Kā nakts redzamība darbojas slēptā kamerā?

Nakts redzamība slēptajā kamerā ir iespēja uzņemt izmantojamu video, kad redzamā gaisma ir ļoti vāja vai tās nav. Lielākajā daļā kompakto slēpto kameru tas tiek panākts arinfrasarkanais (IR) apgaismojums. IS gaismas diodes apgaismo ainu ar tuvu-infrasarkano gaismu, objektīvs savāc atstaroto gaismu, un attēla sensors to pārvērš video signālā.

Šis process ļauj infrasarkanajai nakts redzamības kamerai turpināt ierakstīšanu pēc tam, kad parastā redzamā{0}}gaismas attēlveidošana kļūst neefektīva.

Kas ir nakts redzamība slēptā kamerā?

Lielākā daļa slēpto kameru nakts redzamības sistēmu izmantoaktīvā infrasarkanā nakts redzamība. “Aktīvs” nozīmē, ka kamera nodrošina savu apgaismojumu, nevis paļaujas tikai uz telpā esošo gaismu.

Infrasarkanās gaismas diodes izstaro viļņu garumus ārpus normālas cilvēka redzes jutības robežas vai tās tuvumā. Objekti ainā atstaro daļu no šīs IR gaismas atpakaļ pret kameru. Attēla sensors uztver šos atspulgus un izmanto tos nakts attēla veidošanai.

Tas atšķiras no vāja-gaismas vai zvaigžņu apgaismojuma attēlveidošana, kas ir atkarīgs no kāda pieejamā apkārtējā apgaismojuma. Aktīvā IR nakts redzamība var turpināt darboties pat tad, ja ainā nav noderīgas redzamās gaismas.

Kā infrasarkanā nakts redzamība darbojas slēptā kamerā?

Darba process ir vienkāršs.

Kad apkārtējais apgaismojums nokrītas zem noteiktā līmeņa, kamera pārslēdzas nakts režīmā. Tā IR gaismas diodes sāk apgaismot redzes lauku ar tuvu-infrasarkano gaismu.

Šī gaisma skar sienas, mēbeles, cilvēkus un citus priekšmetus. Daļa no tā tiek atspoguļota atpakaļ pret kameru.

Theobjektīvssavāc atstaroto infrasarkano gaismu un novirza to uzCMOS attēla sensors. Sensors pārvērš ienākošos fotonus elektriskā attēla datos. Kameras attēla signāla procesors jeb ISP pielāgo ekspozīciju, troksni, kontrastu un citus attēla parametrus pirms galīgā videoklipa izveides.

Pilns attēlveidošanas ceļš izskatās šādi:

IR gaismas diodes → Aina → Atspoguļots IR → Objektīvs → CMOS sensors → ISP → Nakts attēls

Tā kā infrasarkanā nakts redzamība galvenokārt balstās uz infrasarkano staru informāciju, nevis parasto redzamo{0}}gaismas krāsu informāciju, iegūtais attēls parasti ir melnbalts.

Kādi komponenti nodrošina nakts redzamības darbību?

Nakts redzamību nerada viena sastāvdaļa. Tas ir atkarīgs no vairākām optiskām un elektroniskām daļām, kas darbojas kopā.

IR gaismas diodes

IR gaismas diodes nodrošina nepieciešamo apgaismojumu, ja nepietiek redzamās gaismas. To izvade, viļņa garums, pozicionēšana un pārklājums ietekmē ainas vienmērīgu apgaismojumu.

Vairāk gaismas diožu automātiski nenozīmē labāku nakts redzamību. Slikts LED novietojums var radīt gaišas zonas, tumšas malas vai nevienmērīgu ekspozīciju.

Objektīvs un attēla sensors

Objektīvs savāc atstaroto infrasarkano gaismu un virza to uz sensoru. Attēla sensors-parasti CMOS mūsdienu kompaktkamerās-pārvērš šo gaismu elektroniskā attēlā.

Sensora jutībai ir liela nozīme vājā{0}}gaismā. Sensora izmēri, pikseļu raksturlielumi un optiskais dizains var ietekmēt to, cik daudz noderīgas attēla informācijas tiek uzņemtas. Lai iegūtu dziļāku skaidrojumu, skkā kameras sensora izmērs ietekmē zemu{0}}gaismas veiktspēju.

Augstāka video izšķirtspēja vien negarantē tīrāku nakts attēlu, ja sensors nevar uztvert pietiekami daudz gaismas.

IR-Izgriezt filtru

AnIR-izgriezts filtrsir optiskais filtrs, ko izmanto, lai bloķētu infrasarkano staru viļņu garumus normālas dienas darbības laikā.

Dienasgaismā tas palīdz saglabāt precīzākas krāsas, neļaujot pārmērīgam infrasarkanajam starojumam sasniegt sensoru. Naktīs daudzas dienas/nakts kameras pārvieto filtru no optiskā ceļa, lai sensors varētu uztvert vairāk infrasarkanās gaismas.

Šis pārslēgšanas mehānisms ir galvenais iemesls, kāpēc viena kamera var radīt normālus krāsu attēlus dienas laikā un vienkrāsainus infrasarkanos attēlus naktī.

Infrasarkanā nakts redzamība salīdzinājumā ar vāju{1}}gaismas nakts redzamību

Infrasarkanā{0}}attēlveidošana un vāja apgaismojuma attēlveidošana atrisina līdzīgu problēmu, taču to dara atšķirīgi.

Aktīvā infrasarkanā nakts redzamība

IR nakts redzamības kamera rada savu apgaismojumu. Tādējādi aktīvais infrasarkanais starojums ir piemērots vidēm, kur noderīgā redzamā gaisma var pilnībā izzust.

Šī pieeja tiek izmantota dažādos kompakto formu faktoros, tostarp produktos, piemēram, adūmu detektora kamera ar nakts redzamību, kur IR sistēmai jādarbojas fiksētā iekštelpu korpusā.

Zema-gaisma vai zvaigžņu attēlveidošana

Vāja apgaismojuma{0}}kameras izmanto jutīgus sensorus un attēlu apstrādi, lai labāk izmantotu vāju apkārtējo gaismu, piemēram, ielu apgaismojumu vai citu atlikušo apgaismojumu.

Tie var radīt krāsainus attēlus apstākļos, kad parastās kameras varētu būt grūti, taču tām joprojām ir nepieciešama neliela izmantojamā gaisma.

Galvenā atšķirība ir vienkārša:zema-apgaismojuma attēlveidošanā tiek izmantots pieejamais apgaismojums; aktīvā IR nakts redzamība nodrošina savu apgaismojumu.

850 nm vs. 940nm infrasarkanais starojums: kāda ir atšķirība?

850 nm un 940 nm ir divi plaši izplatīti infrasarkano staru viļņu garumi, ko izmanto nakts redzamības sistēmās.

Neviens viļņa garums nav automātiski "labāks".

850 nm sistēma var nodrošināt spēcīgāku sensora reakciju un efektīvu apgaismojumu. 940 nm dizains var samazināt redzamo emitētāja mirdzumu, taču daudziem attēla sensoriem ir zemāka jutība šajā viļņa garumā.

Izvēle starp tiem ir inženiertehnisks kompromiss-, kas ietver sensora reakciju, enerģijas patēriņu, apgaismojuma diapazonu un produkta dizainu.

Kas ietekmē nakts redzamības diapazonu un attēla kvalitāti?

Nav universāla optimāla nakts redzamības diapazona. Norādītajam kameras attālumam ir jēga tikai tad, ja to aplūko kopā ar visu attēlveidošanas sistēmu un testa apstākļiem.

IR apgaismojums

Nakts redzamības diapazons lielā mērā ir atkarīgs no IR izejas, viļņa garuma, staru kūļa pārklājuma un LED izlīdzināšanas. Šaurs, spēcīgs IR stars var sasniegt tālāk, savukārt plašākam redzes laukam ir nepieciešams apgaismojums, lai aptvertu lielāku laukumu.

Sensora un objektīva veiktspēja

Sensora jutība un objektīva veiktspēja nosaka, cik efektīvi atstarotā IR gaisma sasniedz un uztver attēlveidošanas sistēma.

Izšķirtspēja ir svarīga ierakstītai detaļai, bet4K automātiski nenozīmē labāku nakts redzamību. Augstas-izšķirtspējas kamera joprojām var radīt trokšņainus vai vājus nakts attēlus, ja apgaismojums un zema{2}}gaismas jutība ir slikta.

Tas pats princips ir spēkā, salīdzinot drošības kameru megapikseļu specifikācijas: izšķirtspēja un attēlveidošanas veiktspēja zemā{0}}gaismā ir jānovērtē atsevišķi. Mūsu 5 MP vs{1}}MP drošības kameru izšķirtspējas salīdzinājumsskaidro šo atšķirību sīkāk.

Attālums un vide

Nakts redzamības veiktspēja mainās arī atkarībā no objekta attāluma, apkārtējās gaismas, objekta atstarošanas un tuvumā esošām virsmām.

Objektīvam tuvu esošs objekts, kas ļoti atstaro, var šķist pāreksponēts, savukārt tumšs vai attāls objekts var atstarot daudz mazāk infrasarkanās enerģijas atpakaļ kamerā.

Tāpēc nakts redzamība ir jāvērtē kā pilnīga sistēma, nevis kā viena specifikācija.

Kāpēc nakts redzamība ir grūtāka slēptā kamerā?

Kompaktajās slēptajās kamerās ir daudz mazāk vietas optikai, IR gaismas diodēm, PCB komponentiem, barošanas sistēmām un siltuma pārvaldībai nekā lielākām videonovērošanas kamerām.

Tas vienlaikus rada vairākus inženiertehniskus ierobežojumus:

Ierobežota vieta IR LED izvietošanai

Mazie objektīva un korpusa izmēri

Ierobežots akumulatora vai enerģijas budžets

Siltums, ko rada nepārtraukta elektronika un IR apgaismojums

Sensoru un objektīvu izvēle kompaktā struktūrā

Nepieciešamais nakts redzamības diapazons salīdzinājumā ar ierīces izmēru

IR jaudas palielināšana var uzlabot apgaismojumu, taču tas var arī palielināt enerģijas patēriņu un siltuma slodzi. Lielākam mērķa diapazonam var būt nepieciešamas izmaiņas LED izkārtojumā, optikā, sensora izvēlē vai korpusa dizainā.

Šie kompromisi{0}}atšķiras arī atkarībā no produkta formas. Ļoti kompaktsmini spiegu kamera ar nakts redzamībuir atšķirīgi vietas un jaudas ierobežojumi no nepārtraukti darbināmas ierīces, piemēram, aUSB sienas lādētājs slēptā kamera ar nakts redzamību.

Izaicinājums nav vienkārši nodrošināt nakts redzamības darbību. Tas līdzsvaro apgaismojumu, attēla kvalitāti, enerģijas patēriņu, siltumu un produkta izmēru ļoti ierobežotā telpā.

Bieži uzdotie jautājumi par slēptās kameras nakts redzamību

Vai slēptā kamera var redzēt pilnīgā tumsā?

Slēptā kamera ar aktīvo infrasarkano apgaismojumu var darboties bez redzamas apkārtējās gaismas, jo tās IR gaismas diodes nodrošina attēla sensoram nepieciešamo apgaismojumu. Kamerai, kas paļaujas tikai uz attēlveidošanu vājā-gaismojumā, joprojām ir nepieciešams zināms apgaismojums.

Kāpēc nakts redzamība parasti ir melnbalta?

Infrasarkanais nakts režīms galvenokārt balstās uz tuvu{0}}infrasarkano staru informāciju, nevis visu redzamo-gaismas krāsu informāciju, kas tiek izmantota dienas attēlveidošanas laikā. Šī iemesla dēļ vairums aktīvāko IR sistēmu nakts attēlu parāda vienkrāsainā krāsā.

Vai 4K nozīmē labāku nakts redzamību?

Nē. 4K palielina ierakstītās telpiskās detaļas, taču nakts redzamība ir atkarīga arī no sensora jutības, objektīva veiktspējas, IS apgaismojuma, ekspozīcijas un attēla apstrādes.

Vai infrasarkanā nakts redzamība ir tāda pati kā termiskā attēlveidošana?

Nē. Parastā infrasarkanā nakts redzamībaatstarota tuvu{0}}infrasarkanā gaisma. Termiskā attēlveidošana nosaka infrasarkano starojumu, kas saistīts ar objektu izstaroto siltumu. Tās ir dažādas attēlveidošanas tehnoloģijas.

Secinājums

Slēptās kameras nakts redzamība parasti darbojas, apgaismojot tumšu ainu ar infrasarkano gaismu un tverot atstaroto IR ar objektīvu un attēla sensoru. Gala rezultāts ir atkarīgs no visas attēlveidošanas sistēmas, tostarp IR viļņa garuma, sensora jutības, optikas, IR-izgriezuma pārslēgšanas, attēla apstrādes, jaudas un fiziskā dizaina.

Allcamizstrādā un ražo mini un slēpto kameru produktus un atbalsta OEM/ODM projektus, kas ietver sensoru un objektīvu izvēli, PCB un konstrukcijas dizainu, nakts redzamības konfigurāciju, programmaparatūru un saistīto produktu pielāgošanu. Ja novērtējat nakts redzamības kameru dizainu vai izstrādājat pielāgotu produktu, sazinieties ar mums, lai apspriestu savas tehniskās prasības un mērķa pielietojumu.