mail zakaz@sec-group.ru

заказать обратный звонок

офис г. Москва: +7(495)229-39-24

филиал г. Уфа: +7(347)246-65-94

офис г. Москва: +7(495)229-39-24

филиал г. Уфа: +7(347)246-65-94

mail zakaz@sec-group.ru

Цветное видеонаблюдение ночью

19.02.2016

Цветное изображение в темное время суток — реальность

Многие люди при выборе камеры видеонаблюдения не обращают ни малейшего внимания на ее параметры. Порой это действительно не имеет смысла, так как производители довольно смело описывают специфику продукта. Тем не менее, существуют характеристики, которые очень важны и которые обязательно следует учитывать. В частности, к ним относится чувствительность камеры: от этого параметра зависит, удастся ли получить необходимое изображение в условиях минимальной освещенности, что важно для решения задач ночного видеонаблюдения.

Особенно актуальным этот вопрос стал после того, как многие компании почти полностью перешли на мегапиксельное видеонаблюдение, которое возможно только с использованием CMOS-сенсоров.

Технологии увеличения светочувствительности камер

За последние несколько лет технологии производства сенсоров шагнули далеко вперед. В качестве примера можно привести матрицу Exmor R SONY, оснащенную задней засветкой. Сейчас чувствительность таких матриц на единицу площади практически эквивалентна CCD. Однако таким камерам в любом случае необходима довольно внушительная освещенность для того чтобы получить четкую картинку.

Следует с сожалением констатировать, что подобные высокочувствительные матрицы почти не используются для изготовления камер видеонаблюдения. Они применяются только в мобильных устройствах, а также в достаточно редких видеокамерах, имеющих формат 4К.

Расширение диапазона чувствительности

Производители нередко стараются увеличить параметр чувствительности путем расширения диапазона воспринимаемого светового спектра. Однако такой способ приводит к довольно заметным искажениям цвета полученного видео. Например, темные предметы приобретают синеватый оттенок, а листва становится серой. Причем довольно сложно предсказать, каким образом отобразиться тот или иной цвет.

Конечно, сейчас почти отказались от использования ламп накаливания и галогеновых излучателей, которые способны давать инфракрасный свет. Однако даже если принимать во внимание исключительно современные осветительные приборы, например, газосветные, излучение которых практически не имеет ИК-составляющей, не стоит игнорировать солнечный свет, что чрезвычайно актуально при утреннем или вечернем солнце.

Несмотря на все перечисленные недостатки, камеры, чувствительные к инфракрасному излучению и позволяющие получить цветное изображение можно встретить в продаже и они пользуются довольно большой популярностью. Объяснить это можно куда большим контрастом цветного видео по сравнению с черно-белым. Причем этот принцип работает даже по отношению к камерам видеонаблюдения, дающим довольно заметное цветовое искажение.

Самыми заметными для человеческого глаза являются яркие цвета, например, желтые и зеленые, а темные оттенки красного и синего цветов становятся почти идентичными по своей яркости на черно-белом видео. Однако на цветном изображении красный и синий цвета выглядят весьма контрастными. В качестве примера можно привести цветное изображение с цветной камеры: заметно, что изображение выглядит довольно контрастным даже несмотря на все цветовые искажения.

Шумоподавление и накопление по времени

Самым популярным способом получения изображения в цвете даже в условиях недостаточной освещенности является накопление во времени, иначе называемое методом медленного затвора. Такая технология уже много лет применяется на телевидении, в частности, когда возникает необходимость съемки астрономических объектов. Однако такой способ практически непригоден для задачи ночного видеонаблюдения, когда требуется фиксация динамических объектов.

Увеличить яркость видео можно посредством большего усиления и одновременного шумоподавления. Это помогает увеличить и контрастность изображения, однако любое шумоподавление приводит к тому, что снижается разрешение камеры: шумоподавление всегда представляет собой динамическое ограничение полосы приемника.

Накопление по площади матрицы

В настоящее время технология, носящая название Binning, используется достаточно редко. Технология представляет собой увеличение чувствительности матрицы путем суммирования отдельных пикселей как по строкам, так и по кадрам. Методика была разработана в Санкт-Петербурге в 1990-х годах и применялась исключительно для решения задач, связанных с видеонаблюдением. На момент изобретения все видеонаблюдение велось в черно-белом режиме¸ и камеры давали отличный результат, практически не отличающийся от лучшей специальной техники, оснащенной электронными усилителями света. Тем не менее, камеры обладали и одним существенным недостатком: после максимального накопления по площади матрицы начиналось накопление по времени. Поэтому разрешение получаемого изображения заметно снижалось: как известно, за все так или иначе требуется платить. Также при снижении уровня освещенности падали яркость и контрастность, и одновременно возрастал уровень шума. Поэтому качество картинки оставляло желать лучшего, особенно в условиях плохой освещенности: камера видеонаблюдения точно так же плохо, как и человеческий глаз, различала в сумерках детали предметов.

Маскирующая терминология

На современном рынке производители используют множество ухищрений для того, чтобы замаскировать функции видеокамер за громкими терминами. Например, еще в 1990-х годах для видеокамер было принято указывать светочувствительность для разных значений глубины АРУ в дБ, и точно в таких же единицах маркировалась ее регулировка. На современных камерах эти характеристики могут быть установлены при помощи экранного меню в условных единицах до 20. Довольно странно, что в реальных единицах может быть установлен только электронный затвор в момент включения гамма-коррекции и накопления. Интересно, что сведения о светочувствительности камеры с учетом такого параметра как накопление или без него никогда не находятся в соответствии с параметром накопления, а превышают ее порой в несколько десятков раз. При этом усиление сигнала обязательно должно соответствовать накоплению и уж точно не может его превышать.

В настоящий момент производители называют технологии увеличения чувствительности разнообразными красивыми, можно даже сказать, романтичными терминами. Например, имеют место быть такие название как «Звездный свет» или «Ночной воин». Конечно, подобные названия не дают ни малейшего представления о том, каким же образом работает применяемая технология и какой результат будет получен при съемке движущегося объекта в темное время суток. Нередко за красивыми словами скрывается банальнейшая технология накопления во времени.

Более серьезные и ответственные бренды в описаниях камер упоминают мощные процессоры и чувствительные сенсоры, которые способны произвести обработку полученного изображения, увеличив его яркость и контрастность. Однако чувствительность существующих сенсоров известна и вряд ли кому-то удастся ее увеличить. Что касается обработки изображения, можно с уверенностью утверждать, что вряд ли производители смогут предложить что-то новое, кроме накопления во времени и увеличения площади пикселя. Ведь все способы подавления шумов на изображении являются по сути алгоритмами накопления, которые и приводят к тому, что снижается разрешения полученного видео. Конечно, серьезные производители довольно серьезно относятся к отбору сенсоров по уровню шумоподавления и переходят на инновационные способы обработки изображения, которые позволяют подавить шумы и увеличить контрастность и яркость изображения.

«Ночной охотник»

Кроме существующих способов увеличения чувствительности видеокамер существует еще одна, появившаяся сравнительно недавно. Речь идет о технологии под названием «Ночной охотник». В настоящие момент она применяется лишь в IP-камерах. Это довольно сложно объяснить, ведь другие камеры видеонаблюдения тоже нуждаются в усилении чувствительности для проведения съемок в условиях с недостаточной освещенностью.

Естественно, как и в вышеупомянутых технологиях не очень понятно, каким образом работает «Ночной охотник». Интересно, что первые варианты видеокамер с использованием технологии могли давать исключительно цветную картинку и не реагировали на инфракрасное излучение. Таким образом, увеличение чувствительности никак нельзя было объяснить расширением спектра воспринимаемого излучения. Ну а при съемке движущихся объектов также не возникало искажения, поэтому становится понятно, что речь не идет о накоплении по времени. Кадры, снятые на подобные камеры, выглядят довольно ярко, поэтому можно утверждать, что имеет место увеличение уровня черного, что позволяет распознавать детали объектов в условиях недостаточной освещенности.

На рисунке можно увидеть два изображения, снятые в одном и том же помещении. Первое снято на камеру, в которой применена технология «Ночной охотник», второе сделано при помощи обычной камеры с CMOS-матрицей.

Разновидности технологии «Ночной охотник»

Камеры видеонаблюдения, в которых применяется технология «Ночной охотник», можно приобрести в двух вариантах. Недорогой вариант имеет возможность работать с инфракрасной подсветкой и имеет постоянную чувствительность. В меню можно установить только режим цветной съемки. Такие камеры дают достаточно качественное изображение, однако если вести съемку в условиях, где имеет место освещение с инфракрасным компонентом, картинка будет искажена.

Более высокотехнологичные модели имеют срезающий ИК-фильтр. Благодаря этому камеры видеонаблюдения дает четкое изображение без малейших искажений даже при инфракрасной подсветке.

«Темные супермены»

Производители не останавливаются на достигнутом. Уже существует технология «Ультратемный рыцарь», которая постепенно приходит на смену «Ночному охотнику». «Ультратемный рыцарь» предполагает использование матрицы с большим форматов, что приводит к росту чувствительности. Стоимость таких камер заметно выше, поэтому вряд ли они будут популярны у российского покупателя.



Sec Group: Контроль доступа: шлагбаумы, турникеты, автоматика ворот