Данный обзор затрагивает тему технологий для получения изображения в условиях недостатка освещения, используемых в охранных видеокамерах.
Одним из основных критериев является чувствительность матрицы. Этот параметр измеряется в люксах, и показывает самый малый уровень освещенности, при котором камера способна дать уловимый видеосигнал. Чем меньше значение данного параметра заявлено, тем более качественным будет изображение при недостатке освещение.
Наиболее чувствительные матрицы имеют показатели от 0,005 Лк и ниже. Что это может означать в реальной жизни? Например, при прочих равных условиях, камера с более высокой чувствительностью перейдет в черно-белый режим на несколько часов позже, чем камера с более низкой. Тем самым, мы будем получать больше информации о происходящем: какого цвета проехал автомобиль, цвет одежды прохожего и т.п.
Апертура – это характеристика объектива, описывающая его способность собирать свет. Чем больше света попадает на матрицу, тем больше деталей будет видно.
Еще один способ получить более качественное изображение – увеличить показатель «время срабатывания затвора», выдержки, получая больше света, которое попадает на матрицу и в дальнейшем формирует изображение. У такого способа, есть существенный недостаток – движущиеся объекты становятся смазанными.
Следующие способы являются так же не менее популярными – установка дополнительных прожекторов с обычным светом, и ИК светом. Вариативность тут огромная, как и дальность освещения: от пары метров, до нескольких десятков и сотен.
Встроенная подсветка в камерах давно уже не является чем-то необычным, но не стоит на месте и развивается. Самый простой вариант – ИК светодиоды. Их мощность и количество определяю дальность, а тип линзы на них – угол рассеивания ИК света. Следующей итерацией стала SMART подсветка, с регулируемой мощностью светодиодов. Здесь уже работает связка подсветки и анализа изображения, что позволило не засвечивать близко стоящие к камере объекты.
Объект близко – подсветка светит не в полную силу, объект дальше – мощность увеличивается.
Дальше в развитии подсветки сделала шаг компания Hikvision , внедрив на рынок термин EXIR (EXTRA INFRARED ) и обновленную ИК подсветку. Улучшение заключается в другом типе диода и специальной прямоугольной линзе, которая позволяет освещать весь прямоугольный кадр, без затемнения по краям, в отличии от предыдущих обычных ИК.
Компания Sony пошла по другому пути и модернизировала светочувствительную матрицу таким образом, что светочувствительный слой матрицы стал располагаться над (а не под) областью съема заряда и благодаря этому потери света минимизировались.
Семейство матриц, которые по такой технологии обеспечивают низкий уровень шума,назвали STARVIS . Поскольку SONY запатентовала данное название, то все камеры, которые работают на базе данных матриц и технологии стали называть STARLIGHT . Данная технология характеризуется чувствительностью уже 0,00825 лк и позволяет получать изображение без дополнительной подсветки.
Следующим этапом стало соединение технологий сверхчувствительных матриц ( до 0.0003 лк) и светодиодной подсветки видимого спектра. Это позволило получать информацию о цвете на изображении в любом случае. Чем то похоже на вариант дополнительного прожектора для обычной камеры, только в данном случае подсветка встроена в камеру.
История, похоже, повторяется. Изначально камеры требовали покупки объектива, установки дополнительной ИК подсветки и защитного кожуха. Эволюция привела к камерам, в корпус которых уже все установлено, а сам кожух неплохо защищает от внешних воздействий.
Для сложных условий и больших расстояний подойдут тепловизоры – они предоставят информацию о тепловом излучении объекта. Как правило, такие устройства имеют два модуля: видео и тепловизионный, которые дают подробную информацию. Тепловизионный модуль работает по следующему принципу: инфракрасное излучение, собранное и сфокусированное на матрице (представляющей собой набор миниатюрных тонкопленочных терморезисторов) объективом тепловизора, нагревает элементы матрицы в соответствии с распределением температуры наблюдаемого объекта. Для детекции этого излучения не требуется подсветка, и ее дальность может достигать нескольких километров. Основным недостатком здесь можно назвать лишь невысокое разрешение изображения тепловизионной картинки, в среднем по рынку это 640*512 пикселей.
Видео модуль же в такой камере создан как раз-таки для лучшей детализации, но и для ее получения требует те же вещи, что и обычная камера: чувствительность и дополнительную подсветку.
