Одной из ключевых проблем, характерных для систем видеонаблюдения, является резкое снижение качества изображения при плохом освещении. Важность решения этой проблемы обусловлена тем, что большая часть преступлений совершается именно в темное время суток. Поэтому производители программных и аппаратных решений для охранных систем считают повышение качества картинки в условиях низкой освещенности одним из основных направлений разработок.
Чаще всего проблему плохой видимости в ночное время или темном помещении производители решают с помощью инфракрасной подсветки. Современные камеры видеонаблюдения снабжаются датчиками освещения, которые автоматически включают ИК-подсветку в случае такой необходимости. В таком режиме видеокамера формирует изображение за счет считывания инфракрасного излучения, которое отражается от объектов, находящихся в поле зрения. Такая технология позволяет вести наблюдение даже в абсолютно темных помещениях, однако информация о цвете при этом полностью утрачивается — изображение получается черно-белым. Это, в свою очередь, затрудняет идентификацию людей и объектов, находящихся в поле зрения.
Распознавание цвета в условиях недостаточной освещенности — трудновыполнимая с технической точки зрения задача. Решить ее можно одним из трех способов.
- Оснащение камеры дополнительным источником освещения, который увеличит количество видимого излучения, отражаемого объектами в поле зрения.
- Увеличение количества принимаемого света. Эта задача может быть достигнута путем дополнительного раскрытия диафрагмы.
- Увеличение пропускной способности объектива и инфракрасного фильтра.
Кроме того, повышение качества изображения невозможно без устранения или подавления шумов, которое может производиться аппаратными или программными способами (например, при помощи специальных алгоритмов).
Технология Full-Light
Одним из инженерных решений, которые позволяют производить цветное видеонаблюдение практически при любой освещенности, является технология Full-Light, разработанная компанией Dahua Technology — одним из лидеров мирового рынка охранных систем.
Технология совмещает в себе все три метода повышения четкости оптического изображения для уверенного распознавания цветов. Матрица Ultra Starlight обладает встроенными пикселями большего размера по сравнению с аналогами от других производителей. Кроме того, она оснащена функцией обратной засветки. Увеличенная диафрагма и светосильный объектив обеспечивают дополнительное усиление светового сигнала.
Оборудование Dahua, оснащенное технологией Full-light, также снабжено программным модулем, который за счет высокоэффективных алгоритмов значительно снижает уровень шума на изображении. Совокупность этих факторов обеспечивает достаточно качественную и при этом цветную картинку в условиях низкой освещенности помещения или территории.
Еще один метод — дополнительное освещение пространства. Для этого камеры оснащаются светодиодной подсветкой, которая включается автоматически при возникновении такой необходимости. В ситуации, когда помещение закрыто от внешних источников света, это позволяет получить оптимальное соотношение сигнала и шума для последующей обработки и передачи на базовое оборудование.
Матрица Ultra Starlight
В видеокамерах Dahua с технологией Full-Color используются матрицы Ultra Starlight, которые обладают рядом технических особенностей, позволяющих в итоге получить максимально качественное изображение в условиях пониженной освещенности.
- Пиксели с увеличенной площадью светочувствительной поверхности получают гораздо большее количество волн за то же время накопления заряда.
- Функция обратной засветки пикселей обеспечивает улучшенное использование попадающего на матрицу света. Это достигается за счет перемещения считывающего слоя под фоточувствительную панель.
- Предусилитель, расположенный в самом начале цепи, позволяет достичь высокого коэффициента преобразования световых волн.
Нужно отдельно остановиться на системе обратной засветки. Стандартное строение матрицы подразумевает расположение металлических проводов над светочувствительной панелью с пикселями. В обычных условиях такое решение является вполне оправданным, однако при низкой освещенности проводящие элементы собирают часть излучения на себя, тем самым снижая чувствительность фотоэлемента. Обратное взаимное расположение фотоэлементов и металлических проводов позволяет свету попадать на чувствительные поверхности без помех.
Увеличенная диафрагма
В видеокамерах с системой Full-Light используются гибридные объективы с асферическим профилем. Специальная форма линз позволяет устранить некоторые виды искажений (например, сагиттальную или стрелообразную коматическую аберрацию); для того, чтобы обеспечить целостность объектива, при изготовлении используются стекло и пластик.
Диафрагма таких преломляющих элементов — F1.0. Это означает гораздо большую пропускную способность: например, по сравнению с объективами F1.6 увеличение составляет 2,5 раза. Обратная засветка светочувствительного слоя позволяет эффективно использовать поток излучения.
Алгоритм шумоподавления
Для того, чтобы снизить влияние шумов на качество конечного изображения, применяются специальные программные алгоритмы. Актуальная на данный момент версией алгоритма разработки Dahua Technology — 4.0.
Одна из основных отличительных черт этого программного решения — использование и двухмерных, и трехмерных статистических данных. Благодаря этому механизму улучшается передача цветовой информации в затемненных помещениях, а также увеличивается четкость отображения движущихся объектов.
Светодиодная подсветка
Для использования в камерах рассматриваемой линейки используется подсветка с цветовой температурой 3000К. Это позволяет довести уровень освещения территории до уровня, который позволяет получить достаточно качественное изображение, и при этом снизить утомляемость глаз для людей.
Выбор именно такой цветовой температуры обусловлен, например, действием стандарта EN62471, который регламентирует уровни фотобиологической безопасности для органов зрения. Этот стандарт действует на территории Европейского союза и применяется для оценки степени воздействия различных источников света на человеческий глаз.
Резюме
Оборудование, представленное в линейке Dahua Full-color, позволяет осуществлять системам видеонаблюдения эффективно выполнять свои функции даже в неблагоприятных для этого условиях — ночью или в закрытых помещениях без дополнительных источников света. В конечном итоге, это помогает снизить вероятность противоправных действий или увеличить шанс установить исполнителей преступления.
Съемка обычной камерой видеонаблюдения
Съемка камерой видеонаблюдения Dahua full-color
