В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Н.В. Лебедев
Кандидат технических наук
А.Н. Куликов
Кандидат технических наук
Чувствительности телекамер, как и денег, всегда не хватает. Возможность наблюдения на большем расстоянии, на большей площади, с лучшим качеством при меньшей освещенности обеспечивается при увеличении чувствительности телекамер. Все усилия разработчиков телекамер направлены на сохранение потока света (фотонов) от объекта и последующее накопление сигнала (заряда) в матрице и устройстве обработки видеосигнала. Применение электронно-оптических преобразователей (ЭОП) перед матрицами ПЗС мы здесь не рассматриваем, так как стоимость таких камер возрастает более чем на порядок и появляются недостатки, присущие ЭОП (выжигание, пятна, малый ресурс и т.д.). По этим причинам телекамеры с ЭОП не нашли применения в системах безопасности.
Как сделать лучше
Можно выделить четыре главных момента, определяющих высокую чувствительность современных телевизионных камер с матрицами ПЗС:
Первые два момента широко известны, легко реализуются и используются в камерах различных фирм. Типичными представителями таких камер являются камеры фирм WATEC (как японской, так и американской, которые ранее были единой фирмой). Например, в камерах WAT-902H, LCL-902HS, LCL-903HS и некоторых других применены матрицы ПЗС с микролинзами фирмы SONY с торговой маркой ExView. В сочетании со светосильными объективами F1,2 эти камеры обеспечивают чувствительность на объекте до 0,003 лк при отношении сигнал/шум 20 дБ.
Дальнейший рост чувствительности возможен за счет накопления и обработки видеосигнала. Но простое накопление заряда в матрице ПЗС в течение времени от 0,02 до 3 с, как, например, в камерах фирмы Panasonic (WV-BP550 и WV-BL730), а также фирмы KAMPO (КС1003С) и PCAM (PC-360D), в которых применен режим Electronic sensitivity enchancer, не решает основной задачи систем безопасности - обнаружение преступника. Неприятность заключается в том, что преступник движется и, следовательно, заряд не накапливается. Эти камеры также не нашли применения в системах безопасности.
У нас свои методы...
Специалисты российской научно-производственной фирмы "ЭВС" более 5 лет назад предложили свой метод повышения чувствительности телевизионных камер, который не имеет рассмотренного выше недостатка. На Западе этот метод получил название Technology EVS. В сверхвысокочувствительных телевизионных камерах фирмы "ЭВС" (VNC-542, VNC-742) используется режим суммирования зарядового изображения по площади непосредственно в матрице ПЗС. При уменьшении освещенности ниже определенного уровня в этих телевизионных камерах автоматически изменяется режим считывания сигнала с матриц ПЗС, в результате чего на выходе камеры появляется суммированный сигнал: сначала это сумма 2 элементов, затем 3, 4 и так далее до 10-12-кратного сложения. В результате во столько же раз повышается чувствительность камер без увеличения инерционности. В камерах VNC-542 и VNC-742 даже при свете звезд не происходит смазывания изображения движущихся объектов, поэтому они наилучшим образом подходят для построения охранных систем. Платой за повышение чувствительности в этих камерах является плавная потеря разрешающей способности при низких уровнях освещенности. Но лучше обнаружить преступника на изображении с меньшей четкостью, чем вовсе не заметить его.
Для еще большего увеличения чувствительности (до 0,00004 лк) в камерах VNC-543 и VNC-743 фирмы "ЭВС" используется сочетание режима суммирования зарядового изображения по площади с режимом Electronic sensitivity enchancer, но в ограниченном временном диапазоне (до 0,2 с) так, чтобы смазывание изображения движущихся объектов было не очень большим. Эти телевизионные камеры по чувствительности приближаются к приборам ночного видения на ЭОП поколений два и два плюс, что позволяет использовать их в охранных системах объектов, имеющих ограниченное искусственное освещение.
Еще одним способом повышения чувствительности телевизионных камер является применение специальных микрорежимов. Разработанные специалистами фирмы "ЭВС" микрорежимы позволяют увеличить чувствительность в 2 раза без изменения временной и пространственной четкости. Реализация трех вышеперечисленных режимов обеспечивает лидирующее положение телекамер "ЭВС" в разделе высокочувствительных камер.
Только такое 10-100-кратное преимущество позволило "ЭВС" победить в очной и заочной конкурентной борьбе на западном рынке и осуществлять экспорт телекамер в Германию, Англию, США, Францию и другие страны.
Новые мегапиксельные телевизионные камеры фирмы "ЭВС"
Помимо чувствительности огромное значение имеет разрешающая способность телевизионной камеры. Обычные камеры (стандартного и высокого разрешения) в ряде случаев не удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым к охранным телевизионным системам. Нередко, когда после тревожного события просматриваются записанные видеоматериалы, оказывается, что невозможно различить лица нарушителя, определить номер автомобиля, проехавшего в запрещенной зоне. Поэтому телевизионные камеры сверхвысокого разрешения (1, 2 и 3 мегапикселя) начинают применяться в современных охранных системах. Такие камеры выполняются как сетевые с аппаратным сжатием телевизионного сигнала. Особенно удобно строить сетевые системы на основе уже проложенных компьютерных сетей в пределах одного здания. Однако при возрастании числа камер и длины кабелей появляются ограничения по пропускной способности, а также резко увеличиваются затраты на сетевое оборудование. В целом сетевая система получается в несколько раз дороже, чем построенная с использованием обычных аналоговых камер.
Для решения задачи построения недорогих мегапиксельных телевизионных систем фирма "ЭВС" разрабатывает новые камеры с разрешением 1,3, 2,0 и 3,2 мегапикселя с двумя выходными интерфейсами: USB 2.0 и аналоговым (1 В на нагрузке 75 Ом).Такие камеры можно устанавливать как в непосредственной близости к компьютерам (интерфейс USB 2.0), так и на расстоянии в несколько сотен метров (аналоговый интерфейс). Для приема аналоговых мегапиксельных сигналов используется специальное внешнее устройство ввода сигнала в компьютер "Контраст USB", обеспечивающее ввод сигнала с 16 телевизионных камер в компьютер (как обычных, так и мегапиксельных).
Пример построения аналоговой телевизионной системы с использованием обычных и мегапиксельных телевизионных камер фирмы "ЭВС" приведен на рис. 2. Нужно учитывать, что при использовании в системе нескольких мегапиксельных камер частота обновления информации будет ниже, чем при использовании обычных камер. Например, в наиболее сложном случае одновременного использования 16 камер VEC-003 частота кадров записываемых сигналов составит 1 кадр в пять секунд.
Достижения фирмы "ЭВС" в разработке телевизионных камер сверхвысокой чувствительности и сверхвысокого разрешения позволяют фирме уверенно удерживать позиции лидера среди производителей российских телевизионных камер. Недавнее оснащение заводского производства новой американской автоматической линией поверхностного монтажа высокой точности (возможность установки элементов размера 0201 и BGA-микросхем) увеличило не только производительность, но качество и надежность камер. Стратегия фирмы "ЭВС" направлена на продвижение новых технологий на российский и зарубежные рынки и рассчитана на долгосрочное партнерство и сотрудничество с фирмами, работающими в области охранного телевидения.
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #5, 2004
Посещений: 11242
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
