WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

«Камеры день-ночь в ночном наблюдении Ночное наблюдение при недостаточном освещении является одной из типовых и распространенных задач охранного телевидения. ...»

Камеры день-ночь в ночном наблюдении

Ночное наблюдение при недостаточном освещении является одной из типовых и

распространенных задач охранного телевидения. Появление телекамер цветного

изображения с их несомненно большей информативностью, одновременно создало

проблемы при ночном наблюдении. Цветные камеры по принципу действия имеют

меньшую чувствительность и разрешение в сравнении с аналогами черно-белого

изображения. Это обусловлено применением принципиально тех же матриц с тем же

количеством чувствительных элементов (пикселей). Но для одного элемента разрешения по яркости необходимо использовать по крайней мере четыре пикселя матрицы. Как правило, эти четверки формируются из двух ближайших пар двух соседних строк. В CCD матрицах традиционно используется 4-х цветная система CMYG. В CMOS матрицах (мегапиксельные камеры IP и HD-SDI, а сейчас и бюджетные камеры CCTV) применяется 3-х цветная система RGB. Расположение цветов в мозаичных фильтрах приведено на рис 1 и 2 соответственно.

Неизбежное снижение чувствительности обусловлены потерями в цветовых фильтрах и использованием каждым пикселем только части светового спектра. В этом смысле потери в мозаичной системе CMYG меньше чем в RGB. Конечно, технологическое и конструктивное совершенствование матриц позволило серьезно улучшить их чувствительность. Но принципиальные базовые отличия остаются в силе.

Технология или принцип день – ночь изначально был нацелен на увеличение чувствительности цветной камеры.

Первые модели цветных камер "сверхвысокой" чувствительности производили сильное впечатление на фоне типовых камер камер цветного изображения. Вместо чувствительности 1-2 лк было заявлено 0,3-0,1 лк. И по всей видимости это было так, поскольку получалось цветное изображение в полутемной комнате практически аналогичное по шумам с черно-белой камерой. Но сразу выяснился интересный эффект, когда на фоне цветной картинки в пятне засветки ИК-прожектора получался черно-белый фрагмент. В тот момент мы располагали цветными камерами с отдельными срезающими ИК фильтрами и его удаление приводило к аналогичным результатам как по чувствительности, так и по реакции на ИК излучение.

Практически эта была одна из первых цветных камер наблюдения день-ночь с постоянной ИК чувствительностью. Естественно ей были присущи все недостатки этой технологии – скверная цветопередача при освещении, содержащем ИК составляющую.

Это все разнообразие ламп накаливания, включая галогенные, и к сожалению солнечный свет. Цветопередача получалась удовлетворительная только при люминесцентном освещении, но в этом случае чувствительность оставалась обычной, поскольку дополнительная энергия ИК составляющей не использовалась из за ее отсутствия.

Подобные модели сейчас предлагаются как бюджетный вариант камер день-ночь. Они имеют отключение цветности (цветовой поднесущей) при увеличении уровня АРУ и производитель обычно предупреждает о наличии постоянной ИК чувствительности (IR sensitivity). На фото 1 представлены сравнительные кадры цветной камеры и камеры деньночь с постоянной ИК чувствительностью при малой освещенности. На фото 2 представлены сравнительные кадры аналогичных камер при освещении лампами накаливания, когда ИК составляющая приводит с цветовым искажениям изображения камеры день-ночь. Примечательно, что особенно искажениям цвета подвержены синтетические материалы.

В последнее время появились интересные варианты камер день-ночь с ИК чувствительностью и собственной ИК подсветкой. Причем камеры имеют фиксированный ИК фильтр и одновременно практическое отсутствие цветовых искажений.

Примечательно, что эта технология предлагается в основном китайскими производителями. Такие возможности открывает применение ИК фильтра IRC 40 с узкой полосой пропускания на длине волны излучения ИК осветителя (850-880 нм). На рис 3 приведено семейство спектральных характеристик пропускания срезающих ИК фильтров (IRC).

Естественно подобный фильтр не дает роста интегральной чувствительности для широкополосного освещения, а обеспечивает эффективную работу со светодиодными ИК осветителями. В этом случае вся мощность освещения сосредоточена в полосе 50 нм.

К сожалению, на рынке достаточно распространены модели день-ночь с отключаемой цветностью, но абсолютно лишенные ИК чувствительности. Достаточно часто эти модели скрываются просто за наименованием "день-ночь", если не обозначено наличие подвижного фильтра (ICR). Не совсем понятен смысл их производства, поскольку они полностью идентичны по чувствительности чисто цветным моделям, а отключение цвета является практически декоративным фактором. На фото 3 приведены сравнительные изображения от цветной камеры и камеры день-ночь без ИК чувствительности. Отчетливо видно, что за исключением наличия цвета изображения практически идентичны.

Самой востребованной сейчас технологией является камера с подвижным срезающим ИК фильтром (ICR или чуть ранее IRC). В первых моделях использовался сложный и дорогой червячный механизм с микродвигателем и стеклянным интерференционным фильтром с аналогичной по толщине компенсационной пластиной. Особенно успешно эти камеры стали распространяться после разработки простых и миниатюрных механизмов электромагнитного или магнитоэлектрического типа. Магнитоэлектрический привод обычно совмещается с вариофокальным миниобъективом используемым как встроенный.

В нем используется интерференционный фильтр на тонкой пластиковой подложке, для которой нет нужды применять вторую компенсационную пластину, выравнивающую оптическую длину тракта в ночном режиме. Технология с подвижным фильтром позволяет получить днем отличную цветопередачу полностью отрезав ИК область спектра. В ночном черно-белом режиме за счет максимального расширения спектральной полосы чувствительности увеличить как интегральную чувствительность, так и получить возможность работать с ИК подсветкой. На фото 4 приведены два сравнительных изображения от цветной камеры и камеры с подвижным фильтром (ICR) при малой освещенности, пороговой для цветной модели.

Технология ICR принципиально весьма эффективная в реальных реализациях часто имеет серьезный недостаток. Это остаточная чувствительность в цветном режиме к ИК составляющей освещения. Видимо производители пытаются увеличить чувствительность в цветном режиме, забывая о серьезных искажениях цвета при сложном или дневном освещении. И что особенно печально, что это не возможно выяснить по заявленным характеристикам и выясняется только при реальном применении. На фото 5 приведено изображение камеры IRC и ниже два изображения других моделей с различным остаточным пропусканием в ИК диапазоне чувствительности.

Другие, достаточно экзотические методы реализации режима день ночь, как сменные матрицы и раздельные модули цветного и черно-белого изображения можно не рассматривать в силу их крайне малого распространения.

Создание камер день-ночь с повышенной интегральной и ИК чувствительностью в ночном режиме открыло возможность широко применять для них ИК подсветку в ночном режиме. Можно предположить, что для камер со встроенной ИК подсветкой, производитель заявляет достаточно реальную дальность и угловое поле наблюдения.

Значительно сложнее использовать отдельную камеру день-ночь и ИК осветитель, несмотря на принципиальные преимущества этого метода. Практически мы никогда не знаем, какова реальная чувствительность камеры день-ночь в области ИК как в диапазоне 850-880 нм, так и в менее заметном глазом диапазоне 930-950 нм. Сразу необходимо отметить, что глаз человека регистрирует не основное излучение светодиодов, излучение которых находится за пределами кривой видности глаза, а спектральная ширина не превышает 50 нм. Спектральный анализ излучения показал наличие ослабленного более чем на три порядка паразитного излучения с длиной волны около 600 нм для диапазона 850-880 нм и 700 нм для диапазона 930-950 нм. Именно по этому в первом случае излучатели светятся красным цветом, а во втором менее заметным бордовым.

С другой стороны производители ИК осветителей (прожекторов) нормируют их дальность действия для черно-белых камер с определенной чувствительностью (минимальной освещенностью), обычно порядка 0,1-0,03 лк. Как это можно интерпретировать для цветных камер день-ночь, учитывая выше изложенное, не совсем понятно.

Если для черно-белых камер были доступны спектральные характеристики чувствительности, то для цветных камер нет данных ни для матриц, ни для камер с учетом срезающего ИК фильтра. Данные производителя для ночной чувствительности в люксах во первых достаточно далеки от реальности, во вторых ничего не говорят о реакции на ИК излучение, не нормируемое в люксах.

Например, анализ спектральных характеристик чувствительности матриц различных технологий, приведенных на рис 4 позволяет сделать вывод, что в сравнении с Super HAD увеличение ее интегрального значения для матриц Exview HAD составляет 1,5 раза, а для Exview HADII, Super HADII и Exmor в 2,5 раза. Вместе с тем для ИК подсветки с длиной волны 850 нм и 950 нм ее значение составляет лишь 7% и 4% для Exview HAD, а также 16% и 12% для Exview HADII, Super HADII и Exmor от интегрального значения. После этого очень трудно говорить о "потрясающей эффективности" ИК подсветки как таковой.

Но для скрытого наблюдения все равно ничего другого не придумано.

Какими же соображениями следует руководствоваться применяя телекамеры деньночь для ночного наблюдения.

1. Телекамеры день-ночь полностью лишенные ИК чувствительности применять совершенно не целесообразно. В таком случае лучше применить просто камеру цветного изображения и обеспечить искусственное освещение хотя бы на уровне 30-50 лк.

2. Телекамеры день-ночь с постоянной ИК чувствительностью можно применять для не очень ответственных задач или при освещении, лишенном ИК составляющей (дежурное люминесцентное "экономичное" освещение).

Цветовые искажения при дневном и сложном освещении значительны.

3. Телекамеры день-ночь с постоянной ИК чувствительностью в узкой спектральной полосе (IRC 40) можно применять с встроенным или отельным ИК осветителем с длиной волны 850-870 нм. Цветовые искажения незначительны.

4. Телекамеры день-ночь с подвижным механическим ИК фильтром. Применение не ограничено с широкополосным и узкополосным (светодиодным) ИК осветителем. Цветовые искажения практически отсутствуют, чувствительность в ночном режиме максимальна (при полном подавлении ИК, фильтр IRC 30).

Источник: www.sec.ru



Похожие работы:

«Министерство общего и профессионального образования Ростовской области Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Ростовской области «Ростовский-на-Дону государственный колледж связи и информатики» (ГБПОУ РО «РКСИ») УТВЕРЖДАЮ Ди...»

«Санкт-Петербургский государственный университет Институт биоинформатики Санкт-Петербургский Академический университет РАН Вторая летняя школа по биоинформатике Санкт-Петербург, 27 июля — 1 августа 2014 Тезисы докладов УДК 004.8 ББК 28.0 Пар...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕСИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НОВОСИБИРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, НГУ) Кафе...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный университет» (НГУ) Факультет информационных технологий Кафедра общей информатики ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗНАНИЙ И ПОЗНАНИЯ ЦИКЛ* СД – Специальные...»

«TNC 620 Руководствопользователя Программированиециклов Программноеобеспечение NC 817600-01 817601-01 817605-01 Русский (ru) 8/2014 Основные положения Основные положения О данном руководстве О данном рук...»

«Знания-Онтологии-Теории (ЗОНТ-09) Классификация математических документов с использованием составных ключевых терминов* В.Б.Барахнин1, 2, Д.А.Ткачев1 Институт вычислительных технологий СО РАН, пр. Академика Лаврентьева, д. 6, г. Новосибирск, Россия. Новосибирский государственный университет, у...»

«КОРРЕКТОРЫ СПГ741 Методика поверки РАЖГ.421412.020 ПМ2 РАЗРАБОТАНА: ЗАО НПФ ЛОГИКА (г. Санкт-Петербург) СОГЛАСОВАНА: ФГУП ГЦИ СИ ВНИИМС (г.Москва) Лист утверждения РАЖГ.421412.020 ПМ2 – ЛУ Корректоры СПГ741. Методика поверки 3 Содержание Введение 1 Операции поверки 2 Условия поверки 3 Сре...»

«№ 2 (38), 2016 Физико-математические науки. Математика МАТЕМАТИКА УДК 519.854 DOI 10.21685/2072-3040-2016-2-1 С. И. Веселов, А. Ю. Чирков, Д. В. Грибанов АГРЕГАЦИЯ УРАВНЕНИЙ В ЦЕЛОЧИСЛЕННОМ ПРОГРАММИРОВАНИИ1 Аннотаци...»

«Управление, вычислительная техника и информационные технологии УДК 004.93 С.Д. Двоенко, д-р физ.-мат. наук, проф., (4872) 35-36-37, dsd@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ), Д.В. Шанг, асп., (950...»

«Инновационные образовательные технологии в современной школе. «Нет ничего сильнее идеи, время которой пришло». А. Горячев..Можно смело сказать, что пришло время технологии деятельностного метода как средства реализации современных целей образования. Позади остался век индустриализации, наступило время информати...»





















 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.