В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Н.И. Чура
Технический консультант ООО "Микровидео Группа"
В последние годы очень широкое распространение получили телекамеры с функцией "день/ночь". Особенно актуальной эта технология стала с широким внедрением цветного видеонаблюдения, где типовые телекамеры цветного изображения при прочих равных условиях принципиально уступают в чувствительности черно-белым. Предмет нашего рассмотрения - наиболее простые и широко распространенные цветные телекамеры с этой функцией
Чувствительность особенно важна для наружного наблюдения, которое ведется в широком диапазоне естественной освещенности, вплоть до минимальных ее значений в ночное время. В настоящее время насчитывается уже около шести вариантов реализации технологии, ориентированных на решение данной задачи; каждый из этих вариантов имеет свои преимущества и недостатки. Мы, как было сказано выше, остановимся на цветных телекамерах "день/ночь" с ИК-чувствительностью и электронным переключением между режимами.
В настоящее время насчитывается уже около шести вариантов реализации технологии, ориентированных на решение данной задачи; каждый из этих вариантов имеет свои преимущества и недостатки
В силу массовости предложения подобных конструкций (особенно от производителей Южной Кореи, Тайваня и Китая) для многих потребителей эти телекамеры представляются чуть ли не единственным олицетворением технологии "день/ночь".
Очень часто подобные телекамеры с ИК-чувствительностью снабжаются встроенными автоматическими инфракрасными (ИК) осветителями. Ориентация таких камер на работу при малой освещенности с собственной подсветкой позволяет некоторым производителям нормировать их чувствительность в ночном режиме экзотическим и смелым термином "О люкс". В этом случае дальность наблюдения, по сути, практически ограничивается дальностью подсветки, поэтому без указания данной величины подобная терминология лишена смысла.
Характеристика спектральной чувствительности
Режим "день/ночь" в камерах с ИК-чувствительностью реализован с использованием типовых цветных CCD или CMOS-матриц с более широкополосным срезающим ИК-фильтром. Благодаря этому матрицы имеют ИК-область спектральной чувствительности, практически эквивалентную той, что демонстрируют черно-белые матрицы, за счет чего и происходит рост интегральной чувствительности телекамеры. Для иллюстрации этого положения на рис. 1 одновременно представлены спектральные характеристики чувствительности широко применяемых CCD-матриц компании SONY - черно-белого изображения -нормального разрешения и чувствительности, а также высокого разрешения и чувствительности (EX-view), ICX 405AL и ICX 259AL; кроме того, цветного изображения ICX405AK со срезающим интерференционным ИК-фильтром (Характеристика фильтра выделена бледно-зеленым цветом.)
Характеристика спектральной чувствительности телекамер всегда обусловлена тем или иным срезающим ИК-фильтром, приближающим ее к кривой видно-сти глаза
Необходимо отметить, что характеристика спектральной чувствительности телекамер всегда обусловлена тем или иным срезающим ИК-фильтром, приближающим ее к кривой видности глаза (рис. 2). Собственная же характеристика кремниевой структуры CCD или CMOS простирается далее в область ИК с максимумом около 900 нм.
Первоначально телекамеры с такими матрицами были заявлены как цветные телекамеры с "аномально" высокой чувствительностью Впоследствии, добавив систему отключения цветовой поднесущей, встроенную ИК-подсветку, а в некоторых моделях и увеличение усиления (глубины АРУ), производители стали предлагать эти телекамеры как камеры "день/ночь" начального уровня (Easy Day/Night). Подразумевается, что они представляют как бы "облегченный" или бюджетный вариант этой технологии.
Цветопередача
К сожалению, расширение спектральной характеристики в область ИК не проходит бесследно для правильной цветопередачи. Наряду с некоторым естественным снижением цветности и смещением баланса белого на отдельных материалах и красителях наблюдается кардинальное изменение цвета. На фотографиях, сделанных с экрана монитора, приведены изображения текстильных материалов, полученные при различных источниках освещения камерой "день/ночь" с ИК-чувствительностью.
Интенсивность ИК-подсветки подбиралась до практической идентичности двух последних изображений. Приведенный пример свидетельствует о том, что основное влияние на кардинальное изменение цвета некоторых объектов оказывают излучения в ИК-спектре. При естественном освещении данный эффект наблюдается в существенно меньшей степени, поскольку спектральный максимум солнечного излучения находится в центре видимого диапазона. Вместе с тем влияние ИК-составляющей возможно в утренние и вечерние часы, а также в пасмурную погоду, когда ее вклад в общем спектре увеличивается. На рис. 3 приведен усредненный спектр дневного солнечного излучения у поверхности земли.
Недостаток метода
Описанные выше искажения присущи телекамерам разных производителей. В нашем случае проверялись камеры c CCD-матрицами SONY и Sharp формата 1/3" и 1/4". Мы не называем конкретные модели и производителей, поскольку речь идет не о качестве изделия, а проблеме самого метода.
Можно себе представить потрясение одного из наших посетителей, увидевшего, что его черный велюровый пиджак на мониторе приобрел ярко-голубой цвет (Примечательно, что на всех фото пояс игрушечного Сайта Клауса остается черным).
Механизм этого эффекта, особенно наглядно проявляющийся на текстильных материалах (как правило, с ворсистой структурой из синтетических волокон), не совсем ясен. Во всяком случае необходимо с большой осторожностью использовать телекамеры с ИК-чувствительностью и электронным переключением режима "день/ночь" на объектах, где требуется идентификация одежды, или объектах, где имеет место распознавание по одежде. При использовании этих камер в закрытых помещениях целесообразно обеспечить отсутствие ИК-составляющей при основном освещении.
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #4, 2008
Посещений: 12046
Автор
| |||
В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
