IP-камеры «день-ночь».
Два режима формирования изображения – цветное при достаточной освещенности и монохромное при слабом освещении – уже давно используются в CCTV камерах цветного изображения. Данная технология, известная как «день-ночь» (day/night), позволяет повышать чувствительность камеры.
Технология «день-ночь»
Известно, что чувствительность телекамеры цветного изображения на порядок ниже чувствительности монохромной телекамеры, так как «цветная» ПЗС-матрица имеет мозаичный цветной фильтр, нанесенный на фоточувствительные элементы и ухудшающий светосигнальную характеристику. Дополнительно перед «цветной» матрицей устанавливается ИК отрезающий фильтр, играющий важную роль в формировании изображения с правильной цветопередачей, но также негативно влияющий на чувствительность камеры. Технология «день-ночь» призвана решить главный недостаток телекамер цветного изображения и повысить чувствительность.
В основе технологии «день-ночь» лежат два метода повышения чувствительности. Первый метод заключается в автоматическом отключении обработки сигнала цветности при достижении порогового значения освещенности, что позволяет увеличить чувствительность в 1,5–2 раза. Второй метод использует физический механизм, который удаляет (сдвигает) ИК отрезающий фильтр от сенсора, тем самым расширяя спектральную чувствительность камеры в ИК-диапазоне. При этом электроника камеры также отключает обработку сигнала цветности. Второй метод позволяет увеличивать чувствительность в 3–5 раз в зависимости от спектральной составляющей освещения.
Ряд производителей используют только первый метод, который обычно упоминается как электронная функция «день-ночь» и реализуется на программном уровне в процессоре камеры. Разумеется, второй метод более дорогостоящий, так как требует использования механизма с приводом для смещения ИК-фильтра. Впрочем, он более эффективен, особенно при использовании совместно с камерой ИК-осветителей. За рубежом данный метод нередко называется true day/night, что можно трактовать как «настоящий режим день-ночь». На отечественном рынке CCTV большее распространение получил термин «электронно-механическая функция день-ночь», хорошо отражающий природу процесса.
Таким образом, если для обычной камеры цветного изображения характерным значением минимальной освещенности является 1 лк, то для камеры с электронно-механической функцией «день-ночь» в режиме черно-белого изображения типичным является значение 0,3 лк.
Особенности IP-камер «день-ночь»
Необходимо отметить, что вопрос чувствительности для IP-камер изначально стоял более остро, чем для аналоговых телекамер. Обработка изображения – оцифровка и компрессия неизбежно ухудшают чувствительность. КМОП-матрицы (CMOS) с мегапиксельным разрешением имеют относительно невысокую светосигнальную характеристику, а именно такие матрицы сегодня широко используются в IP-камерах. Как следствие, буквально все производители IP-камер с самого начала развития IP-CCTV начали реализовывать в своих устройствах описанную выше технологию «день-ночь». Разумеется, с учетом специфики IP-устройств.
Речь идет о настройке пороговых значений при автоматическом переходе из режима цветного изображения («день») в режим монохромного изображения («ночь»). В аналоговых телекамерах обычно инсталлятору предоставляется возможность выбрать только задержку на переключение камеры из одного режима в другой. Это необходимо, чтобы избежать некорректного поведения камеры в ситуациях с нестабильным освещением (утром на восходе солнца, в городе при освещении со стороны проезжей части и т. п.). Выбор осуществляется в меню телекамеры из ограниченного набора фиксированных значений в секундах. В IP-камерах с технологией «день-ночь» настройка режима работы осуществляется удаленно через web-интерфейс камеры и в любой момент может быть изменена без необходимости непосредственного доступа к устройству. При этом выбор значения задержки переключения во многих моделях осуществляется плавно с помощью интерактивной шкалы. Некоторые производители позволяют даже установить раздельные значения пороговой освещенности в люкс для режима «день» и «ночь», тем самым разнести пороги переключения.
Однако, несмотря на более широкие возможности настройки режима переключения, IP-камеры «день-ночь» мегапиксельного разрешения не могут сравниться по чувствительности с камерами VGA-разрешения, использующими ПЗС (CCD). Причина, как уже отмечалось, в технических особенностях КМОП (CMOS). И здесь единственным выходом может быть совместное использование камер и ИК-осветителей. Учитывая тот факт, что максимальная квантовая эффективность КМОП находится в диапазоне 500–600 нм, необходимо использовать ИК-осветители, работающие в диапазоне ближнего ИК-спектра, а именно 740–840 нм. Применение ИК-прожеторов с длинной волны света свыше 850 нм неэффективно.
Еще одной технологией, используемой в IP-камерах «день-ночь» в последнее время, стал механизм автоматической и ручной фокусировки. Несмотря на существование специализированных объективов с ИК-коррекцией, корректирующих расфокусировку при переходе камеры из дневного режима в ночной, проблема не решается гарантированно. Тем более если камера работает совместно с ИК-прожектором. Преобладание ИК-спектра с характерной длинной волны сдвигает точку фокусировки относительно дневного света. Механизм фокусировки, реализуемый в ряде современных моделей IP-камер с режимом «день-ночь», перемещает сенсор, позволяя регулировать задний фокус. Активация механизма может осуществляться автоматически при переходе из режима в режим или вручную через web-интерфейс камеры.
Рынок камер с технологией «день-ночь»
При кажущейся простоте реализации режима «день-ночь» современные модели с данной технологией и мощными процессорами обработки изображения успешно конкурируют по чувствительности с телекамерами черно-белого изображения прошлых лет. Фактически не только монохромные, но и классические камеры цветного изображения уступили место на рынке моделям «день-ночь». Сегодня телекамеры и IP-камеры цветного изображения перерождаются в модели с электронной функцией «день-ночь» методом обновления firmware (программное обеспечение устройства). Новые модели камер цветного изображения, появляющиеся на рынке, в подавляющем большинстве уже используют данную технологию.
AXIS P3344-VE (Axis Communication)
Фиксированная сетевая купольная камера AXIS P3344-VE обеспечивает изображение с разрешением 1MP или HDTV 720 p в соответствии со стандартом SMPTE по разрешению, передаче цвета и частоте кадров. Возможности широкого динамического диапазона и работы в любое время суток обеспечивают четкое изображение как при дневном свете, так и в условиях недостаточного освещения.
Камера работает при температурах от -40 °C до +55 °C, с питанием только от стандартного источника Power over Ethernet (IEEE 802.3af).
Дистанционный зум позволяет оптимизировать угол обзора в зоне наблюдения. Дистанционный фокус обеспечивает удобную установку. Камера позволяет вести круглосуточное видеонаблюдение.
Передача нескольких видеопотоков в форматах H.264 и Motion JPEG может осуществляться одновременно либо с максимальной частотой кадров, либо с оптимизацией в зависимости от требований к качеству изображения и ограничений полосы пропускания.
Камера AXIS P3344-VE с защищенным от атмосферных воздействий и вандализма корпусом представляет собой фиксированный купол, идеально подходящий для сложных эксплуатационных условий.
IP-камера DinionXF, модель NWC-0495-10P (Bosch)
Гибридная камера Bosch DinionXF сочетает в себе лучшие характеристики аналоговых и сетевых камер, обеспечивая высокое качество видеосигнала для самых требовательных систем охранного видеонаблюдения.
Камера имеет высокочувствительную CCD- матрицу размером 1/3 дюйма, DSP-процессор с 15-битовой обработкой аналогового сигнала. Есть также функция расширенного динамического диапазона (XF-Dynamic), механически переключаемый ИК-фильтр и режим накопления заряда. Камера обеспечивает три независимых потока (4CIF@25ips): два MPEG4/H.264 и один M-JPEG, имеет возможность прямой записи на дисковые массивы по протоколу iSCSI и встроенный в камеру интеллектуальный анализ событий (IVA).
IXE20DN – мегапиксельная камера «день-ночь» c технологией Sarix (Pelco)
Камера «день-ночь» IXE20DN с 2,1 мегапиксельной матрицей и двумя процессорами имеет чувствительность в цветном режиме 0,50 Lux(1x/33 ms), 0.12 Lux (15x/500 ms), и до 0.03 Lux (15x/500 ms) в монохромном (при f/1.2; 2850°K; SNR >24 dB). Такой результат достигается применением технологии Low Light.
В качестве серьезного преимущества камер Sarix эксперты отмечают естественную цветопередачу и наличие автофокуса. Кроме четкости изображения функция Auto Back Focus позволяет камере автоматически перестраиваться при смене ИК-фильтра, что очень важно для «день-ночь» моделей.
Наличие двух сопроцессоров позволяет загружать в камеру специальные приложения. Например, аналитику, в том числе адаптивный детектор движения, детектор оставленных вещей, датчик направления движения, систему «антисаботаж» и т. д. Это позволяет понизить битрейд за счет настройки передачи с максимальным качеством только наиболее важной информации. И это при том, что битрейд и так стандартно невысок у камер Pelco. За счет испльзовании H.264 High Profile компания добилась 2,0 Мбит/сек для SVGA@30 fps и 3.3 Мбит/сек для 1080p@15 fps.
IP камера VN-V26U (JVC)
Модель VN-V26U с функцией «день-ночь» предназначена для решения задач круглосуточного наблюдения. Оптический блок выполнен на основе ¼” CCD матрицы с прогрессивной разверткой. Камера может передавать одновременно два видео потока MPEG-4 и M-JPEG по 30к/c с разрешением 640 х 480 или 320 х 240. В камере реализована поддержка двусторонней аудиосвязи благодаря наличию встроенного микрофона и разъема для аудиоустройств.
2 входных и 2 выходных тревожных разъема, а также детектор движения обеспечат оптимальную работу камеры в комплексных системах видеонаблюдения. Камера поддерживает технологию PoE и способна работать в диапазоне температур от -10 до +50 град.
VN-V26U интегрирована в ПО Milestone Xprotect. Также камера полностью совместима с ПО Nextiva компании Verint благодаря реализованной в ней поддержке протокола VSIP.
Что касается отечественного ПО, то камера полностью совместима с программными комплексами «Интеллект» от компании ITV и «Орион-Видео» компании «Болид». Кроме того, для создания IP-систем на основе VN-V26U можно использовать бесплатное ПО JVC VN-RS800 на 32 канала и сетевые видеорегистраторы VR-N900/1600.
IP-камера SNC-1300 (Samsung Techwin)
Эта камера из новой серии мегапиксельных камер с режимом «день-ночь».
SNC-1300 передает по IP-сети изображения с разрешением 1280 x 960.
Камера имеет исключительно высокую чувствительность благодаря ПЗС-матрице и сдвигаемому ИК-фильтру. Минимальная освещенность для цветного изображения составляет 0,5 лк (F1.2, 50% IRE).
В SNC-1300 используется патентованная технология двух кодеков MPEG-4/JPEG, позволяющая достичь четких изображений и многопотоковой передачи данных в реальном времени при высокой степени сжатия информации. SNC-1300 поддерживает различные протоколы, двухстороннюю передачу аудиосигнала, имеет функцию обнаружения движения. Гнездо SD-карты позволяет осуществлять хранение данных на карту объемом 2 Гб, входящую в комплектацию. Программное обеспечение централизованного управления SVM-S1, поставляемое вместе с камерой, помогает пользователям создать эффективную систему управления сетью с удобными опциями визуального наблюдения, включая различные события и изображения карт.
IP-камера CCMS1315 (Siemens)
Новейшая мегапиксельныя IP-камера «день-ночь» в стандартном корпусе CCMS1315 оснащена 1/3” CCD-матрицей, которая, в отличие от CMOS-матрицы, позволяет различать изображение даже в самую беззвездную ночь. Также выбор такой матрицы обусловлен наличием механического ИК-фильтра. Для просмотра видеоизображения помимо стандартного набора функций камера имеет встроенный объектив, слот для карт памяти CF, COM-порт (для управления поворотными платформами), стандартный разъем для объектива и множество других функциональных возможностей.
IP-камера V1netIP232SB N (В1 электроникс)
IP-камера V1netIP232SB N в стандартном корпусе с функцией «день-ночь» оснащена CCD-матрицей Sony WDR (Wide Dynamic Range), благодаря которой ее возможно использовать на объектах со сложными условиями освещения.
V1netIP232SB N обычно устанавливается в наиболее ответственных для наблюдения местах, требующих высокой степени детализации изображения. IP-камера способна формировать цветное/черно-белое изображение при освещенности до 0.66лк/(с TDN) : 0.06 лк. Еще более эффективной в работе V1netIP232SB N делает наличие 3 детекторов движения, тревожного входа/выхода и PoE. С помощью бесплатного ПО NVR-PRO можно осуществлять запись в режиме реального времени в формате MPEG4 и MJPEG с разрешением 720х576 . V1netIP232SB N оснащена портом RS-485 для управления поворотным устройством по множеству протоколов Pelco D/P и др. Камера поддерживает сетевые протоколы TCP/IP, HTTP, SMTP, FTP, PPPoE и пр. Рабочая температура V1netIP232SB N 0-45°.
Поворотная IP-видеокамера Smartec STC-IP3975A «день-ночь» с 216-кратным увеличением
Высокоскоростная модель STC-IP3975A торговой марки Smartec оснащена 1/4-дюймовой CCD-матрицей с WDR Sony EXviewHAD, отключаемым ИК-фильтром, 18-кратным трансфокатором и поворотным механизмом с 256 предустановками, 4 турами и 1 маршрутом. Она передает высококачественное цифровое видео в формате MPEG-4 с разрешением до Full D1 и скоростью 25 к/с при освещенности до 0.005 лк и обеспечивает дополнительное 12-кратное цифровое увеличение. Кроме того, STC-IP3975A имеет все необходимые функции настройки изображения, включая автофокусировку, снабжена аудио- входом/выходом, видеодетектором движения, 8 тревожными входами, 1 выходом и запитывается от источника переменного тока с напряжением 24 В.
Поворотное устройство STC-IP3975A способно вращать камерный блок в ручном/автоматическом режиме со скоростью до 90/400°/с, и осуществлять его наклон на 100° со скоростью до 400°/с с точностью до 0.025°. В комплект поставки IP-видеокамеры входит русифицированное ПО NVR, обеспечивающее настройку STC-IP3975A по сети и управление IP-видеосистемой, состоящей из 32 IP-устройств марки Smartec.
Статьи по теме:
Видеонаблюдение
Советы домовладельцам по обеспечению безопасности
Три критических вопроса при выборе видеоаналитики для видеонаблюдения
FCC запрещает авторизацию оборудования для китайских телекоммуникаций и оборудования для видеонаблюдения, которое считается угрозой национальной безопасности
Перенос локального видеонаблюдения в облако
Hanwha Techwin переименовывается в Hanwha Vision
Перспективы использования цифровых систем передачи изображения по радиоканалу
Датчики нейроморфного зрения в смартфонах
Ambarella добавляет новую SoC с поддержкой искусственного интеллекта для камер безопасности
