 80 или 90 процентам пикселей, передо мной открываются гораздо более широкие возможности, поскольку теперь в моем распоряжении есть огромный запас.
Рыночная конкурентоспособность технологий тепловой визуализации повышается за счет их гибкости в условиях нулевой или сильно изменчивой освещенности. Несмотря на то, что тепловизоры обладают широкими возможностями детекции на больших расстояниях, следует учитывать, что они не способны предоставлять данные о цвете и прочую информацию, необходимую для распознавания.
Для полного контроля обстановки рекомендуется использовать сочетание тепловой визуализации и видеокамер для низкого уровня освещенности. Тепловизионные камеры в сочетании с видеоаналитикой особенно эффективны при выявлении злоумышленников, пытающихся скрыться в темноте, а видеокамеры для применения в условиях низкой освещенности позволяют определить те или иные характеристики объекта, например, цвет волос и одежды. Каждая из технологий имеет свои преимущества, поэтому наиболее совершенные решения основаны на комбинировании тепловизоров и видеокамер, что позволяет охватывать все пограничные случаи.
Современные видеокамеры, работающие в условиях низкой освещенности, способны получать полноцветные изображения в темноте – при освещенности до 0,0069 люкс. В условиях низкой освещенности цветные изображения очень важны, поскольку они расширяют возможности идентификации, позволяя, например, определить цвет автомобиля или предмета одежды.
Оптимальная эффективность в условиях низкой освещенности достигается благодаря сочетанию крупного сенсора, объектива с большой светосилой и подходящей подсветки (в том числе инфракрасной). Кроме того, видеокамеры должны обладать встроенными функциями для повышения эффективности, например, широким динамическим диапазоном (WDR) для сочетаний освещенных и затемненных участков. Особого внимания требуют объективы таких камер. Светосила объектива должна соответствовать мощности камеры, чтобы сенсор получал как можно больше света и изображения были четкими.
Несмотря на полезность, функция WDR не обязательно является оптимальным выбором в любой ситуации, и ее использование не гарантирует решения всех проблем с освещенностью.
В условиях низкой освещенности внутри помещения камеры без WDR часто позволяют получать изображения более высокого качества. Большинство функций WDR хорошо работают при наличии очень ярких участков изображения, обусловленных наружным освещением. Поэтому не следует ожидать от данного типа камер такой же эффективности при ярком искусственном освещении.
Об эффективности камеры нельзя судить по информации из технического паспорта. Чрезвычайно важно проводить испытания камер на месте установки или в ситуациях с аналогичными уровнями и характеристиками освещенности, чтобы определить реальную эффективность оборудования.
Все знают, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать, но в условиях низкой освещенности именно видимое изображение часто бывает нечетким. Не существует единого решения для всех проблем, возникающих при съемке в условиях низкой освещенности, поэтому пользователи обязательно должны проверять функционирование оборудования в рабочей обстановке.
Камера может производить фантастическое впечатление во время дневной демонстрации, но разочаровать при более слабом освещении. В условиях плохой освещенности скорость цифрового потока увеличивается из-за помех изображения, что приводит к повышению нагрузки на сеть и снижению качества картинки. Кроме того, при более низком освещении снижается частота кадров и увеличивается время экспозиции.
Некоторые производители применяют старый прием, снижая разрешение своих камер при работе в ночное время. При меньшем разрешении увеличивается размер каждого пикселя, благодаря чему в камеру попадает больше света. Это дает положительный эффект, но только если конечному пользователю не нужны четкие изображения, которые можно предъявить в качестве доказательства. Я рекомендую выбирать камеру, которая будет эффективно работать при слабом освещении и поддерживать заявленное разрешение.
Сравнение камер различных производителей в реальных условиях позволяет не только обеспечить высокое качество работы в условиях низкой освещенности, но и упростить интеграцию с ПО для управления видеоданными, а также облегчить процесс установки и эксплуатации. Видеокамера должна соответствовать требованиям протокола ONVIF и хорошо работать с выбранным ПО для обработки видеоданных; на будущее полезно также обеспечить совместимость с резервным пакетом ПО. Если камера эффективно работает только с одним пакетом программного обеспечения, это ограничивает возможности выбора и, в конечном счете, тормозит развитие проекта.
Быстрое и непрерывное развитие технологий съемки в условиях низкой освещенности наводит на мысль о легкости приобретения и установки идеально работающей камеры. Уверен, что в большинстве ситуаций новые камеры действительно работают надежно и оправдывают ожидания. Но всегда есть вероятность столкнуться с теми или иными проблемами. Среди таких проблем – полное отсутствие освещения или перепады в динамике освещенности (например, перекрывание ИК-подсветки и света уличных фонарей), которые могут затруднять поступление света на сенсор.
Важно понимать, что настройки камеры, ПО и алгоритмов не являются статичными. При необходимости пользователь может скорректировать эти настройки в соответствии с ситуацией».
Во многих высококлассных видеокамерах установлены продвинутые оптические системы и современные сенсоры, способные обеспечить высочайший уровень светочувствительности. Но главное отличие между оборудованием различных производителей заключается в возможности последующей модификации и тонкой настройки.
Интеграторы должны уделять особое внимание возможностям индивидуальной настройки оборудования вне зависимости от его качества, а также их соответствию условиям места эксплуатации. Не следует ожидать, что видеокамера обязательно начнет работать идеально сразу после установки. Качество оборудования может быть превосходным, но если оно не удовлетворяет вас, не нужно опускать руки и списывать все на дефекты сборки. У вас есть возможность настроить видеокамеру так, что она будет работать феноменально именно в вашей ситуации.