На пути интенсивного развития виденаблюдения в последние 15–20 лет появлялись весьма перспективные технологии, которые впоследствии были оттеснены рынком на обочину общественного, а, соответственно, и рыночного интереса.
Отдельная и встроенная ИК-подсветка
В середине 90-х гг, когда видеонаблюдение еще было практически полностью черно-белым, «неожиданно» выяснилось, что телекамеры чувствительны в ближнем ИК-диапазоне. А это означало, что невидимое, а точнее, незаметное наблюдение можно вести не только днем, но и ночью, используя инфракрасное (ИК) освещение. Поначалу это были достаточно громоздкие и малоэкономичные ламповые осветители с фильтрами, срезающими видимое излучение. По мере развития электронных технологий появились светодиодные прожекторы и небольшие осветители, в том числе для скрытой ИК-подсветки. В те беспокойные времена вообще появилась мода на скрытое наблюдение и скрытую же подсветку. Причем скрытность этих процессов была обусловлена не столько секретностью самого процесса получения информации, сколько стремлением защитить установленное оборудование от утраты.
В любом случае осветители повсеместно устанавливались отдельно. Другими словами, между телекамерой и осветителем всегда был неизбежный параллакс. Понятно, что это приводило к дополнительным проблемам для монтажников. Согласование направлений визирования камеры и прожектора (союстировка) требовало настройки ночью или хотя бы в сумерках. https://www.nek2000.com
Для удобства применения производители объединили камеру и осветитель в единый блок. Поначалу это были небольшие камеры с непрерывно работающими осветителями из 6 или 12 светодиодов. Но с переходом на более мощные осветители росла дальность наблюдения, а, соответственно, появилась возможность применения длиннофокусных объективов. Рассеивание подсветки в иллюминаторе было с самого начала, но с ростом мощности эта проблема стала во весь рост. Конечно, производители применяют светозащитные бленды, а в последние годы все чаще встречаются отдельные разрезные иллюминаторы для объектива и осветителя. Например, как в камере на фото 1.
Фото 1
Но, как ни странно, единые иллюминаторы встречаются до сих пор, например, камера на фото 2.
Фото 2
К сожалению, главная проблема встроенной ИК-подсветки при наружном наблюдении не устранима этими методами. Это сильная подсветка среды непосредственно перед объективом, особенно если он длиннофокусный. В случае интенсивного снега или дождя поле зрения камеры непрерывно перекрывается, включая детектор движения или активности. Подобные эффекты встречаются и в ясную летнюю погоду. Около нагретой камеры любит виться мошкара, а пауки с удовольствием заплетают камеры паутиной. Но если у камеры без подсветки это выражается в темных подвижных объектах на темном же фоне, то для камеры с подсветкой складывается впечатление, что кто-то перекрывает поле зрения ярко освещенным белым платком или размахивает перед камерой почему то «белым бревном». Подсвеченный туман также сильно засвечивает камеру, практически полностью лишая возможности наблюдения. Для подобных случаев отдельные прожекторы, размещенные на расстоянии от 0,5 до 1 м от камеры, полностью исключили бы эти проблемы. Как, собственно, и делается в профессиональных системах, например, в камере на фото 3.
Относительно бюджетные варианты предлагают нечто подобное, например, камера на фото 4, но обычно параллакс в этих моделях не превышает 100–150 мм, что совершенно недостаточно. Особенно во всем диапазоне регулировки фокусного расстояния объектива.
Несмотря на вышеперечисленные проблемы, массовый рынок благодаря удобству монтажа захватили камеры со встроенной ИК-подсветкой, причем включая купольные варианты.
Камеры «день-ночь» с отдельными модулями
Первые варианты устройств «день-ночь» родились как цветные камеры с эксклюзивно высокой чувствительностью (около 0,1 лк). Тогда как типовая цветная камера того времени имела чувствительность 1 лк и хуже. Практически это были камеры без традиционного для цветной камеры срезающего ИК-фильтра, и за счет расширения диапазона спектральной чувствительности минимальная освещенность для камеры существенно снижалась. Конечно, цветопередача подобных моделей была весьма специфической. Более того, при общем цветном изображении эти камеры в пятне излучения ИК-прожектора давали черно-белое изображение. Следом появились цветные камеры с электромеханическим срезающим ИК-фильтром из достаточно толстой стеклянной пластины с интерференционным покрытием. В ночном режиме в тракт вводилась такая же по толщине компенсационная пластина для сохранения настройки фокуса. Все это приводилось в движение электродвигателем с червячной передачей. Это было довольно габаритное и дорогое устройство. Другими словами, цветные камеры «день-ночь» TDN с фильтрами IRC вышли в жизнь и сейчас очень широко используются во всех разделах видеонаблюдения, от аналога до IP и HD-SDI включительно. Правда, конструктивное выполнение сильно упростилось и одновременно удешевилось.
Когда разработчики бились над совершенствованием этой технологии, было ясно, что цветные модели имеют существенно меньшую чувствительность, даже с учетом расширения спектрального диапазона принимаемого излучения в область ИК. То есть черно-белая камера такого же формата матрицы всегда более чувствительна, чем цветная.
Эти соображения заставили серьезных разработчиков специальной техники создать камеры «день-ночь» с двумя отдельными и переключаемыми модулями черно-белого и цветного изображения. Как вариант были предложены даже модели с механически заменяемыми матрицами разного типа. Механизм подобной модели представлен на фото 5.
Фото 5
Это направление казалось очень перспективным, особенно на фоне снижение стоимости сенсоров и других комплектующих. У создателя этой технологии уже появились модели с различными по формату и разрешению, а, соответственно, и чувствительности сенсорами. Например, была предложена модель с черно-белым модулем с сенсором стандартного разрешения (500 х 582) и цветным модулем с сенсором высокого разрешения (752 х 582) Super HAD 1/3" и даже 1/4".
Фото 7
Причем если первая (фото 7) воплощает основные принципы, заложенные в эту технологию, то вторая (фото 8) реализована простым совмещением цветной и черно-белой модели в едином корпусе. При этом все блики ИК-подсветки остались в модуле ночного наблюдения.
Фото 8
Кстати, эта технология кроме всего прочего позволяла при встроенной ИК-подсветке получить четкое сфокусированное изображение. К сожалению, современные технические решения с оптикой расширенного спектрального диапазона или так называемой ИК-коррекцией практически не решают проблемы сохранения четкости цветного изображения в черно-белом варианте с ИК-подсветкой. Эта на первый взгляд очень перспективная технология не была воспринята рынком не только в области бюджетных вариантов, но и в сегменте дорогостоящей профессиональной техники. Для этого есть несколько причин. Во-первых, принципиально повышенная стоимость оборудования. Во вторых, дополнительная сложность наведения и фокусировки двух камер при использовании вариофокальных объективов или значительно большая сложность камеры при использовании сменной матрицы с единым объективом. И, в третьих, практически полная потеря интереса к черно-белому изображению, а, соответственно, к черно-белым сенсорам. Что привело к снижению производства и их доступности, а также росту цен. Кроме того, развитие технологий шумопонижения и увеличения чувствительности, а также упрощение их реализаций в одном процессоре также сделало эту технологию неактуальной. Развитие технологий всегда приводит к их доступности. Правда, рынок не дремлет, пытаясь выдать заявленное за действительное. Так появляются фантасмагорические смартфоны и телевизоры с «HD-звучанием».
Николай ЧУРА, технический консультант, ООО «Фирма Видеоскан»
Информация и фото с http://www.tzmagazine.ru/jpage.php?uid1=1348&uid2=1474&uid3=1491