Secur.by Полезное Параметры минимальной освещенности в системах видеонаблюдения

Параметры минимальной освещенности в системах видеонаблюдения

Выбирать видеокамеру по спецификациям минимальной освещенности в высшей степени сложно. Следует понимать, почему параметры минимальной освещенности вызывают сложности, как они определяются и какие применяются техники и хитрости.

При выборе видеокамеры возникают следующие вопросы:

  • как проверяются / устанавливаются параметры минимальной освещенности,
  • включение выдержки затвора в параметры минимальной освещенности,
  • параметры минимальной освещенности, включающие настройку «повысить чувствительность»,
  • сравнение работы в цветном и ч/б режиме,
  • ИК-подсветка и параметры минимальной освещенности,
  • практические уровни минимальной освещенности, определенные на основании анализа спецификаций более 2000 камер,
  • как избежать ошибок, связанных с параметрами минимальной освещенности.

Проверка и установление параметров минимальной освещенности

Стандартизированных или подтвержденных средств оценки заявленных изготовителем спецификаций минимальной освещенности не существует. Изготовитель устанавливает их самостоятельно и по своему усмотрению.

Это означает, что производитель самостоятельно решает, какой источник света использовать, определяет размер области, на которой проводится испытание, расположение источника света, тестовый объект / таблицу и т.д.

Самым критичным является тот факт, что каждый изготовитель сам решает, является ли изображение пригодным к использованию. Из-за этого получается, что параметры минимальной освещенности назначаются исключительно по усмотрению производителей.

Например, на всех трех следующих изображениях уровень освещенности может быть определен как «низкий», но как определить, правильно ли это, в условиях отсутствия стандартизации уровней и минимальной пригодности к использованию?

Поскольку изготовители здесь ничем не ограничены, они могут выбрать самое темное изображение из возможных, понимая, что многие конкуренты сделают то же самое.

Выдержка затвора и минимальная освещенность

Часто изготовители указывают параметры минимальной освещенности при различных выдержках затвора. Некоторые указывают 1/30 с, другие – 1/2 с, некоторые - 1 с. Пользователям следует игнорировать все спецификации, приводимые с выдержкой затвора, отличной от 1/30 с. Более длительная выдержка пропускает больше света и снижает минимальный уровень освещенности, однако при этом значительной проблемой является размытость движущихся объектов.

Апертурное число объектива и минимальная освещенность

Нередко изготовители указывают минимальную освещенность для апертурного числа не того объектива, который использует камера. Например, изготовитель может указать, что уровень минимальной освещенности для произведенной им камеры составляет 0,01 лк при апертурном числе f/1.0, но камера может быть оборудована объективом с апертурным числом f/2.0.

Например, уровень минимальной освещенности указан для апертурного числа F1.2, а апертурное число объектива поставляемой камеры – F1.8, при котором объектив пропускает менее половины  света по сравнению с объективом, для которого указан уровень минимальной освещенности.

После исправления этой ошибки оказывается, что минимальная освещенность должна составлять не менее 0,225 лк, а не 0,1 лк.

Повышение чувствительности и минимальная освещенность

Повышение чувствительности (Sens-up) – обычно лишь маркетинговый термин, означающий низкую скорость затвора. Чем выше уровень «повышения чувствительности», тем меньше скорость работы затвора, коэффициент «чувствительности» (2x, 8x, 64x и т.д.) это множитель, на который умножается значение выдержки затвора 1/30 с для получения необходимой скорости.

Например, уровень минимальной освещенности отдельно указывается для "повышения чувствительности" (Sens-up) в 256 раз. Такое повышение доводит выдержку до удивительного значения 8,5 с (256/30 с = 8,53) и вызывает сильнейшее размытие движущихся объектов.

Остерегайтесь таких попыток впечатлить низкими значениями минимальной освещенности!

Сравнение цветных и ч/б камер

Для камер, имеющих встроенные фильтры, отсекающие ИК-область спектра, (камер для дневной и ночной съемки) часто указываются два значения минимальной освещенности, одно для цветного, второе для черно-белого режима. Различие в значениях обусловлено лучшими рабочими характеристиками в ч/б режиме благодаря естественному инфракрасному излучению, которое в цветном режиме отсекается фильтром. Заявленные различия зачастую очень существенные: к примеру значения минимальной освещенности для ч/б режима в 10 раз ниже (т.е., теоретически в 10 раз лучше), чем для цветного.

В черно-белом режиме действительно наблюдается улучшение, однако заявления о 10-кратном улучшении обычно преувеличены. Повышение качества изображения, получаемого с камер, и усовершенствованная цифровая обработка сигналов позволяют сблизить качество цветного и черно-белого изображения, это видно на примере следующих изображений, полученных с помощью современной камеры в одинаковых условиях.

ИК-подсветка и уровни минимальной освещенности

Многие современные камеры оборудованы встроенной ИК-подсветкой. Для таких камер обычно указывается нулевое значение минимальной освещенности, т.е. подразумевается, что дополнительный свет не требуется, так как камера имеет собственный встроенный источника света (ИК-подсветку). Это разумное предположение, хотя встроенная ИК-подсветка может иметь различные характеристики.

Будьте осторожны с понятием «ИК-чувствительность»

Некоторые производители пытаются ввести в заблуждение, указывая «0 лк, ИК-чувствительность» в спецификациях своих камер, не оборудованных встроенной ИК-подсветкой. Другими словами это значит: «если вы приобретете и установите свое собственное средство ИК-подсветки, то нашим камерам свет не нужен». Это заведомо так для любой камеры для дневной и ночной съемки (D/N), но вводит в заблуждение, так как требуется источник света.

Практические уровни минимальной освещенности

Из спецификаций более чем 2000 камер получены следующие практические уровни:

  • 0,00X лк и ниже
  • 0,0X лк и ниже
  • 0,X лк и выше

0,00X лк и ниже

Изготовители, указывающие такие уровни минимальной освещенности, активно преувеличивают рабочие характеристики своих камер. В некоторых случаях изготовители применяют хитрость, например, увеличение выдержки затвора, а в других прибегают к простому преувеличению.

Среди невероятных моделей в этой категории можно выделить камеры, которые вызывают сильнейшее размытие движущихся объектов из-за чрезмерно большой выдержки и панорамные видеокамеры с очень высоким апертурным числом объектива (например F2.8).

Другими словами, нужно остерегаться производителей, заявляющих уровни минимальной освещенности ниже 0,01 лк, поскольку действительные характеристики редко соответствуют таким спецификациям.

0,0X лк

Уровень минимального освещения для большинства сверхвысокочувствительных камер указывается в этом диапазоне. В этом диапазоне находятся характеристики камер, обеспечивающих наилучшие характеристики при низкой освещенности. Таким образом, эта категория является наиболее «безопасной» для тех, кто ищет камеры с наилучшими рабочими характеристиками в условиях низкой освещенности.

Это не означает, что на этом уровне изготовители не преувеличивают технические характеристики. Например, для камер Avigilon 3.0W-H3-B2 и Axis Q1604 указан одинаковый уровень минимальной освещенности – 0,02 лк. Однако, по результатам испытаний, характеристики камеры Avigilon намного ниже характеристик Q1604.

0,X лк

Камеры, для которых указаны такие значения минимальной освещенности, как правило, имеют недостаточную чувствительность. В этой категории находится большое число камер предыдущих поколений, рабочие возможности которых при низкой освещенности превзойдены моделями нового поколения. Более того, в эту категорию также попадают многие модели бюджетных камер с фиксированным фокусом / высоким апертурным числом объектива, которые скорее принадлежат к диапазону 1+ лк.

Принимая во внимание эти факторы, если параметры минимальной освещенности очень важны, камеры, для которых указаны такие значения, скорее всего не смогут обеспечить необходимое качество.

1+ лк

Камеры, для которых указывается минимальный уровень освещенности выше 1 лк, не смогут обеспечить приемлемое качество даже в условиях умеренно низкой освещенности. Такие характеристики чаще всего встречаются у бюджетных купольных мини-камер с фиксированным фокусом.

Что делать

В том случае если уровень минимальной освещенности является для вас важным параметром, если вам не нужна ИК-подсветка, если требуется указать минимальный уровень освещенности, рекомендуется следующая формулировка спецификации:

«минимальная освещенность – 0,09 лк при выдержке затвора 1/30 с, повышение чувствительности (sens up) не допускается».

Логическое обоснование: камеры,  для которых указан минимальный уровень освещенности 0,1 лк или выше, почти всегда обеспечивают слабое качество изображения при низком освещении, таким образом, вы сможете отсечь их. Однако если указать более низкий уровень, например, 0,001, значительно увеличивается вероятность отсечения качественных высокочувствительных камер, параметры которых указаны с запасом.

Наконец, не забудьте указать: «при выдержке затвора 1/30 с, повышение чувствительности (sens up) не допускается». Это требуется для того, чтобы исключить уловки изготовителя при указании параметров и размытие изображения.

Кроме того, ознакомьтесь с результатами испытаний,  которые включали стандартное испытание при низкой освещенности, и проведите свое испытание, чтобы проверить качество работы в своих условиях и при своих уровнях освещенности.