ОБЗОР Современный взгляд на видеонаблюдение с икосвещением
СОВРЕМЕННЫЙ ВЗГЛЯД НА ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ С ИК-ОСВЕЩЕНИЕМ Тайпао Чин Основы видеонаблюдения с ИК-освещением В последние годы стали популярны ПЗС-матрицы для цифровых видеокамер с чувствительностью, расширенную в область инфракрасного (ИК) света в диапазоне длин волн 700 нм… 900 нм и, конечно, работают с видимым светом в диапазоне длин волн 400 нм… 700 нм. Обычные ПЗС-матрицы не могут обнаруживать объекты, которые отражают инфракрасный свет (длины волн выше 700 нм) или ультрафиолетовый свет (длины волны ниже 400 нм), поэтому многие объекты в поле зрения оказываются необнаруженными и незамеченными.
Диапазон обнаружения обычных ПЗС-матриц Фирма Sony в 1998 г. успешно начала выпуск ПЗС-матриц «Exview HAD» с высокой чувствительностью в ИК-области, которые подобно «Extra-View CCD» производства Panasonic обрабатывают цветные изображения днем и черно-белые ИК-изображения ночью. 
ПЗС-матрица отображает различную интенсивность инфракрасного света как оттенки шкалы от черного до белого, поэтому объекты, излучающие высокий уровень ИК-радиации, отображаются белыми, а не излучающие ИК-свет — черными. Потери качества изображения при ИК-подсветке Несмотря на способность обнаруживать ИК-свет, инфракрасные ПЗС-матрицы имеют недостатки в качестве изображения, которые могут при некоторых обстоятельствах ввести наблюдателя в заблуждение Растения Почти все растения отражают ИК-свет, так что изображение деревьев, лужаек и другой растительности в поле зрения ПЗС-видеокамеры с ИК-чувствительностью имеет высокую яркость, приводящие к ошибке наблюдателя, принимающего ночные изображения за дневные.
Кроме того, отраженный ИК-свет может поднимать уровень яркости заднего плана до уровня, где действительно ярко, что будет значительно влиять на восприятие изображения. Дефекты кожи Человеческая кожа отражает существенное количество ИК-света, но кровеносные сосуды, волосяной покров, а также ткани и части тела с высокой цветовой плотностью, типа шрамов, сосков (архиважно для охранного видеонаблюдения ночью! Прим. Ю.Г.) поглощают ИК-свет. Черты лица в ИК-свете часто кажутся бледными и имеют сердитое выражение. Косметика Различные косметические изделия и крашенные волосы отражают ИК-свет по-разному, что может путать и нарушать идентификацию при использовании ИК-изображений. Одежда Различия в отражающей способности ИК-света, вызванной различными тканями, их изготовлением и окраской, может создать серьезные искажения в полученных изображениях, препятствуя идентификации объектов и изображений. Помехи Пыль, дождь, туман, дождь и летающие насекомые могут создавать ослепляющую яркость перед видеокамерой, существенно блокируя или мешая наблюдению объектов. Качество и достоверность изображений, получаемых в течение дня ПЗС-видеокамерами с ИК-чувствительностью, можно повысить путем использования сменных инфракрасных отсекающих фильтров. Ослепление солнечным светом Сильный солнечный свет или яркий снег, когда в зоне наблюдения имеется высокий уровень прямого или отраженного ИК-света, может делать изображения пустыми и непригодными для восприятия. Этого можно избежать использованием нейтрально-серого фильтра или соответствующей установкой электронного затвора видеокамеры (с последней рекомендацией едва ли можно согласиться. Прим. Ю.Г.). Невидимые помехи Поскольку ИК-свет свет невидим для невооруженного глаза, трудно предвидеть все ситуации, в которых объекты в поле зрения могут снижать качество полученных изображений. Это могут быть стеклянные окна в высоких зданиях, кафель или краска, заснеженная земля, пустынная поверхность, поверхности озер или рек… Различная фокусировка Фокусные расстояния для ИК-света и видимого света несколько различаются, так что некоторые части изображений, полученных в инфракрасном и видимом свете, могут оказаться расфокусированными, что может компрометировать качество всего изображения. Проблемы, связанные с потерей качества изображения Инфракрасные камеры в основном используются в условиях низкой освещенности, где они имеют явное преимущество по сравнению с обычными камерами, несмотря на то, что изображения, полученные инфракрасными камерами и обычными камерами днем и ночью (например, в кинотеатре, холле гостиницы, лифте, подвале) по существу имеют одинаковое качество. В технических решениях следует учитывать недостатки инфракрасных камер.
Обычные системы видеонаблюдения Дешевые и простые ПЗС- или CMOS-видеокамеры могут использоваться для получения изображений в дневное время, а в ночное время только при достаточном освещении.
Пользователи могут использовать цветные или черно-белые камеры в зависимости от их потребностей. Черно-белые ПЗС видеокамеры с ИК-чувствительностью могут использоваться в CCTV системах, работающих в дневное время или ночью при недостаточном освещении.
Дополнительное освещение может использоваться в зависимости от ситуации.
Этот вид задач обычно не требует дорогих ПЗС-камер «День/Ночь». Для задач получения изображений днем и ночью, когда пользователь может создать необходимое ночное освещение или выбрать подходящее расположение видеокамер, достаточно использовать простые и недорогие ПЗС- или СMOS-камеры. Пользователи могут устанавливать цветные или черно-белые видеокамеры в зависимости от их потребностей.
Если изменения освещенности весьма существенны, и объектив видеокамеры должен значительно изменять фокусное расстояние (например, для контроля посетителей, входящих и выходящих из кинотеатра или банка), то в этом случае может использоваться видеокамера с большим динамическим диапазоном или две отдельные камеры.
Система видеонаблюдения «День/Ночь» (цветная/черно-белая) В идеале, система видеонаблюдения должна обеспечивать приемлемые изображения независимо от того, получены они днем или ночью. Это означает, что изображения, полученные ночью (при соответствующем освещении) должны иметь то же качество и соответствовать стандарту, что и изображения, полученные в течение дня. Пользователи могут выбирать между камерами «День/Ночь» (которые создают цветные изображения в течение дня и черно-белые изображения ночью) и простыми черно-белыми камерами с ИК-чувствительностью.
Системы видеонаблюдения с подсветкой В последние годы рынок ПЗС-камер с ИК-чувствительностью вырос благодаря осознанию проблем окружающей среды и потребности уменьшить использование наружного освещения, чтобы экономить энергию и уменьшать влияние на окружающую среду.
При использовании ПЗС-камер с ИК-чувствительностью можно непреднамеренно получать интимные изображения и угрожать частной жизни живущих поблизости людей.
Хотя ПЗС-камеры устанавливаются для получения изображений того, как осуществляется нелегальная деятельность, сначала желательно получить разрешение суда на использование таких ПЗС-камер. Производители CCTV-оборудования во всем мире разрабатывают различные функции видеонаблюдения для обеспечения безопасности ночью, одновременно принимая во внимание частную жизнь индивидуумов, особенно ночью.
Более 80% времени работы освещение служит в качестве препятствия преступным намерениям.
Нет необходимости всю ночь освещать каждый угол вблизи зоны наблюдения, а круглосуточный мониторинг вообще редко требуется, за исключением поля сражения, границы территории, морской границы и военных объектов. Пользователь сначала должен определить уровень безопасности различных зон, а потом выяснить, необходимо ли круглосуточное видеонаблюдение.
Освещение должно заказываться с учетом различных условий окружающей среды и ландшафта, чтобы максимально повысить эффективность используемых систем освещения, делая их менее бросающимися в глаза и более привлекательными.
Системы подсветки, предназначенные только для здания или сооружения, не должны создавать излишнего освещения, которое могло бы тревожить местных жителей или создавать световое загрязнение.
Системы освещения с фотодатчиками или тепловыми датчиками могут быть настроены на автоматическое включение при падении освещенности ниже установленного порогового значения или в случае приближения кого-то к зоне наблюдения Первым этапом в создании системы освещения должна быть установка осветителей с тепловыми или фотодатчиками в контролируемых проходах и в зонах с низкой освещенностью. Поскольку уровень освещенности обратно пропорционален квадрату расстояния, то сокращение расстояние между осветителями и объектами наблюдения на 50% приводит к экономии электроэнергии на 400% и уменьшению светового загрязнения на 25%. Точно так же, система освещения мощностью 2000 Вт, которая позволяет видеокамерам получать четкие изображения объектов на расстоянии 100 метров, может быть заменена системой освещения 10 Вт на расстоянии 10 метров при том же качестве изображения.
Перевод: Ю.М.Гедзберг