Минимальная освещенность

В видеонаблюдении не существует четкого определения минимальной освещенности, в отличие от чувствительности видеокамеры. Обычно этот термин относят к наименьшей освещенности на объекте, при которой данная видеокамера дает распознаваемый видеосигнал. Поэтому дан­ная характеристика выражается в люксах на объекте, при которых получается данный видеосигнал. Термин распознаваемый используется в широком смысле, и в зависимости от производителя может быть определен или нет. Это одна из самых больших «уловок» в системах видеонаблюдения. Большин­ство производителей, особенно тайваньских, не указывают уровень видеосигнала на выходе видеокамеры для освещенности, указываемой как минимальная освещенность. Этот уровень может составлять 30% (от 700 мВ), иногда 50%, а иногда и 10%.

Вот, например, общепринятые выражения при описании минимальной освещенности: «0.1 лк на объекте с коэффициентом отражения 80% при использовании объектива F/1.4».

Следует иметь в виду, что в видеокамере с хорошей схемой АРУ даже 10% видеосигнала (70 мВ) можно раскачать так, что он будет казаться намного больше, чем есть на самом деле. Это, естественно, может вводить в заблуждение.

Например, в паспорте записано: 0.01 лк на объекте с объективом F/1.4, что предполагает (но не сообщается вам), что АРУ включена. Другие производители скромно указывают в технических характеристиках, например, что минимальная освещенность равна 0.1 лк при F/1.4 (при этом на выходе 50% видеосигнала получается с отключенной АРУ). Понятно, на бумаге первая видеокамера может показаться гораздо более перспективной, хотя в действительности гораздо лучше вторая.

Еще один вопрос для дискус­сии: одни производители дают минимальную освещенность на объекте, а другие имеют в виду минимальную освещенность ПЗС-матрицы. Это далеко не одно и тоже.

Когда определяется минималь­ная освещенность видеокамеры (освещенность объекта), долж­но также указываться соответ­ствующее F-число. Вторым важным фактором после осве­щенности, который тоже необ­ходимо знать, является коэф­фициент отражения объекта в процентах.

Если указывается минимальная освещенность на ПЗС-матрице, можно учитывать не все факто­ры (такие, как отражение и пропускание объектива). Тогда при расчете эквивалентной освещенно­сти объекта, проецируемого на ПЗС-матрицу, мы должны компенсировать все эти факторы.

Эмпирическое правило гласит: с объективом F/1.4 минимальная освещенность ПЗС-матрицы обычно в 10 раз выше (меньше люкс), чем чувствительность на объекте. Например, освещенность объекта в 1 лк при отражении 75% с объективом F/1.4 соответствует освещенности в 0.1 лк на ПЗС-матрице.

Вышесказанное приводит к такому выводу: реальные характеристики видеокамеры можно легко скрыть, просто не указывая некоторые факторы. Внимательно читайте спецификации.

Известный факт - черно-белые ПЗС-видеокамеры всегда имеют более низкую минимальную осве­щенность, чем цветные ПЗС-видеокамеры.

Одна из причин - инфракрасный отсекающий фильтр на ПЗС-матрице. Как указывалось раньше, такой фильтр корректирует спектральную характеристику ПЗС-матрицы, приближая ее к характеристикам человеческого глаза, но он также снижает количество света, падающего на матрицу.

Другая причина заложена в конструктивных особенностях используемой в видеонаблюдении одной цветной матрицы. Каждый пиксел цветной ПЗС-матрицы состоит из трех элементов (саб-пиксе­лов), размещенных на физическом пространстве одного черно-белого пиксела.

Размер каждого элемента составляет не более 1/3 черно-белого пиксела, что косвенно снижает чувствительность.

За последние 4 года появилось боль­шое количество видеокамер, которые условно называются «день/ночь» (Day/Night). Эти видеокамеры обычно имеют цветной фотоприемник, который превращается в черно-белый за счет механическо­го удаления отсекающего ИК-фильтра и интегрирования трех пикселов RGB в один монохромный. Таким образом, цветная видеокамера при нормальных уровнях освещенности превращается в более чувствительную черно-белую видеокамеру при минимальных уровнях освещенности. Кроме того, чувствительность возрастает также за счет инфракрасного диапазона, так как убирается отсекающий ИК-фильтр. Некоторые модели видеокамер только переключаются в черно-белый режим с инте­грированием пикселов, но не убирают отсекающий ИК-фильтр. Некоторые производители видеокамер пошли еще дальше и к цветной матрице добавили черно-белую. В этом случае, когда уровень освещенности снижается ниже определенного, происходит механическое переключение фотоприемников.

Хотя такие решения достаточно практичны, но реализация механического переключения должна быть выполнена очень качественно, так как его придется делать как минимум два раза в сутки, что может послужить причиной выхода из строя. (Существуют видеокамеры с двумя матрицами и двумя объективами, где переключение между матрицами осуществляется не механически, а электричес­ки. Однако изображение на этих матрицах, как бы близко друг к другу они ни были расположены, будет немного отличаться. Впрочем, для большинства случаев, эти отличия не будут критичными) Чаще всего такие видеокамеры нужны, когда требуется ночное наблюдение в инфра­красном свете с сохранением цветного режима работы при полном дневном свете.

Следует заметить, что большинство современных цветных видеокамер даже без удаления отсекающего ИК-фильтра будут чувствительнее человеческого глаза.