Статьи

К списку статей

Секреты высокой чувствительности ТВ-камер

Начало статьи

Совершенно понятно, что при этом пространственно-временные характеристики видеокамеры будут ухудшены. Прежде всего, снизится разрешающая способность камеры и появится смаз изображений подвижных объектов. Об этом надо помнить всегда, ибо в охранных ТВ системах именно пространственно-временные характеристики видеокамеры определяют возможности оператора качественно выполнять функции обнаружения, опознавания и идентификации. И ещё, процесс пространственно-временного суммирования зарядов в ПЗС сенсоре эффективен только при принятии технических мер по снижению собственных шумов сенсора, например при охлаждении кристалла ПЗС сенсора с помощью термоэлектрического холодильника на эффекте Пельтье. А это уже и дорогостоящая и технически сложновыполнимая задача и вряд ли она реализована в видеокамере, рекламируемой компанией "АРМО-Групп". Вообще в рекламе написать можно всё что угодно: чистую правду, частичную правду, враньё, похожее на правду и откровенное враньё. Однако когда Вам на практике демонстрируют высокую чувствительность видеокамеры, а Вы понимаете, "что этого не может быть потому, что не может быть никогда", то необходимо понять, в чём ошибка эксперимента. Приведу наглядный пример. Известно, что измерение низких уровней освещённостей (менее 1 люкса) задача не очень простая. Современные люксметры, выполненные на основе селенового элемента с коэффициентом преобразования 1милливольт на 100 люкс, в лучшем случае позволяют регистрировать минимальную освещённость 1 люкс. И тогда экспериментаторы снижение уровня освещённости на ПЗС сенсоре видеокамеры моделируют с помощью нейтральных фильтров. Эксперимент строится следующим образом. Перед видеокамерой ставится тестовая телевизионная таблица, например ТИТ 0249. Освещается она лампой накаливания, то есть источником типа "А", и на таблице люксметром регистрируется освещённость, допустим 10 люкс. Вписанное в формат ПЗС сенсора видеокамеры изображение таблицы демонстрируется на мониторе, и визуально фиксируются все качественные показатели видеокамеры. Далее, последовательно закрывают объектив видеокамеры нейтральными фильтрами с коэффициентами пропускания 0,1; 0,01 и 0,001 (два вместе), при этом оценивается качество изображения в предположении, считая, что освещенность таблицы будет соответственно равна 1 люкс, 0,1 люкс, 0,01 люкс. В соответствии с расчётами, приведенными выше (в таблице 2) мы понимаем, что на освещённости 0,01 люкса мы на мониторе должны видеть одни шумы. Однако видеокамера показывает сносное изображение таблицы. В чём дело? В 2000 году мне рассказали о такой демонстрации чувствительности видеокамеры, изготовленной на базе ПЗС сенсора фирмы "Sony" ICX055AL. Проанализировав спектральные характеристики чувствительности люксметра и сенсора ICX055AL, а также спектральные плотности излучения источников освещения я убедился в том, что энергетические соотношения для ПЗС и люксметра будут расходиться в 5 - 6 раз (Рис. 2). тестовая телевизионная таблица
То есть, результат свёртки спектральных характеристик источника "А" (2850°К), имеющего максимум излучения, согласно формуле Вина, λ max = 2896 / Т °К=1мкм, и люксметра (спектральная характеристика строго - кривая видности глаза) будет в 5 раз меньше результата интегрирования характеристик источника "А" и ПЗС сенсора ICX055AL. Это происходит вследствие расширенной спектральной чувствительности ПЗС сенсора и линейного роста с увеличением λ от значения 0,05 (на λ = 0,4 мкм) до 1,0 (на λ = 1 мкм) по нормированной спектральной характеристики энергетической отдачи источника типа "А". Однако меня уверили в том, что видеокамера, на самом деле, имеет более чем в 5 раз высокую чувствительность. Тогда я обратил внимание на спектральные характеристики нейтральных фильтров, и всё встало на место [7]. На рисунке 3 представлены спектральные характеристики нейтральных фильтров NC2, NC3 и TC10, толщиной 4 мм (ГОСТ 9411-91 "Стекло оптическое цветное").
секреты высокой чувствительности видеокамер
Фильтры предназначены для работы в видимой области спектра и совершенно чётко ослабляют световой поток в соответствии с предписанным номиналом: NC2 - в 10 раз; NC3 и TC10 - в 100 раз. В других же, УФ и ближней ИК областях спектра, коэффициенты пропускания не нормируются, и их величины ведут себя совершенно произвольно. Так, на длине волны 0,7 мкм, где ПЗС сенсор имеет максимальную чувствительность (см. рис.1), коэффициент пропускания равен 0,5 для NC2, то есть световой поток ослабляется фильтром вместо 10 раз всего в 2 раза. А для NC3 коэффициент пропускания равен 0,3 и световой поток ослабляется в 3,3 раза. То есть при сложении фильтров, ожидаемое ослабление светового потока в 1000 раз происходит только в спектре кривой видности глаза, вне этого диапазона ослабление светового потока существенно меньше, так на волне λ = 0,7 мкм ослабление составляет всего 6 -7 раз. В последствии выяснилось, что экспериментаторы сами не подозревали о существовании ошибки в эксперименте и невольно вводили в заблуждение себя и публику, которой демонстрировалась высокая чувствительность телевизионной камеры. Таким образом, секреты высокой чувствительности видеокамер практически всегда связаны или с недобросовестной рекламой или с экспериментальными ошибками. И я надеюсь, что материалы статьи помогут Вам разобраться в ситуации, когда Вас будут пытаться очаровать рекордными значениями чувствительности.
Литература
CCTV Today, September/October 2002, " Product testing - Cameras ", pp. 30-34.
Самойлов В.Ф., Хромой Б.П. " Телевидение ", Издательство "Связь" 1975.
Неизвестный С.И., Никулин О.Ю. " Приборы с зарядовой связью - основа современной телевизионной техники. Основные характеристики ПЗС ", "Специальная техника", № 5, 1999.
Janesick J., Klaasen K. and Elliott T. " CCD charge collection efficiency and the photon transfer technique " in Solid State Imaging Arrays, K. N. Prettyjohns and E. L. Dtrtniak, eds., Proc. SPIE 570, 7-19 (1985).
Ткаченко А.П., Кириллов В.И., " Техника телевизионных измерений ", изд-во "Вышэйшая школа", Минск, 1976, с. 46.
" Полупроводниковые формирователи сигналов изображения ". Под ред. П. Йесперса Изд-во "Мир", М.,1979, с. 337-373.
Хеймен Р. " Светофильтры ". М.: Мир, 1988.
Н. Уваров, ЗАО "Компания Безопасность", www.bezopasnost.ru
Журнал "Алгоритм безопасности", №6, 2002

Видеонаблюдение

Внешний вид AN5-21B3.6I Внешний вид AN5-21B3.6I
Уличная аналоговая видеокамера
- 1/3" Pixel plus 1099 - 800 ТВЛ - 3,6 мм - ИК- 20 м
1 890

Производитель Axycam
Внешний вид AD4-P37B3.6I-MG Внешний вид AD4-P37B3.6I-MG
  • - 1/4" 1Мр H42
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 3.6mm
  • - подсветка - 20м
Доступно: 21 шт.
1 250

Производитель Axycam
Внешний вид AN4-37B3.6I-MG white Внешний вид AN4-37B3.6I-MG white
  • - 1/4" 1Мр H42
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 3.6mm
  • - подсветка - 20м
Доступно: 136 шт.
1 350

Производитель Axycam
Внешний вид AD-P31B3.6I-AHD Внешний вид AD-P31B3.6I-AHD
  • - 1/4" 1Мр Omnivision
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 3.6mm
  • - подсветка - 20м
1 197

Производитель Axycam
Внешний вид AD-P31B2.8I-AHD Внешний вид AD-P31B2.8I-AHD
  • - 1/4" 1Мр Omnivision
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 2.8mm
  • - подсветка - 20м
1 323

Производитель Axycam
Внешний вид AN5-31B3.6I-AHD white/dark grey Внешний вид AN5-31B3.6I-AHD white/dark grey
  • - 1/4" 1Мр Omnivision
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 3.6mm
  • - подсветка - 20м
2 331

Производитель Axycam
Внешний вид AD-31B3.6I-AHD Внешний вид AD-31B3.6I-AHD
  • - 1/4" 1Мр Omnivision
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 3.6mm
  • - подсветка - 25м
1 953

Производитель Axycam
Внешний вид AD7-31V12I-AHD Внешний вид AD7-31V12I-AHD
  • - 1/4" 1Мр Omnivision
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 2.8-12mm
  • - подсветка - 25м
3 213

Производитель Axycam
Внешний вид AN4-37V12I-MG Внешний вид AN4-37V12I-MG
  • - 1/4" 1Мр H42
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 2.8-12mm
  • - подсветка - 40м
3 823

Производитель Axycam
Внешний вид AN4-33V12I-AHD Внешний вид AN4-33V12I-AHD
  • - 1/4" 1.3Мр Aptina
  • - 960p ( 30 к/с)
  • - 2.8-12mm
  • - подсветка - 40м
4 117

Производитель Axycam
Найдено товаров: 1740
1 2 3 4 5

Возврат к списку

Создание проекта системы видеонаблюдения всего за несколько минут;
Все РЕАЛЬНО: в т.ч. сектора наблюдения, параметры кабельных трасс;
Загрузка готовых планов и их масштабирование;
Спецификация обрудования и смета создается автоматически;
Дружелюбный интерфейс;
Индивидуальные настройки программы и оборудования.
Техподдержка встроена непосредственно в программу.
Регистрация занимает одну минуту.

ОТ ЗАПРОСА ДО ОФОРМЛЕННОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ - 15 МИНУТ