цветовая чувствительность камеры что это
Что такое чувствительность, диафрагма, выдержка
Содержание
Содержание
Обилие параметров, которые фотограф контролирует во время съемки, для новичка выглядит весьма угрожающе. В действительности все не так страшно. Научиться настраивать камеру может каждый. Только не стоит браться за все сразу: осваивать техники проще поэтапно. В первую очередь познакомимся с тремя китами экспозиции — диафрагмой, выдержкой и светочувствительностью.
Понятие «экспозиция» характеризует количество света, попавшее на светочувствительный материал (матрицу или пленку) в течение определенного времени. Проще говоря, настройки экспозиции определяют общую яркость снимка. Слишком темное фото называют «недоэкспонированным», пересвеченное — «переэкспонированным».
Работа с экспозицией осуществляется путем изменения трех параметров: диафрагмы, выдержки и светочувствительности. У каждого из них есть нюансы. В рамках материала познакомимся с ними подробно.
Выдержка
Параметр определяет время, в течение которого свет попадает на матрицу. Чем шире диапазон выдержки, тем более гибкие условия доступны при работе. В современных моделях камер он варьируется от 1/16 000 секунды до 30 секунд.
Значение 1/5 говорит о том, что матрица будет открыта в течении одной пятой секунды. Если выставлено короткое значение, например, 1/8000 сек, то за это мизерное время на матрицу не успеет попасть много света.
Обычно работают с выдержками меньше 1 секунды. Поэтому для более рационального использования места на шкале значений современных камер часто не пишут «1/». И, напротив, когда выдержка начинает приближаться к одной секунде, появляется значок «”».
Технически выдержка выглядит так: мы позволяем свету дольше воздействовать на светочувствительный элемент. За время, пока открыт затвор, матрица зарегистрирует абсолютно весь свет, попавший на ее поверхность. Любые движения в кадре смажутся или будут сопровождаться шлейфами. В некоторых сюжетах это является ключевым приемом, но гораздо чаще вредит.
На длинных выдержках испортить фото может и тряска рук фотографа. Следует помнить правило: максимальное значение выдержки равно единице, разделенной на фокусное расстояние объектива.
Например, если съемка ведется на 90-миллиметровый объектив, то безопасный диапазон выдержек начинается с 1/90. Но это не убережет снимок от сильной тряски. При спуске затвора необходимо находиться в максимально неподвижном состоянии или использовать штатив.
Для компенсации тряски рук и предотвращения смазанных кадров производители внедряют стабилизаторы в камеры и объективы. С каждым поколением их эффективность увеличивается. Современные системы стабилизации способны компенсировать свыше 5 стопов экспозиции (вместо 1/90 выдержки из примера можно было бы использовать 1/3). Это действительно впечатляющий результат. В некоторых случаях сделать резкий снимок получается с выдержкой около секунды.
Диафрагма
Диафрагмой называется отверстие внутри объектива, через которое свет попадает на матрицу. Несмотря на то, что встречаются модели с фиксированным значением (например Samyang 300mm F6.3 ED UMC CS Reflex Mirror Lens), в абсолютном большинстве объективов параметр можно изменить.
Максимально открытая диафрагма обычно включается в название модели. Для зум-объективов можно встретить два значения, написанные через тире. Например, Sigma AF 17-70mm F2.8-4 DC Macro OS HSM. Это означает, что максимально открытая диафрагма меняется с 2.8 до 4 от ближнего конца (17 мм) к дальнему (70 мм) во время зуммирования.
Значения диафрагмы имеют вид f/1.8 или F1.8. Это число — результат деления фокусного расстояния объектива на диаметр установленного отверстия диафрагмы. Например, при использовании объектива 50 мм с диафрагмой F1.8, фактический диаметр отверстия составит 50 ÷ 1,8 = 27,8 мм. Именно поэтому максимально открытая диафрагма достигается при минимальном числовом значении.
Влияние настроек диафрагмы на снимок понятно: чем шире отверстие, через которое проходит свет, тем больше его пройдет за одинаковое время (выдержку). Из-за этого объективы с диафрагмой от 1.2 до 2 называют «светосильными».
Но это не единственное влияние диафрагмы на снимок. Регулируя значения параметра, можно изменять глубину резко изображаемого пространства (ГРИП) и интенсивность размытия.
Чем сильнее открыта диафрагма, тем меньше глубина резкости и сильнее размыт фон. Такой прием часто используется для получения художественных снимков. При этом диафрагма выставляется в максимально открытое положение.
Светочувствительность
Параметр пришел в цифровую эру из пленочной фотографии. Но суть его изменилась. Раньше под светочувствительностью понимали характеристику пленки. А сейчас это величина, которая отражает не столько чувствительность матрицы, сколько степень усиления ее электрических сигналов и их последующую цифровую обработку.
Светочувствительность измеряется в ISO. Это стандартизированная единица, введенная одноименной организацией. В цифровых фотоаппаратах выражается в единицах, эквивалентных светочувствительности пленки. Это позволило получить сопоставимость методов замера экспозиции.
В цифровых камерах значения светочувствительности находятся в пределах от 100 до 32000 ISO с возможностью расширения от 50 до 102 400 и более в некоторых моделях. Зависимость между светочувствительностью и экспозицией прямая: чем больше значение ISO, тем светлее полученный снимок.
Стоит помнить, что изменение светочувствительности происходит за счет комплексной работы многих систем. К ним относится матрица, предусилитель сигнала, алгоритмы работы центрального процессора. Работа с высокими значениями ISO происходит за счет допустимого увеличения напряжения в системе. Результатом становится появление шума, деградация цветов, и потеря контуров на изображении.
Чтобы снизить негативное влияние, центральный процессор применяет алгоритмы шумоподавления, цветовой корректировки и повышения детализации снимка. Зачастую это только усугубляет ситуацию. Но стоит отметить, что производительность ЦП цифровых камер ежегодно возрастает, одновременно с этим внедряются более сложные алгоритмы обработки сигнала.
Практический результат в этом направлении весьма ощутим. В начале 2010-х далеко не для всех камер оказывался рабочим рубеж в 3200 iso. В настоящее время некоторые модели позволяют получить приличный снимок на 12800 iso.
«Стоп» экспозиции
Настройка выдержки и диафрагмы — основные инструменты работы с экспозицией, на которые можно влиять путем изменения светочувствительности. Так как все показатели имеют разные единицы измерения, был введен универсальный способ для сравнения — изменение экспозиции на «стоп».
«Стоп» (ступень) экспозиции — изменение настроек камеры, при которых количество света, попадающего на матрицу, увеличивается или уменьшается в два раза.
Например:
Ступенями экспозиции удобно пользоваться при работе с камерой в ручном режиме, когда фотограф имеет полный контроль над настройками. Снимая спортивные соревнования, приходится часто переключаться между короткой и длинной выдержкой. Чтобы не ошибиться в настройках экспозиции, необходимо корректировать параметры так, чтобы экспозиция в целом оставалась неизменной.
Например, снимая выход спортсменов на площадку с выдержкой 1/200 сек и светочувствительностью 1400 iso, при начале игры следует укоротить выдержку на пару «стопов» (с 1/200 до 1/800) и усилить светочувствительность на те же два «стопа» (с 1400 до 3600), иначе фотография получится слишком темной.
Итак, экспозиция снимка настраивается комбинацией трех параметров: выдержка, диафрагма и светочувствительность. При работе необходимо постоянно держать в голове, как изменение настроек отразится на фотографии и какой запас по светочувствительности остался до того момента, как снимок окажется окончательно испорченным высоким уровнем шума.
Цветовая чувствительность камеры что это
Какая чувствительность нужна камере видеонаблюдения?
Чувствительность и динамический диапазон
Чувствительность камеры это минимальная освещённость объекта наблюдения выраженная в люксах, позволяющая получать результирующее изображение с допустимым уровнем шумов. Чем данный параметр ниже – тем лучше камера «видит» в ночное время при прочих равных условиях.
Совет> Подбирать чувствительность камеры следует в зависимости от того, в каких условиях освещения она будет работать. Если это круглосуточно освещаемый объект, то нет необходимости в камере с чувствительностью 0,001 Лк – ведь она раскроет свой потенциал только в условиях почти полной темноты. Лучше потратиться на камеры с повышенным разрешением.
Примером видеокамер с высокой чувствительностью могут служить камеры серии ColorVu от Hikvision. Производитель заявляет чувствительность данных видеокамер равную 0,0005 Лк.
Чем выше динамический диапазон камеры, тем в большем диапазоне освещения камера может работать и правильно передавать яркость объекта и полутени. Другими словами, камера с низким динамическим диапазоном часто передаёт светло-серый цвет как белый, а тёмно-серый как чёрный.
Камеры с повышенным динамическим диапазоном в 120 – 140 dB не только хорошо передают оттенки серого (например детали объектов находящихся в тени) и яркие объекты (такие как облака на фоне яркого неба), но также меньше боятся встречной засветки по сравнению с камерами у которых данный показатель менее 120 dB.
Технологии для ночной съёмки
Один из способов улучшить съёмку в ночное время используется в камерах ColorVu Hikvision и Full Color Dahua. Это применение улучшенных объективов с апертурой 1.0 в комплексе с высокочувствительными сенсорами и LED подсветкой видимым белым светом.
Оценка чувствительности видеокамер: «маленькие хитрости» производителей
Николай Чура
Технический консультант компании «Фирма «Видеоскан»
Особенно сложной стало достижение высокой чувствительности видеокамеры с минимизацией форматов матриц (сенсоров) при одновременном росте разрешения изображения (числа пикселей). Тотальный переход с технологии CCD на более эффективную и экономичную CMOS только усугубил эти проблемы.
Типовое нормирование чувствительности видеокамер
Традиционно чувствительность камер наблюдения нормируется величиной освещенности на матрице или на объекте для получения определенного уровня видеосигнала. Обычно это 50 или 30 IRE (50 или 30%) от номинального уровня 100 IRE, эквивалентного 0,7 В при стандартном значении синхроимпульсов 0,3 В. При этом предполагается, что черные и белые полосы измерительной таблицы имеют коэффициенты отражения не более 0,1 и не менее 0,9 соответственно. При нормировании чувствительности на объекте необходимо указать относительное отверстие или F-число используемого объектива. Обычно величины чувствительности для матрицы и объекта различаются почти на порядок.
В мировой практике более популярной является характеристика минимальной освещенности, при которой камера обеспечивает заданное качество изображения или то, о чем упоминалось выше. В первом приближении эту характеристику можно считать эквивалентной чувствительности, которая была более популярна в российской индустрии видеонаблюдения, особенно в первые 10–15 лет ее развития.
Источник освещения и ИК-коррекция
Самое главное – чувствительность оценивалась при освещении объекта лампами накаливания с цветовой температурой 3200 К и обязательным использованием на матрице или объективе срезающего ИК-фильтра. Для традиционного телевидения это называлось ИК-коррекцией и обеспечивало высокую четкость типовой оптики и стандартную цветопередачу цветного изображения.
Можно обратить внимание на то, что термин «ИК-коррекция» в последнее десятилетие поменял свое значение на противоположное. Теперь он означает именно расширение спектрального диапазона чувствительности в ИК-область освещения как для камеры, так и для оптики.
Для аналоговых камер оценить чувствительность достаточно просто, имея типовой осциллограф с полосой 5–10 МГц и кустарную таблицу с вертикальными полосами, выполненными черной тушью на ватмане.
С переходом на цифровые системы IP, HD-SDI и EX-SDI понятие уровня сигнала как критерия яркости и контраста изображения потеряло смысл. Теперь эти параметры можно оценить только с помощью специального оборудования. Оценка же изображения визуально по монитору на видеовыходе системы чревата ошибками из-за влияния амплитудной характеристики тракта и субъективности оценки контраста таблицы, даже при использовании фотометрических устройств для оценки яркости фрагментов изображения.
Современные проблемы с представлением чувствительности
Со временем важнейшие условия оценки и нормирования чувствительности стали игнорироваться. Например, не всегда указывается уровень получаемого сигнала при 90% модуляции и F-число объектива. Достаточно часто дается чувствительность камеры при включенной автоматической регулировке усиления (АРУ) при одновременном отсутствии данных о ее максимальной глубине.
Широко известные и популярные в свое время камеры Vatec также нормировались по чувствительности с включенной АРУ. Однако каждому значению переключаемой максимальной АРУ давался свой конкретный показатель чувствительности.
Зачастую в современных камерах по умолчанию используется небольшое накопление по времени (DSS x 2–4), к тому же не всегда отключаемое. И это, к сожалению, подчас не находит отражение в технических характеристиках. Многие владельцы смартфонов хорошо знакомы с эффектом накопления, когда при недостаточном освещении изображение от камеры смазывается как при движении объекта, так и при смещении самого гаджета.
Эти «маленькие хитрости» позволяют увеличивать заявляемое значение чувствительности или минимальной рабочей освещенности видеокамеры. Разумеется, в данном процессе самым мощным средством является стремление менеджмента представить свой товар лучше прочих. И здесь пределов практически нет. Мы уже добрались до десятитысячных и стотысячных долей люкса.
Объективные причины завышения чувствительности
Еще в конце 1990-х гг. ряд российских специалистов (еще советской школы и опыта ВПК) во многих публикациях убедительно показали, что даже при заявленной чувствительности порядка 0,01 лк на типовой тогда пиксель от 70 кв. мкм (1/2″) до 40 кв. мкм (1/3″) могло приходиться не более нескольких фотонов. А ведь уже в то время квантовая эффективность фотоприемников была практически максимально возможной. Площадь же пикселей с ростом разрешения и уменьшением форматов только сокращалась и сейчас редко превышает 9 или даже 2 кв. мкм. Конечно, оптимизация конструкции матрицы (HAD, Super HAD и Exview HAD в CCD и Exmor, BSI или STARVIS в CMOS) несколько увеличила эффективность преобразования света в электрический сигнал. Но здесь речь может идти о разах, а не о порядках. Это подтверждают величины удельных чувствительностей матриц для разных технологий, полученные расчетным путем из данных производителей сенсоров и представленные в таблице.
Основной фактор увеличения чувствительности сенсоров и телекамер
Современный выигрыш в чувствительности мы должны отнести в основном за счет расширения спектрального диапазона в область ИК-излучения. И здесь нет смысла говорить о видимом свете и освещенности в люксах. При этом мы использовали несколько противоречивое сочетание «видимый свет», поскольку свет может быть только видимым.
Более того, все светотехнические единицы жестко привязаны к реакции человеческого глаза, а значит и к его спектральной характеристике чувствительности или кривой видности глаза. Соответственно, измеритель освещенности должен иметь (и, как правило, имеет) близкую глазу спектральную характеристику.
На заре развития телевидения аналоговые люксметры редко имели нижний диапазон измерения освещенности менее нескольких люксов, в результате и чувствительность не превышала десятых долей люкса. Изготавливались подобные люксметры на основе селеновых фотоэлементов. Спектральная характеристика их чувствительности в целом была подобна кривой видности глаза и если и требовала коррекции, то лишь в области ближнего ультрафиолета. Это видно на рис. 1. Применялись подобные приборы в основном для оценки освещенности на рабочих местах или на телевидении и в кинематографе, где требуемые освещенности достаточно велики.
Прямая оценка чувствительности типовым методом
При прямой оценке чувствительности все более усовершенствованных видеокамер применялись нейтральные стеклянные светофильтры серии НС, чтобы снизить освещенность матрицы до требуемых предельных значений. Однако указанные светофильтры нормированы по пропусканию света исключительно в видимом диапазоне. Это наглядно видно по типовым характеристикам пропускания этих фильтров, приведенных на рис 2.
Нас интересует прежде всего ближняя ИК-область до 1000 нм практической границы чувствительности телекамер. На графиках наглядно показано, что поглощение фильтров для излучения более 700 нм существенно уменьшается. (Как, впрочем, и в ближнем ультрафиолетовом диапазоне выше 400 нм.) Именно этот эффект, по мнению уже упомянутых специалистов, был причиной совершенно нереального завышения чувствительности или минимальной освещенности для камер наблюдения. Другими словами, чувствительность в люксах на самом деле соответствует комплексной чувствительности в люксах (видимый диапазон) и в ваттах на единицу площади для ближнего ИК-диапазона.
Изображение от ИК или видимого света: какая разница?
Потребителю, строго говоря, неважно, каким излучением (видимым или ИК) строится изображение, особенно если это изображение черно-белое. А в современных камерах при недостаточной освещенности оно почти всегда черно-белое благодаря режиму «день/ночь». Естественно, предполагается, что это режим с подвижным срезающим ИК-фильтром (ICR или IRC). К счастью, из-за существенного упрощения и удешевления подобных устройств такой режим применяется почти повсеместно, за исключением разве что совсем миниатюрных камер.
Однако при использовании камер с чувствительностью в ближнем ИК-диапазоне подразумевается, что данное излучение присутствует. При ИК-подсветке, отдельной или встроенной, это обеспечивает большую дальность наблюдения.
Кстати, в технических характеристиках видеокамер можно встретить нулевую чувствительность или минимальную освещенность. Если в первом случае это полный абсурд, поскольку чувствительность является внутренним параметром камеры, которым она обладает и с закрытой крышкой объектива, то во втором это говорит о наличии собственной подсветки, для которой всегда должна указываться дальность наблюдения.
Всегда ли помогает ИК-чувствительность?
При естественных условиях наличие ИК-чувствительности проявляется несколько иначе в связи с недостаточной интенсивностью природного фонового ИК-излучения. Реальным единственным источником света в ночных условиях можно считать только Луну с отраженным солнечным светом.
При этом освещенность варьируется в зависимости от фазы Луны, географического места и погодных условий. Изменения максимальной освещенности от фазы Луны представлены на рис. 3, а спектральный состав – на рис. 4. Примечательно, что в основном это излучение является видимым.
В городах, а теперь и в небольших населенных пунктах можно рассчитывать на рассеянное уличное освещение. Однако в настоящее время произошло существенное изменение типов осветителей. Практически перестали применяться тепловые источники (лампы накаливания и галогенные осветители), которые одновременно являлись мощными источниками ИК-излучения. Повсеместно стали использоваться газоразрядные осветители (ртутные, натриевые, металлогалогеновые и ксеноновые лампы). Все более широко устанавливаются светодиодные осветители и прожекторы, а все эти устройства почти полностью лишены ИК-составляющей в излучении. Поэтому ИК-чувствительность в видеокамере не будет использована. Для справки на рис. 5 приведены примерные спектры вышеупомянутых осветителей.
К сожалению, чувствительность видеокамеры наблюдения в ИК-области, если она не имеет встроенную ИК-подсветку, совершенно неизвестна пользователю и упоминается в характеристиках на уровне «есть/нет».
Как при прямых измерениях можно сильно ошибиться
Многие современные производители, приводя величины чувствительности или минимальной освещенности, исходят из прямых экспериментальных измерений освещенности. Они производятся чувствительным цифровым люксметром, поэтому проблемы с неравномерным пропусканием фильтров уже не могут влиять на результаты. Но остается все тот же источник освещения – лампа накаливания. Причем для регулировки освещенности используется типовой диммер, изменяющий средний ток накала ламп. Инфракрасная составляющая, естественно, весьма высока. В конечном итоге типовая лампочка отдает в видимый свет лишь 4%, а спектральный максимум излучения лежит в диапазоне от 943 нм для типовых ламп накаливания с температурой 2800 °С до 885 нм для галогеновых ламп. Понятно, что все эти осветители являются «позавчерашним днем». Однако чувствительность сенсоров до сих пор указывается для тепловых источников света с температурой 3200 К. По всей видимости, это удобнее, учитывая большую любовь производителей сенсоров и камер к инфракрасному диапазону, когда он описывается люксами.
Для примера на рис. 6 приведено изображение стоп-кадра, полученного на испытаниях видеокамеры известного южнокорейского бренда. Внизу монитора расположен цифровой люксметр, датчик которого размещен рядом с телевизионной таблицей, видной на экране монитора. Таблица установлена в темной комнате и освещается регулируемыми с помощью диммера лампами накаливания. Этот видеоматериал должен был доказать реальность полученной чувствительности в тысячные доли люкса.
Для сравнения на рис. 7 показаны изображения от подобной видеокамеры (CMOS FullHD), размещенной в темной камере. Освещение обеспечивается регулируемым светодиодным осветителем, совершенно лишенным ИК-составляющей. Видеокамера, как и в предыдущем опыте, работает с включенной АРУ. Первое изображение сделано при освещенности 4,6 лк, второе – при 0,4 лк. Очевидно, что освещенность в десятые доли «реального» люкса явно недостаточна для получения удовлетворительного изображения.
В следующей статье мы рассмотрим, как были получены эти результаты и какие парадоксы могут нас ожидать при переходе с формата SD на HD и FullHD.
Опубликовано: Журнал «Системы безопасности» #5, 2018
Как уже отмечалось в первой части статьи, мы практически повсеместно наблюдаем совершенно нереальные значения заявленной чувствительности или минимальной рабочей освещенности для камер видеонаблюдения. Это обусловлено наличием у видеокамер наблюдения чувствительности в ближнем инфракрасном диапазоне и использованием для тестирования тепловых источников освещения (ламп накаливания). Причем такое положение вещей справедливо как для старой методики с малочувствительными люксметрами и нейтральными фильтрами, так и для современных прямых измерений с использованием высокочувствительных люксметров.
Поставщики и продавцы вносят свою лепту в улучшение «бумажных» параметров видеокамер. Неотключаемая АРУ, ИК-чувствительность в цветном режиме, неопределенный критерий качества изображения при минимальной освещенности и т.п. помогают этому.
Расширение фотоприема в ИК-область как важнейший фактор роста чувствительности
Усилия и успехи разработчиков видеосенсоров существенно увеличили эффективность использования света и снизили шум считывания. Несмотря на уменьшение площади чувствительных элементов при росте разрешения, чувствительность сенсоров если и упала, то незначительно. Фактически это результат оптимизации архитектуры CMOS-матрицы, обратной засветки (BSI), приближение к самой светочувствительной площадке преобразователей аналогового сигнала в цифровой с одновременным ростом уровней квантования до 10 и даже 12 бит. На горизонте уже мелькает квантование в 14 бит. Кроме того, прямой переход на цифровой сигнал позволил увеличить гибкость управления процессом накопления и усиления непосредственно на каждом пикселе. Именно этим отличаются последние разработки CMOS-сенсоров, позволяющие реализовать аппаратный WDR до четырех отдельных полей накопления за кадр.
Вместе с тем практически десятикратное (6–16 раз) снижение площади пикселя CMOS-сенсоров FullHD и тем более 4К при одновременных технологических ухищрениях не могло не сказаться на снижении чувствительности видеосенсоров. Можно считать, что важнейшим фактором ее увеличения, наряду с приведенными выше приемами, явилось расширение спектрального диапазона чувствительности в ближний ИК-диапазон. Для последних технологий CMOS можно наблюдать даже перемещения максимума с центра видимого диапазона (550 нм) в область 800 нм, что наглядно видно на рис. 1. Примечательно, что именно здесь работает основная масса ИК-осветителей (850 нм), особенно встроенного типа. Это можно понять по семейству спектральных характеристик сенсоров различных типов и технологий. На указанном рисунке приведены обобщенные спектральные характеристики чувствительности CCD и CMOS производства SONY для черно-белого режима.
Кстати, увеличение чувствительности за счет все большего использования видения в ближнем ИК-диапазоне излучения вполне терпимо для черно-белого ночного режима. Однако соблазн высокой чувствительности в цветном режиме чреват недопустимыми цветовыми искажениями. Имея механический ИК-фильтр (ICR или IRC), можно получать адекватное дневное цветное изображение и «раскрашенное» изображение при малой освещенности, когда отличная цветопередача может рассматриваться как роскошь.
Пример рекламных достижений производителей
Для иллюстрации усилий производителей, желающих показать положение дел несколько лучше реального, приведем как пример новую технологию с обратной засветкой (BSI) от SONY – STARVIS. Заявлена феноменальная удельная чувствительность 2000 мВ/кв. мкм. Безусловно, цифра красивая. Но вместо типового времени накопления 30 мс указано время в 1 с. А это значит, что в сравнении с другими продуктами, нормируемыми при 30 мс, нужно ориентироваться на удельную чувствительность в 33 раза меньше, то есть 60 мВ/кв. мкм. Конечно, для сенсора CMOS это много, но матрица около 1/3″ FullHD с пикселем 2,5х2,5 кв. мкм будет иметь чувствительность около 375 мВ, что не так много по сравнению с типовой матрицей 1/3″ CCD Exview HAD II с чувствительностью 2500 мВ. Другими словами, все равно приходится платить чувствительностью за разрешение. И с учетом даже большей чувствительности в ИК-диапазоне здесь нет смысла говорить о люксах.
Дополнительное оборудование для реальной оценки чувствительности
Стремление хотя бы приблизительно оценить реальные параметры различных моделей камер при разных применяемых технологиях сенсоров от разных производителей привело к созданию стенда с различными и контролируемыми условиями освещения.
Стенд представляет собой камеру, полностью изолированную от внешнего освещения. В ней размещены различные источники неизменяемого и регулируемого освещения, обеспечивающего подсветку объектов наблюдения. В таблице приведены параметры используемых осветителей.
Освещенность измерена в плоскости телевизионной таблицы в темной камере. В качестве объектов наблюдения используются телевизионная таблица, 3-элементная мира и кукла с цветными фрагментами, имеющими одинаковый цвет, но различные отражательные характеристики для видимого (белого) и ИК-излучения. На рис. 2 приведены различия в цветопередаче изображения куклы при освещении источником с ИК-составляющей, полученные видеокамерами с ИК- и без ИК-чувствительности. Как правило, это натуральный и синтетический материал.
Такие фрагменты позволяют по телевизионному изображению однозначно определить наличие в видеокамере ИК-чувствительности при освещении, содержащем ИК-составляющую (тепловой источник). Шерстяной черный пояс куклы сохраняет свой цвет, а черные на глаз синтетические валенки заметно голубеют. Разрешение изображений незначительно ввиду малого углового размера куклы на изображении и использования квадратированного кадра с разрешением каждой картинки в 352х288 пкс.
На рис. 3 приведен вид внутреннего устройства темной камеры стенда:
Функция накопления, или медленный затвор, широко применяется в видеокамерах наблюдения и при недостаточной чувствительности зачастую включена по умолчанию.
Регулируемый источник освещения, полностью лишенного ИК-излучения, выполнен на светодиодной лампе белого свечения (4500 К) с изменяемым питающим током и кассетой для установки двух 30-кратных нейтральных фильтров. Освещенность измеряется без фильтров, затем устанавливаются один или два фильтра и освещенность оценивается по значению питающего тока. На рис. 4 показана конструкция этого осветителя.
Читайте полностью в журнале «Системы безопасности» #1, 2019