Уважаемые читатели Low-voltage Blog! В прошлых статьях (часть 1, часть 2) мы начали обсуждать мифы вокруг систем видеонаблюдения. В третьей части обсудим мифы вокруг сравнения технических характеристик видеокамер и объективов разных производителей. А именно, разберемся с таким параметром, как чувствительность. И рассмотрим особенности ИК-подсветки.
Содержание:
Миф 5 Чувствительность видеокамер можно сравнить по параметру минимальной освещённости сцены (Лк)
Миф 6 Основной параметр ИК-подсветки, по которому можно сравнить камеры (или прожекторы) — максимальная дистанция подсветки
Кому адресован этот блог и почему моему мнению можно доверять.
Мои контакты — пишите по любым интересующим вопросам, в том числе предложения о сотрудничестве.
Внимание! Статья содержит много информации и потребует время на изучение. Для удобства посетителей моего блога планируется создание видео-обзора данной темы на собственном канале youtube. Следите за новостями в блоге!
Для тех, кто не читал первую статью серии:
Почему важно осознать о существовании мифов вокруг систем видеонаблюдения? При заказе данной слаботочной системы окружающие вас проектировщики, подрядчики, снабженцы и производители могут иметь конфликт интересов по отношению к концепции вашей системы. Он может быть связан с различными факторами (например, лоббированием конкретных поставщиков, брендов, технологий). При этом чаще всего вас будут убеждать в правильности своих доводов именно расхожими мифами. И в подтверждение приведут множество материалов в сети интернет (чаще всего маркетингового происхождения, но не обязательно). Бороться с этим давлением можно либо наняв независимого консультанта, либо обратившись в несколько компаний, либо пообщавшись с профильными специалистами на форумах и в социальных сетях. Можете заходить в группы Low-voltage Blog в LinkedIn, Facebook, Вконтакте или Google+ и задавать любые интересующие вас вопросы. Если вам нужна моя непубличная консультация — пишите, постараюсь помочь.
Данная серия статей призвана развеять некоторые из мифов вокруг систем видеонаблюдения. Сделать ваш выбор более осознаным и свободным от внешнего давления и навязывания.
В третьей части рассмотрим мифы, связанные с таким ключевым параметром камеры, как чувствительность.
Миф 5 Чувствительность видеокамер можно сравнить по параметру минимальной освещённости сцены (Лк)
Это заблуждение; оно может быть верным в рамках одного производителя, и то не обязательно. В общем случае сравнивать две камеры ориентируясь только на значение минимальной освещенности сцены некорректно. И сейчас я вам это продемонстрирую.
Изображение с камеры при минимальной освещенности 0,5 Лк
А вот изображение с аналогичной камеры, с той же указанной в рекламном буклете минимальной освещенностью в 0,5 Лк.
При одной и той же минимальной освещенности, но разных F и IRE
Как же так? Неужели рекламный буклет соврал? Вовсе нет, всего лишь не указал при каких именно условиях замерялась минимальная освещенность и какой уровень сигнала при этом производитель счёл приемлемым для вас 🙂 .
Как же корректно сравнить чувствительность двух видеокамер?
Использовать в проектных расчётах значения чувствительности камеры (люкс) можно, только если известны:
- Значения параметров камеры, при которых получается указанное значение:
- диафрагма (F) объектива, т.е. одинаковое раскрытие относительного отверстия объектива;
- время экспозиции, т.е. того времени, за которое матрица камеры будет формировать изображение, накапливая свет;
- коэффициент отражения сцены (сколько света отразится от объектов сцены и, соответственно, попадёт на матрицу)
- Параметры получаемого изображения:
- IRE видеосигнала, т.е. уровня сигнала при данной освещённости
- отношение сигнал/шум изображения при минимальной освещённости (согласно CEA 639 граничным значением при определении минимальной освещённости является отношение сигнал/шум = 17дБ (7 раз по напряжению))
При этом в datasheet производители в лучшем случае указывают при какой диафрагме объектива делались замеры. Так что о полезности сравнения камер по данному признаку можете сделать собственные выводы.
Корректно измерить чувствительность современной IP камеры — задача не из простых. При снижении освещѐнности автоматически запускается шумоподавление, объединяются соседние пиксели, снижается частота кадров, многократно увеличивается экспозиция, исчезает цвет, уровень чѐрного поднимается и шумы тонут в чѐрном вместе с тѐмными деталями изображения. При чѐм отключить эту автоматику невозможно. Если система шумоподавления не может быть отключена, то отношение сигнал/шум перестаѐт быть хорошим критерием качества изображения.
Понятно, что лучше всего перепроверять характеристики камер собственными глазами. Но тут нужно так же быть осторожным. Ушлые маркетологи могут попросить своих инженеров «задрать» время экспозиции, тогда статичная картинка будет выглядеть лучше, чем на самом деле. Так что будьте внимательны!
Миф 6 Основной параметр ИК-подсветки, по которому можно сравнить камеры (или прожекторы) — максимальная дистанция подсветки
Действительно, для многих камер со встроенной ИК-подсветкой единственным указанным параметром может являться максимальная дистанция подсветки. Это неправильно. Разберем такой пример (чуть утрированный, но не сильно).
Углы ИК-подсветки и камеры не совпадают (у ИК меньше)
Итак, камера имеет встроенную ИК-подсветку, но угол излучения ИК-прожектора существенно меньше угла обзоры камеры.
Углы ИК-подсветки и камеры не совпадают (у ИК больше)
Поэтому сам по себе параметр максимальной дальности подсветки мало о чём говорит. Давайте разберемся, что же на самом деле важно знать для корректного сравнения ИК-прожекторов (не важно встроенных в камеру или отдельных устройств).
Итак, нам важны следующие характеристики ИК-прожекторов:
1. Угол излучения (градус)
Уже обсуждаемый выше угол излучения. Он должен в точности совпадать с углом обзора камеры, чтобы сцена была освещена максимально равномерно и вся мощность излучения использовалась для формирования изображения камеры.
2. Осевая сила излучения (ватт/стерадиан)
Крайне важный параметр!
Параметр аналогичен параметру силы света (кандел) для прожекторов видимого света. Это сила ИК излучения по оси излучения.
3. Мощность излучения (ватт)
Параметр аналогичен параметру светового потока (люмен) для прожекторов видимого света.
Мощность излучения (Вт) пересчитывается в осевую силу излучения через угол излучения.
4. Длина волны ИК-излучения (нм)
Чувствительность видеосенсора чёрно-белой видеокамеры к ИК излучениям разной длины волны существенно отличается. Чем ближе длина волны ИК-прожектора к видимому спектру, тем спектральная эффективность ИК излучения выше. Но тем заметнее «на глаз» данная подсветка.
Помимо характеристик, имеющих непосредственное отношение к ИК-прожекторам, следует учитывать ещё некоторые аспекты.
На дальность наблюдения с использованием ИК-подсветки так же влияют:
5. Параметры чувствительности видеокамеры, обсуждаемые выше.
6. Параметры самой наблюдаемой сцены — коэффициент отражения цели наблюдения.
Кроме того, существует ещё ряд вспомогательных параметров, необходимых для корректного расчёта получаемого изображения при моделировании видеонаблюдения с использованием ИК-подсветки (например, в VideoCAD):
1. КПД светодиода (ватт/ватт)
КПД светодиода (ватт/ватт), то есть отношение излучаемой мощности в заданном ИК диапазоне к потребляемой электрической мощности. КПД современных ИК светодиодов составляет 0.06..0.35. Для получения КПД следует разделить полную излучаемую мощность на потребляемую мощность.
Служит для пересчета потребляемой мощности ИК прожестора к мощности излучения.
2. Мощность излучения прожектора (ватт)
Это мощность излучения прожектора в пределах угла излучения (т.е. падающая мощность излучения на единицу поверхности). Мощность излучения прожектора равна сумме мощностей излучения всех светодиодов (если их несколько), умноженной на KПД светильника.
3. Энергетическая освещённость (ватт/м^2)
Параметр аналогичен параметру освещённости (люкс) для прожекторов видимого света.
4. Спектральная эффективность ИК излучения (люмен/ватт)
Коэффициент спектральной эффективности для ИК излучения (люмен/ватт) заданной длины волны и заданного типа видеосенсора равен величине светового потока (люмен) галогенной лампы накаливания с цветовой температурой Tc=3100K имеющего одинаковую эффективность с ИК излучением заданной длины волны мощностью 1 ватт для заданного типа видеосенсора. Через коэффициент спектральной эффективности мощность ИК излучения приводится к фотометрическому эквиваленту (это необходимо, так как чувствительность камер измеряется фотометрической величиной — люкс).
Этот параметр определяет насколько попадает спектр излучения ИК прожектора в спектральную чувствительность камеры.
Коэффициенты спектральной эффективности отличаются для разных типов видеосенсоров.
Цветные камеры практически нечувствительна к инфракрасным осветителям.
ИК-фильтры ослабляют чувствительность в видимой области спектра сильнее, чем в инфракрасной области. В результате видеосенсоры камер день/ночь имеют пониженную чувствительность в видимой области спектра. Но, соответственно, повышенную относительную чувствительность в инфракрасной области.
Матрицы Sony ExView HAD™ отличаются повышенной относительной спектральной чувствительностью в инфракрасной области спектра. Это связано с тем, что эффекты от ослабления цветовыми фильтрами видимой области спектра и от усиления инфракрасной области спектра за счёт технологии Sony ExView HAD™ складываются. Такие видеосенсоры имеют самую высокую относительную чувствительность в инфракрасной области спектра.
На сегодня эта вся информация, которой я хотел с вами поделиться, спасибо за уделенное время!
В статье использованы результаты моделирования в VideoCAD 8.1 Professional (CCTVCAD Software), а так же материалы справочной системы. Хочу поблагодарить Станислава Уточкина за предоставленное на тест программное обеспечение, благодаря которому данная публикация стала возможной.
В статье использовано собственное видео автора, снятое на предоставленную компанией AXIS Communications камеру AXIS M1125. Отдельно хочу поблагодарить Marek Pavlica (Regional Communications Specialist Russia, CIS & Eastern Europe, Axis Communications) и Denis Lyapin Technical, Trainer — Axis Communications за всестороннюю помощь и поддержку, благодаря которой публикация видеоматериала стала возможной.
Уважаемые читатели блога, если Вы заметили в статье неточность, сложность в изложении материала либо некорректность используемых терминов — прошу написать в комментариях либо в личном сообщении, все замечания будут обязательно учтены и по-возможности исправлены все недочёты.
Жду ваших вопросов, комментариев и предложений.
Жмите кнопки социальных сетей, подписывайтесь на email рассылку, добавляйте блог в свою RSS-ленту, вступайте в группы блога в социальных сетях!
Все материалы данного блога принадлежат его автору. Использование без ссылки на данный блог с указанием авторства не допускается!
Похожие статьи
ИМХО, в этот раз ни о чём.
1. Да, по чувствительности сравнить камеры практически невозможно, но к чему нарисованные картинки c подписью «А вот изображение с аналогичной камеры» От какой камеры? Просто рисунок, а нарисовать можно что угодно.
По моему нужно было взять две живые камеры и сравнивать.
2. Пишите «IRE видеосигнала, т.е. уровня сигнала при данной освещённости» а видео от AXIS M1125, где уровень будем смотреть?
По поводу IR картинок, то же самое иллюстрируйте реальными картинками.
По поводу перечисленных параметров, где в спецификации они присутствуют ? Какой практический смысл этих перечислений? Указаная в спецификации дальность и тип Led хоть как-то позволяют оценить подсветку.
Спасибо за ваш комментарий.
Отчасти соглашусь с вашей критикой, но все же:
1. Это не просто картинки, а результат моделирования в VideoCAD, приведенный как иллюстрация. Были бы камеры для сравнения — поступил бы как вы сказали, но где их взять? Чтоб с заявленными одинаковыми характеристиками, но измеренными при столь очевидно разных условиях? Пример взят намеренно немного утрированный для простоты восприятия (чтоб не нужно было прям вглядываться сильно в экранчик своего телефона 🙂 )
Я могу конечно привести конкретные параметры, при которых «картинки» были получены — но смысл? Что кто-то подвергает сомнению то, что сравнить корректно по распространенным тех. характеристикам камеры невозможно? Вот даже Вы этого не отрицаете.
2. Видео от AXIS M1125 иллюстрирует вовсе не IRE видеосигнала, а работу функции «день/ночь». Чтобы наглядно показать, что сравнивать камеры с и без данной функции так же бессмысленно.
3. По поводу IR картинок — опять же я то не против, но пока предоставить на тест камеру мне согласилась только компания AXIS, хотя определенные диалоги были и с другими участниками рынка, все кивают что да-да, но до дела дошли не все.
4. По поводу где в спецификации они присутствуют. Данные параметры, так же как и параметры, относящиеся к чувствительности, надо запрашивать у производителя, чье оборудование покупаете. У них нет этих данных? Ну тогда и имеющиеся «куцые» характеристики нет смысла брать в расчёт. Тогда только живой тест. Посыл был именно в этом.
Я, в свою очередь, запросил у AXIS более полные параметры той камеры, что у меня на тесте сейчас. Наш московский офис запрос мой переправил, сейчас ждём ответа. Далее будет тест и сравнение результатов моделирования в VideoCAD и «живой» картинки с камеры. Но, естественно, только если все необходимые для объективного моделирования параметры будут мною получены. И, если AXIS даст свое согласие, я выложу соответствующий файл параметров камеры, все кто имеют VideoCAD смогут его к себе подгрузить и пользоваться при проектировании.
Uef, помимо Вас получил ещё ряд замечаний по статье. Посыпаю голову пеплом — часть, относящаяся к ИК-подсветки была действительно не совсем корректна. Сейчас подправил статью, если ещё что то «режет» глаз — пишите. Буду исправлять — я же тоже не «гуру», своей задачей я скорее считаю помочь конечным заказчикам сделать выбор более осознанным или (что наверно более реалистично) — обращаться за помощью к профессионалам. Лучше публично, вряд ли Вам публично кто то будет «вешать лапшу на уши» 😀 . Можете, например, писать в группах блога в соц. сетях. Пока вопросов мало — вполне по силам будет помочь и что то подсказать / посоветовать читателям — конечным заказчикам.