Тэхналогія інфрачырвонага асвятлення ў камерах відэаназірання
У апошнія гады камеры відэаназірання больш не абапіраюцца выключна на звычайнае асвятленне для захопу выявы. Патрэба ў кругласутачным назіранні — няхай гэта будзе дома, у офісе, на складзе, у грамадскім памяшканні або прамысловай зоне — стымулявала развіццё тэхналогіі інфрачырвонага (ІЧ) асвятлення, каб камеры маглі «бачыць» ва ўмовах нізкай асветленасці або нават у поўнай цемры. Тэхналогія ІЧ-асвятлення ў камерах відэаназірання стала адной з найважнейшых функцый сучасных сістэм бяспекі, таму што яна дазваляе весці назіранне ў начны час без неабходнасці яркага, асляпляльнага святла. У гэтым артыкуле абмяркоўваецца, як яна працуе, яе кампаненты, тыпы, перавагі і недахопы, а таксама парады па выбары і ўсталёўцы відэаназірання з ІЧ.
Што такое ІЧ-падсвятленне ў відэаназіранні?
ІЧ-падсветка — гэта сістэма асвятлення, якая выкарыстоўвае інфрачырвоныя электрамагнітныя хвалі, якія знаходзяцца па-за межамі бачнага спектру чалавечага зроку. Гэта азначае, што ІЧ-выпраменьванне звычайна нябачнае для чалавечага вока, але яго можа выявіць датчык камеры. У камерах відэаназірання ІЧ-выпраменьванне звычайна генеруецца інфрачырвонымі святлодыёдамі, размешчанымі вакол аб'ектыва (ІЧ-кольца) або ў спецыяльным модулі. Калі цёмна, камера актывуе ІЧ-святлодыёды, каб асвятліць зону інфрачырвоным святлом, гарантуючы, што аб'екты застануцца бачнымі на відэа.
Звычайны вынік — чорна-белае (манахромнае) выява. Гэта адбываецца таму, што ў начным рэжыме камера звычайна адключае пэўныя фільтры і пераключаецца на наладу датчыка, больш адчувальную да ІЧ-выпраменьвання.
Як працуе ІЧ-тэхналогія: ад дня да ночы
Каб камера адаптавалася паміж светлымі і цёмнымі ўмовамі, выкарыстоўваюцца распаўсюджаныя механізмы:
1. Датчык асвятлення (LDR/фотаэлемент)
Камера мае датчык, які вымярае ўзровень навакольнага асвятлення. Калі асветленасць падае ніжэй за пэўны парог, камера аўтаматычна пераключае рэжымы.
2. ІЧ-фільтр (ICR – выдаленне інфрачырвонага фільтра)
Удзень камеры выкарыстоўваюць інфрачырвоны фільтр для фільтрацыі інфрачырвонага святла, каб забяспечыць натуральныя колеры. Без інфрачырвонага фільтра колеры, як правіла, "няправільныя" або выглядаюць недакладнымі.
Уначы ІЧ-фільтр падымаецца (механічны ICR) або адключаецца (у некаторых мадэлях), каб датчык мог захопліваць ІЧ-святло.
3. Загараецца ІЧ-святлодыёд
Калі ўключаны начны рэжым, інфрачырвоны святлодыёд загараецца і выпраменьвае інфрачырвонае святло ў навакольную прастору. Адлюстраванае інфрачырвонае святло ад аб'ектаў зноў трапляе ў аб'ектыў і фіксуецца датчыкам.
4. Апрацоўка малюнкаў (ISP)
Працэсар сігналу выявы (ISP) унутры камеры апрацоўвае сігнал ад датчыка. Паколькі інфрачырвонае выпраменьванне не нясе той жа каляровай інфармацыі, што і бачнае святло, камеры звычайна адлюстроўваюць чорна-белыя выявы з рэгуляванай кантраснасцю.
Дзякуючы гэтай канаўцы камера можа падтрымліваць бачнасць уначы без дадатковага белага святла.
Даўжыня хвалі ІЧ-выпраменьвання: 850 нм супраць 940 нм
У відэаназіранні два найбольш распаўсюджаныя тыпы даўжынь хваль ІЧ-выпраменьвання - 850 нм і 940 нм.
– ІЧ-дыяпазон 850 нм
Яны часцей за ўсё выкарыстоўваюцца, таму што яны адносна "ярчэйшыя" для датчыкаў камеры. Звычайна дыяпазон лепшы, і выявы, як правіла, больш выразныя. Аднак святлодыёды з даўжынёй хвалі 850 нм часта выпраменьваюць слабае чырвонае свячэнне, якое можна ўбачыць, калі глядзець непасрэдна ў камеру ўначы.
– ІЧ-дыяпазон 940 нм
Яго часта называюць «нясвячэннем» або «нябачным ІЧ», таму што чалавечаму воку яго значна цяжэй выявіць. Ён падыходзіць для абласцей, дзе важная схаванасць, напрыклад, для назірання, дзе не патрабуецца ўвага. Недахоп: датчыкі камеры звычайна менш адчувальныя пры 940 нм, чым пры 850 нм, што можа прывесці да меншай эфектыўнай далёкасці дзеяння або патрабаваць больш магутнага святлодыёда.
Выбар паміж 850 нм і 940 нм павінен залежаць ад вашых патрэб: аддаеце вы перавагу адлегласці і дэталізацыі, ці мінімальнаму чырвонаму «свячэнню».
Асноўныя кампаненты ІЧ-сістэмы відэаназірання
ІЧ-тэхналогія — гэта не толькі святлодыёды. Некалькі кампанентаў уплываюць адзін на аднаго:
1. ІЧ-святлодыёд і драйвер
Святлодыёд з'яўляецца крыніцай інфрачырвонага выпраменьвання, а драйвер рэгулюе ток, каб забяспечыць стабільнасць, захаванне цяпла і больш працяглы тэрмін службы. Якасць драйвера ўплывае на стабільнасць асвятлення і даўгавечнасць святлодыёда.
2. Канструкцыя лінзаў і аптыкі
Кут прамяня ІЧ-святлодыёда павінен супадаць з вуглом агляду аб'ектыва камеры. Калі гэта не так, святло і зоны захопу камеры будуць нераўнамернымі — напрыклад, цэнтр будзе яркім, а краю цёмнымі.
3. Матрыца камеры (CMOS)
Адчувальнасць датчыкаў да ІЧ-выпраменьвання адрозніваецца. Лепшыя датчыкі звычайна забяспечваюць меншы шум і больш выразную дэталізацыю ва ўмовах нізкай асветленасці.
4. Механічны фільтр з ІЧ-адсечкай
Добры механізм фільтрацыі забяспечыць стабільныя пераходы паміж днём і ноччу і паменшыць праблемы з фокусам або зменай колеру на працягу дня.
5. Жыллё і кіраванне ацяпленнем
ІЧ-святлодыёды вылучаюць цяпло. Канструкцыя корпуса камеры вызначае, наколькі добра гэта цяпло рассейваецца. Празмернае цяпло можа скараціць тэрмін службы святлодыёдаў і пагоршыць якасць выявы.
Перавагі інфрачырвонага асвятлення ў сістэмах відэаназірання
ІЧ-тэхналогія папулярная, таму што яна забяспечвае шмат практычных пераваг:
– Відэаназіранне ў поўнай цемры без дадатковага асвятлення.
– Не кідаецца ў вочы, падыходзіць для жылых памяшканняў, каб не перашкаджаць.
– Энергаэфектыўнасць, бо інфрачырвоныя святлодыёды звычайна больш эфектыўныя, чым белыя пражэктары.
– Запіс уначы больш стабільны ў параўнанні з тым, калі ён залежыць ад змены навакольнага асвятлення.
– Павысіць ахову перыметра, напрыклад, двароў, гаражоў, хлявоў і калідораў.
У некаторых выпадках ІЧ-выпраменьванне з'яўляецца найпрасцейшым рашэннем для атрымання начных здымкаў, якія можна выкарыстоўваць у якасці доказаў.
Абмежаванні і распаўсюджаныя праблемы інфрачырвонага відэаназірання
Нягледзячы на карысць, ІЧ таксама мае абмежаванні, якія неабходна разумець, каб пазбегнуць няправільных чаканняў:
1. Выява звычайна чорна-белая
Паколькі ІЧ-рэжым звычайна адключае каляровую перадачу, калі вам патрэбны колер уначы, вам спатрэбіцца іншая тэхналогія (напрыклад, «поўнакаляровы начны рэжым» з белым святлом або спецыяльны датчык).
2. Залішняе адлюстраванне (адлюстраванне ў інфрачырвоным выпраменьванні)
На купальных камерах або камерах, усталяваных блізка да шкла, інфрачырвонае выпраменьванне можа адлюстроўвацца назад на аб'ектыў, ствараючы туманнае/белае выяву. Гэта часта здараецца, калі гумовае ўшчыльняльнік недастаткова шчыльны або на вечку ёсць пыл.
3. Празмернае знаходжанне побач з прадметамі
Калі аб'ект знаходзіцца занадта блізка да камеры, адлюстраванне ІЧ-выпраменьвання можа быць занадта моцным, што прывядзе да страты дэталяў (белае святло). Рэгуляванне інтэнсіўнасці ІЧ-выпраменьвання або становішча камеры можа дапамагчы.
4. ІЧ-дыяпазон часта «аптымістычны»
Завадскія характарыстыкі, такія як «30 метраў ІЧ-выпраменьвання», звычайна з'яўляюцца ідэальнымі для ўмоў. У палявых умовах надвор'е (туман/дождж), колер аб'екта (цемра паглынае ІЧ-выпраменьванне) і кут мантажу могуць паменшыць эфектыўную далёкасць дзеяння.
5. Насякомыя і пыл
ІЧ-выпраменьванне прыцягвае насякомых. Насякомыя, якія ляцяць побач з аб'ектывам, будуць выглядаць як вялікія "шары" і могуць выклікаць ілжывае выяўленне руху.
Тыпы камер з ІЧ-падсветкай: убудаваная і знешняя ІЧ-падсветка
Існуе два падыходы да інфрачырвонай падсветкі:
– Убудаваны ІЧ-падсветка (інтэграваная)
Распаўсюджаны на кулявых і купалападобных камерах. Зручны, больш танны і просты ў мантажы. Аднак дыяпазон і распаўсюджванне ІЧ-выпраменьвання абмежаваныя памерам камеры.
– Знешні ІЧ-падсветка
Асобная ІЧ-лямпа ўсталёўваецца асобна ад камеры. Гэта карысна для вельмі вялікіх плошчаў або калі вы хочаце размясціць крыніцу ІЧ-выпраменьвання, каб паменшыць адлюстраванні. Такая сістэма больш гнуткая, але патрабуе больш дбайнай усталёўкі і разліку вуглоў.
Для прафесійных патрэб, такіх як вялікія двары або доўгія перыметры, знешнія асвятляльнікі часта забяспечваюць больш раўнамерныя вынікі.
Парады па выбары правільнай ІЧ-камеры відэаназірання
Каб вашы інвестыцыі не былі марнымі, улічыце наступныя моманты:
1. Супастаўце дыяпазон ІЧ-выпраменьвання з мясцовасцю
Вымерайце адлегласць ад камеры да самай далёкай кропкі, якую вы хочаце бачыць. Выберыце камеру з рэалістычным дыяпазонам і пры неабходнасці падумайце аб даданні знешняй ІЧ-падсветкі.
2. Звярніце ўвагу на кут аб'ектыва ў параўнанні з кутом ІЧ-выпраменьвання
Камеры з шырокавугольнымі аб'ектывамі (напрыклад, 2.8 мм) патрабуюць шырокага ІЧ-дыяпазону. Калі ІЧ-дыяпазон занадта вузкі, краю выявы будуць цёмнымі.
3. Выберыце 850 нм або 940 нм па меры неабходнасці.
Для дэталізацыі і адлегласці звычайна лепш падыходзіць 850 нм. Для «нябачнага» маніторынгу больш падыходзіць 940 нм.
4. Знайдзіце функцыю налады інтэнсіўнасці ІЧ-выпраменьвання.
Камеры з падтрымкай налад «Smart IR» або яркасці ІЧ-падсветкі дапамагаюць паменшыць пераэкспанаванне блізкіх аб'ектаў.
5. Звярніце ўвагу на якасць выявы пры слабым асвятленні.
ІЧ-падсветка — не адзіны фактар. Датчык, працэсар інтэрнэт-паслуг і функцыі шумапрыглушэння (3D DNR) істотна ўплываюць на вынікі запісу ў начны час.
Практыка ўстаноўкі для аптымальнага інфрачырвонага выпраменьвання
Правільная ўстаноўка часта вызначае канчатковы вынік:
– Пазбягайце ўстаноўкі камеры занадта блізка да сцен або столяў, якія могуць адлюстроўваць інфрачырвонае выпраменьванне і ствараць блікі.
– Не здымайце праз шкло з уключанай ІЧ-падсветкай. Пры неабходнасці выключыце ІЧ-падсветку і выкарыстоўвайце знешнюю падсветку.
– Рэгулярна чысціце вечка аб'ектыва, бо пыл і бруд пагаршаюць адлюстраванне інфрачырвонага выпраменьвання.
– Адрэгулюйце кут камеры такім чынам, каб важныя зоны (дзверы, вароты, уваходы) знаходзіліся ў зоне раўнамернага асвятлення.
– Улічвайце вышыню: занадта нізкая вышыня можа лёгка пашкодзіцца, а занадта высокая можа зрабіць дэталі твару цяжка разгледзець. Звычайна для дамоў выбіраюць 2,5–3,5 метра, але карэктуйце вышыню адпаведна.
Закрыццё
Тэхналогія інфрачырвонай падсветкі ў камерах відэаназірання з'яўляецца найважнейшай асновай для начнога назірання. Выкарыстоўваючы інфрачырвоныя святлодыёды, фільтры з памяншэннем інфрачырвонага выпраменьвання і адчувальныя датчыкі камеры, відэаназіранне можа запісваць актыўнасць у розных умовах — ад нізкай асветленасці да поўнай цемры. Аднак інфрачырвонае выпраменьванне таксама стварае такія праблемы, як адлюстраванні, пераэкспанаванне і эфектыўны дыяпазон, які залежыць ад навакольнага асяроддзя. Разумеючы адрозненні паміж 850 нм і 940 нм, выбіраючы адпаведную камеру і ўсталёўваючы яе правільна, вы можаце атрымаць больш выразныя, стабільныя і карысныя начныя відэазапісы для мэт бяспекі.
Пры жаданні я магу адаптаваць гэты артыкул да канкрэтнай мэтавай аўдыторыі (напрыклад, для блога крамы відэаназірання, школьных адукацыйных матэрыялаў або больш падрабязных тэхнічных артыкулаў) і дадаць спасылкі на спецыфікацыі і прыклады разліку ІЧ-дыяпазону.
