Камеры для ночного видения: общие сведения о видеонаблюдении в условиях слабого освещения (часть 1)

За последние несколько лет технология ночного видения значительно продвинулась вперед, и сегодня цветные камеры ночного видения или инфракрасные камеры доступны даже в моделях начального уровня.

В процессе выбора камеры для слабого освещения или камеры с ночным видением необходимо иметь понимание различных методов, которые делают возможной видеозапись при слабом освещении и в темноте. Это поможет обеспечить выбор наиболее подходящих видеокамер.

Что представляет собой камера ночного видения

Понятие наблюдения при слабом освещении обычно относится к камерам, способным снимать картинки удовлетворительного качества в при плохом освещении, без необходимости использования дополнительных источников света. Факторы, влияющие на производительность, включают в себя комбинированное воздействие датчиков, блока обработки изображений, ISP/DSP и оптики объектива, настройки камеры ночного видения. Ниже подробно рассказывается о технологиях, которые помогают работать камерам безопасности с красочным ночным видением или камерам с инфракрасным излучением.

Режим низкой освещенности

В камерах с режимом низкой освещенности и высокой чувствительности, также известным как полноцветный режим слабой освещенности, используются датчики Super HAD, Ex-view/EXTRA-View CCD или CMOS-сенсоры с задней подсветкой.

Эти датчики хорошо работают в условиях низкой освещенности с хорошей видимостью и реакцией в ближнем ИК-диапазоне. Камеры, использующие эту технологию, как правило, хорошо работают в различных погодных условиях и функционируют как дневные/ночные камеры, поскольку они способны захватывать цветные изображения как днем, так и в условиях низкой освещенности. Низкая освещенность может достигать 0,1 люкс в цветном режиме и 0,01 люкс в черно-белом режиме. ИК-подсветку, обеспечивающую свет ближнего ИК-диапазона, можно использовать в сочетании с условиями освещенности 0 люкс, но она, как правило, не указана в спецификациях для слабого освещения и цветного режима.

В большинстве камер этого типа используется технология Ex-view-HAD, работающая в условиях освещенности от 0,01 люкс до 0,001 люкс. Такие камеры не только способны снимать четкие изображения, но также могут ограничивать уровень шума на цветных изображениях, снятых в условиях низкой освещенности, без необходимости уменьшать скорость затвора или увеличивать диаметр диафрагмы. Следовательно, считается, что они способны обеспечивать наблюдение при низкой освещенности.

Камеры с дневным/ночным режимом

Камеры с режимами день/ночь используют механические принципы для переключения между режимами. Данные камеры бывают цветными и черно-белыми. Эти камеры используют свет ближнего ИК-диапазона для получения черно-белых изображений, когда освещенность уменьшается до определенного уровня. Камера переключается в ИК-режим или в черно-белый режим после обнаружения более низких уровней ИК-излучения через ИК-фильтр, и изображения преобразуются из цветных в черно-белые.

Однако при удалении ИК-фильтра во время преобразования фокус изображения смещается. Следовательно, ИК-линзы обычно используются для предотвращения смещения фокуса или неточной цветопередачи, а также для обеспечения согласованности изображений, снятых днем и ночью. Недостатком этого метода является более высокая стоимость ИК-объективов. Другими словами, они могут быть не самым идеальным выбором для условий с низкой освещенностью.

ИК-подсветка

Помимо дневных / ночных камер, ИК-камеры являются одним из лучших приложений для условий низкой освещенности. ИК-подсветка может быть либо дополнительным модулем к камере, либо быть встроенной в корпус камеры. Поскольку датчики CCD и CMOS уже обладают невероятной светочувствительностью и способны захватывать большую часть видимого света и ИК-спектра, ИК-подсветка улучшает картинку в условиях с плохим освещением, позволяя датчикам захватывать более четкие картинки.

Более четкие изображения также получаются в темных условиях, поскольку светочувствительность в Ч/Б режиме уже выше, чем в цветном режиме.

ИК-подсветка позволяет устанавливать системы наблюдения в условиях 0 люкс. Функция автоматического обнаружения света также позволяет использовать это решение с черно-белыми или дневными/ночными камерами для расширения возможностей наблюдения в условиях низкой освещенности и ночного видения.

Цифровой медленный затвор

Еще один способ записи при слабом освещении — замедление скорости электронного затвора камеры. Это позволяет продлевать воздействие света на матрицу для получения более ярких изображений. Режим накопления кадров использует цифровую технологию медленного затвора для электронного «накопления» кадров, снятых при недостаточном освещении, для создания более четкого изображения. Например, при значении диафрагмы от 1,2 до 1,4 в условиях слабого освещения можно получить достаточно кадров, чтобы достичь освещенности 0,001 люкс. Это простой, но надежный способ добиться результатов в условиях низкой освещенности. Тем не менее изображения могут быть с задержкой или выглядеть размытыми, поэтому технологию цифрового медленного затвора (DSS) лучше всего использовать в условиях низкой освещенности с фиксированными камерами, в условиях с минимальными изменениями освещения и минимальным движением, а также там, где использование ИК или вспомогательного освещения невозможно.

Камеры для ночного видения: общие сведения о видеонаблюдении в условиях слабого освещения (часть 2)