Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.
 

Актуальные вопросы ночного видеонаблюдения

Съемка видеокамерой не может проходить при полной темноте. Ведь основой для отображения объектов на мониторе является отражение излучений от предметов, которые впоследствии и видны на мониторе. Это значит, что для возможности ведения видеонаблюдения за объектом ночью, необходимо, чтобы он освещался. Но источник света может демаскировать объект, а иногда даже просто мешать. Как же тогда организовать видеонаблюдение в ночных условиях?

Для начала немного теории. Человеческому глазу видно изображение, если волна составляет от 380нм до 780нм. При этом он может не замечать инфракрасного излучения, длина волн которого составляет от 740нм до 1нм. Именно на это особенности зрения и основывается идея создания скрытой подсветки. Вот почему ИК подсветка стала обязательной частью практически всех устройств ночного видеонаблюдения.

В наше время принято разделять ИК излучение на диапазоны:

1. 0.74-2.5 мкм – область коротких волн;
2. 2.5-50 мкм – средние волны;
3. 50-2000 мкм – длинные волны.

Нам нужна область коротких волн (0.74-2.5мкм), также получившая название «ближний инфракрасный диапазон». Использование именно такого диапазона имеет свои причины. Главной причиной можно выделить то, что как раз в этом спектральном диапазоне находится максимально возможный спектр, улавливаемый кремнием (820нм), который является наиболее распространенным материалом при изготовлении матриц видеокамер.

Но тут нужно также отметить, что создание полностью монохромного излучателя дело сложное и довольно затратное. Из-за этого, ИК-подсветки, находящиеся в свободном доступе, имеют только определенный диапазон возможного излучения. Как именно это объясняет тот факт, что глаз иногда может «видеть излучение» в виде красного свечения светодиодов. Глаз видит только излучение длиной 750-760нм, которые определяется как красный цвет, а вот волны длиной 750-760нм, которые являются «рабочим излучением» он определить не может.

Передача цветов ночью

Итак, с диапазоном излучения разобрались. Теперь можно перейти к передаче цветов ночью. Как было сказано выше, в абсолютной темноте камера не сможет выдать никакого изображения, так как для этого ей нужно отраженное излучение. В связи с этим, можно утверждать, что камера может выдавать цветное изображение только в том случае, если объект освещен всеми цветами спектра, начиная фиолетовым и заканчивая красным, но такую подсветку невозможно сделать скрытой.

В связи с желанием сделать подсветку скрытной, можно выделить еще один нюанс: в одинаковых условиях, чем больше длина волны, тем на меньшем расстоянии будет действовать излучение. Поэтому приходится выбирать: если делать упор на скрытность подсветки, лучше взять излучатель, длина волны которого 950нм, а если на эффективность – 870нм. Это также зависит и от объекта. Но, поскольку прожектор с длиной волн 870нм и небольшим углом излучения довольно трудно обнаружить даже на расстоянии 50-и метров, приборы этого класса пользуются наибольшей популярностью.

Еще один важный параметр при выборе инфракрасного прожектора – угол его излучения. Желательно, чтобы он был таким же, как угол обзора видеокамеры. Стоит учитывать, что прожектор с узким углом излучения будет светить дальше, чем аналогичный по мощности, но с широким углом. К примеру, для небольшого расстояния обычно применяют видеокамеры с углом обзора больше 40 градусов, в связи с чем, лучше выбирать не слишком мощный прожектор с аналогичным углом обзора. Не стоит выбирать прожектор с слишком широким углом обзора, так как большое количество отражений от различных поверхностей может отрицательно повлиять на чувствительность камеры.

В первую очередь на это стоит обращать внимание при установке прожектора в месте нахождения самой камеры, хотя это не критично. Главное в организации освещения – обеспечение равномерной подсветки в кадре. В противном же случае, из-за перепадов освещения камера может просто не различать некоторые объекты. А это может привести к утере важной части информации. При установке освещения важно также следить, чтобы прожектор одной камеры ни в коем случае не «заслепил» другую камеру. Например, в процессе размещения оборудования нужно учитывать, что у излучателя с 40-градусным углом освещения и дальностью 15 метров пятно будет составлять около 10 метров.

В прожекторах используют ИК излучение ближнего диапазона, в котором отражательные характеристики материалов достаточно близки к тем, что распознает человеческий глаз. Поэтому, общий характер картинки, при инфракрасной подсветке будет таким же, как и при освещении видимым глазу спектром. Правда изображение будет характеризоваться более низкой четкостью и контрастностью, чем при нормальном освещении. Также мешать нормальному наблюдению могут пыль, дождь, снег, туман, окна и некоторые другие факторы, ведь они мешают даже обычному видеонаблюдению, а в ночных условиях камера может и вовсе «ослепнуть».

Также, если говорить про ночное наблюдение, стоит упомянуть и встроенные инфракрасные излучатели. Сейчас на рынке можно найти множество различных моделей камер, в которые могут быть встроены как пара миниатюрных светодиодов, так и мощный прожектор.

Среди них стоит выделить:

1. Миниатюрная камера, в которую встроены светодиоды. Обычно их укомплектовывают стандартным объективом, фокусное расстояние которого составляет 3.6мм и несколькими светодиодами. Тут стоит учитывать, что подобная конструкция будет эффективна только на маленьких расстояниях (до полутора метра).

2. Камера в гермокожухе без дополнительного подогрева. В данном случае сама камера будет расположена за одним стеклом со светодиодами. Зимой подогрев камеры осуществляется только за счет ее нагрева от работы. Обычно такие камеры не рекомендуется использовать при температурах менее 10 градусов ниже ноля. Есть случаи, когда они работали и при минус 20 градусов, но это разве что исключение из правил. А вот летом температура внутри кожуха будет довольно высокой.

У такого конструктивного решения есть один огромный недостаток: часть инфракрасного излучения может отражаться от иллюминатора и попадать в объектив камеры, что отрицательно сказывается на качестве изображения. Для минимизации бликов объектив стараются располагать как можно ближе к стеклу. Это помогает справиться с проблемой плохого изображения у камер, обладающих нормальной чувствительностью.

А вот камера, на основе матрицы с высокой чувствительностью будет частично работать «вхолостую». Производители пытаются решить и эту проблему, расположив в иллюминаторе специальное отверстие для объектива, но в таком случае могут возникнуть проблемы с герметизацией кожуха.

3. Купольная видеокамера с встроенной инфракрасной подсветкой. В этом случае является невозможным обеспечение плотного контакта объектива с пластикой, потому как последний имеет сферическую форму. К тому же, неоднородность материала, переотражение и рассеивание света через толстый слой пластика, его относительно низкая прозрачность, а также пыль, которая постоянно оседает на купола, приводят к серьёзному ухудшению качества изображения, падению чувствительности, худшему отображению контрастных цветов и другим довольно неприятным эффектам.

Читать продолжение

Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.