Радиоаматор - Січкар С.М.
Скачать (прямая ссылка):
Какой выход из этой ситуации?
Во-первых, можно осветить объект видимым светом. Однако во многих случаях это неприемлемо: при съемке животных в дикой природе, при использовании военной спецгруппой и т.д. В ситуации с охранной системой промышленного объекта можно использовать искусственный источник света, например, достаточно экономичные люминесцентные лампы. Однако если объект имеет пе-
риметр 200.. .300 м, это обойдется недешево. К тому же потенциальные злоумышленники будут знать о том, что на объекте ведется видеонаблюдение.
Однако при использовании искусственного освещения мы сталкиваемся с еще одной проблемой - борцами со световым загрязнением окружающей среды, которые в последнее время, особенно в США и ЕС, громко заявляют о себе. Поэтому оборудование ночного освещения объекта может превратиться в большую проблему, и не только финансовую.
Во-вторых, можно использовать инфракрасную подсветку. В этом случае можно значительно снизить расходы, по сравнению с использованием ламп, работающих в видимом диапазоне, и превратить видеосистему в систему скрытого наблюдения. Возможность использования инфракрасной подсветки обуславливается тем, что современные цифровые видеокамеры с CCD матрицами, в отличие от человеческого глаза, достаточно чувствительны в диапазоне длин волн 760...900 нм, в котором человек ничего не видит (рис.1).
Как видно из рис.1, по сравнению с человеческим глазом цифровая матрица обладает более широкой спектральной чувствительностью, простирающейся до волн длиной 1000 нм. Достигается это благодаря принципиальной разнице в устройстве человеческого глаза и CCD матрицы. Более того, различные типы матриц видеокамер имеют разную чувствительность, не только в видимом, но и в ИК диапазоне. На рис.2 приведена кривая спектральной чувствительности видеокамеры с обычной матрицей (нижняя кривая) и с ма-
Спектр видимого Ot Ьсщения кзнирает область «лик вояк ЗВО— 760 мм Максимгпьиая чувствительность глазг при ходится на зеленый ^вет, имеющим длин» волны "-550HH
600hm 800hm
Длина волны, нм
1000hm
Относительная спектральная чувствительность
Спектральная чувствительность глаза
Область ультрафиолетового излучения
Спектральная чувствительность CCD-матрицы SONY SuperHAD
Область инфракрасного излучения
Kj'ftw« чуві'^иінмьн'ч.ти
* I <ИиЫ ".мерь.
ЙИДНО, ЧТП она шире
0("1 ICTM ВДДЯ1АОЛЭ ТП.ЧЭОМ
пектрз дл«" em"
380нм ЗООнм 400hm
PA 5 '2011 трицей типа Exview HAD. Из рис.2 видно, что у матрицы Exview HAD в ближнем ИК-диапазоне чувствительность вдвое выше, чем у обычной матрицы. Это позволяет в 2 раза снизить уровень освещенности, при съемке такой матрицей, что позволит дополнительно сэкономить на затратах на электроэнергию. Т.е. для системы ночной видеосъемки можно выбрать видеокамеру с матрицей, наиболее подходящей для этих целей.
1.0
І Of
I 04 S
S 0.2
600 700 800
Длина волны, нм
Спектральная характеристика типичного ИК-фильтра видеокамеры типа «день-ночь» показана на рис.3, из которого видно, что он ослабляет ультрафиолетовую и ИК-область в 10-15 раз. Такой фильтр может представлять собой стеклянную пластинку с нанесенным на нее ИК поглощающим слоем, а может представлять собой тонкую пленку из отражающего ИК-материапа, которая нанесена на линзы видеокамеры, или на саму CCD-матрицу.
Особенности видеокамер, работающих в ИК-диапазоне
Как известно, спектральная чувствительность как профессиональных, так и любительских цветных видеокамер практически повторяет чувствительность человеческого глаза, что позволяет получить натуральные цвета на видеоизображении. Для этого используется особая конструкция цветной матрицы и специальные фильтры, отсекающие инфракрасную часть спектра.
Дело в том, что в отличие от матрицы монохромной видеокамеры, светочувствительный элемент цветной камеры состоит из трех составляющих его ячеек: красной, зеленой и синей. Соответственно, при одинаковых физических размерах матрицы (что, в первую очередь, определяет ее цену) размеры ячейки монохромной матрицы будут, как минимум, втрое больше чем у ячейки цветной камеры. К тому же каждая ячейка цветной матрицы имеет свой фильтр (красный, зеленый или синий), дополнительно уменьшающий световой поток, попадающий на ячейку.
В итоге световая чувствительность цветной видеокамеры будет гораздо ниже, чем у монохромной, к тому же цветная камера характеризуется отсутствием чувствительности в ИК-диапазоне. Для обеспечения этого используются специальные ИК-фильтры. При их отсутствии изображение становится зашумленным и с пониженной контрастностью. Иногда в цветных видеокамерах системы «день-ночь» используется механический ИК-фильтр, отключаемый при работе ночью. При этом некоторые камеры ночью снимают в монохромном режиме и включают собственную ИК-подсветку.
380hm 760нм 760мм
Длина волны
Спектральная характеристика типичного ИК-фипьтра
Характеристики ИК-осветителей
ИК-осветители обладают теми же характеристиками, что и другие источники света. В случае использования ИК-светодиода, как наиболее распространенного ИК-осветителя, прежде всего, важна излучаемая им длина волны. Как видно из рис. 1, телевизионные CCD-матрицы имеют спад чувствительности с ростом длины волны в ИК-диапазоне. Поэтому для ИК-подсветки, как правило, используют светодиоды, работающие на длине волны 850 нм. Однако для них характерно излучение также и верхней части видимого диапазона. Т.е. в темноте такие светодиоды будут заметны по красноватому свечению. Поэтому для полностью скрытых систем видеосистем используют ИК-светодиоды с максимумом спектральной характеристики на длине волны около 940 нм.
