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Monitorização Vídeo

Básicos

Iluminação para vídeo vigilância
IR illuminator: Redbeam IR40 (850nm)
Iluminação adicional de alguma área é necessária em muitos sistemas de vigilância. Pode ser fornecida das seguintes maneiras:
  • iluminação tradicional - visível (lâmpadas, holofotes)
  • Os iluminadores infravermelhos ou lâmpadas
O que exatamente é a luz?
A luz é de energia sob a forma de radiação electromagnética. O olho humano pode ver a radiação eletromagnética na faixa de comprimento de onda de 380 a 780 nm. Câmaras CCTV, para além da luz visível, pode detectar espectro de infravermelhos até cerca de 970 nm.
Se nos referirmos a retina do olho ou o sensor CCD (CMOS) de uma câmara - o passo inicial de formar a imagem é a conversão de a informação transportada pela luz em sinais eléctricos. Os feixes de luz refletida a partir de vários objetos fornecem informações sobre suas formas. Diferentes comprimentos de onda de luz "branco" (contendo mais ou menos todo o espectro visível) são absorvidos / reflectida em vários graus pelas superfícies dos objectos, que é interpretado pelo olho humano como cores diferentes.

A quantidade de luz reflectida, e, assim, a eficiência da iluminação, depende em grande medida o tipo dos objectos iluminados e seus arredores. Por exemplo, iluminadores infravermelhos fornecer dentro de casa muito melhores resultados.

A cor percebida de um objeto depende tanto das características do objeto e do tipo de iluminação. Por exemplo, um objeto "verde" reflete comprimentos de onda correspondentes à cor verde, e absorve outros comprimentos de onda. Iluminado com luz "branca", é verde, mas na luz vermelha parece preta.

A quantidade física que é a melhor medida de luz para aplicações CCTV é a sua intensidade, chamado de iluminação. Mede o brilho de uma superfície em um determinado ponto (fluxo luminoso por unidade de área). A unidade SI de iluminância é lux [lx]. Metros de iluminação (luxmeters) são bem conhecidos a partir de aplicações em fotografia profissional.

A tabela abaixo mostra alguns valores, com referências ao ambiente natural.

Illuminance
[lx]
Examples - surfaces illuminated by:
0.0001Overcast sky at night
0.002Moonless clear night sky
0.01Quarter moon on a clear sky at night
0.27 Full moon on a clear sky at night
1Full moon overhead in the inter-tropical zone
on a clear sky at night
100Very dark overcast sky during the day
400Sunrise or sunset on a clear sky
10000-25000Clear sky at noon (in a shaded area)
32000-120000Direct sunlight at noon
Como lidar com condições de pouca luz?
Quando a luz é insuficiente para criar uma imagem útil, não deve ser utilizado de iluminação adicional. Ele pode ser fornecida por:
  • Tradicional iluminação - luz visível (lâmpadas, holofotes)
  • Iluminação infravermelha - luz infravermelha (IR iluminadores)
Iluminação tradicional Uma boa iluminação tradicional baseada em lâmpadas incandescentes ou fluorescentes permite captar imagens nítidas e coloridas. No entanto, é visível, por isso pode ser fácil para um invasor para evitar as zonas iluminadas. É também caro, exigindo quantidades consideráveis ​​de energia e manutenção frequente.

Iluminação Infravermelhos é gerado por IR operacional iluminadores na gama do infravermelho próximo, ou seja, 700-1000 nm. Com comprimento de onda de aumento, a luz de uma lâmpada de incandescência ou LED IR é menos visível ao olho humano. Iluminadores infravermelhos têm filtros internos: 750 nm (visível brilhante), 830 nm (quase invisível brilhante), 940 nm (completamente invisível ao olho humano).
Iluminadores infravermelhos permitem a criação de sistemas de monitoramento discretos com baixos custos operacionais.
O que câmeras de "ver" em infravermelho?
A radiação infravermelha não carrega informação suficiente sobre a cor, por isso as câmeras de CFTV normalmente alternar para o modo preto e branco. Um parâmetro importante de câmaras que operam na faixa de IR é a sua sensibilidade para os comprimentos de onda geradas por iluminadores IR. Um exemplo da relação entre o comprimento de onda e da sensibilidade câmaras 'é mostrado a seguir:

O gráfico mostra que os sensores de imagem típicos têm pouca sensibilidade em comprimentos de onda acima de 700 nm, e ele cai drasticamente em comprimentos de onda superiores a 900 nm. Sensores de imagem modernos fornecem resultados muito melhores na faixa de IR. O exemplo é a linha Exview com sensibilidade pelo menos o dobro, o que torna a cooperação com iluminadores infravermelhos muito mais eficaz.
Para além das sensores adequados, as câmaras de destinados à operação em comprimentos de onda mais longos devem ser equipados com IR-corrigidas lentes, por exemplo M2315, M23135, M2311, M2136, M2139. A aplicação do IR corrigida lente elimina problemas de foco quando a câmera muda seu modo de funcionamento de cor para preto e branco e vice-versa. Como é habitual, os números de F baixo irá garantir uma maior sensibilidade.

Distância de funcionamento de iluminadores IR
IR gama iluminador (aparte da potência de saída e sensibilidade da câmara) depende do tipo de objectos iluminados / superfícies (a sua reflectância no espectro de infravermelhos). Ele determina a intensidade da luz reflectida que pode ser captada pela câmara. A tabela abaixo mostra os valores aproximados deste coeficiente para várias superfícies / materiais.

Surface/materialRelative reflectance
Snow/white paper sheet
80-85%
Window pane
70%
Concrete50%
Light color wood45%
Packed parking lot
40%
Park. trees20%
Empty parking lot (asphalt)/black paper sheet5%
Considerando o poder de iluminadores IR necessário para a iluminação suficiente da área monitorada, uma precisa de recordar que a intensidade da luz diminui inversamente com o quadrado da distância da fonte.
Por exemplo, isto significa que, se um objecto a uma distância de 10 m da fonte de luz 90 mostra lx, depois movê-lo para uma distância de 30 m ele irá mostrar apenas 10 lx (distância triplicou significa iluminância nove vezes mais baixa).
As câmaras com lentes com um amplo ângulo de visão precisa adequados iluminadores infravermelhos com ângulo igual ou maior de radiação, como Redbeam IR40 M1640 (ângulo operacional total de 60o, faixa de 30 m).
De acordo com o descrito acima relação, a gama pode ser dobrada usando 4 iluminadores tais (preservando a mesma direcção / ângulo).
Modernos iluminadores infravermelhos com matrizes IR LED - Redbeam série
Redbeam iluminadores IR premiado com a Medalha de Ouro no Securex 2010!
A vantagem da série Redbeam é a aplicação de especialmente concebidos matriz de LED (em vez de um conjunto de diodos convencionais) que, juntamente com óptico da lente / es, garante o ângulo desejado operacionais e da distância.

A matriz de LEDs usados ​​em Redbeam iluminadores

Vista da montagem da lente na IR80 iluminador
M1641
Comparação do IR LEDs com padrão IR LEDs

Para fazer um iluminador IR da mesma potência, um teria que usar um grande número de típico LEDs IR e seu tamanho seria muito maior. Por exemplo, um iluminador 1500 mW deve consistir de 100 LEDs de 15 mW de potência de saída. Claro que, uma tal solução é viável, mas o iluminador seria muito maior do que um dispositivo Redbeam semelhante.

Redbeam iluminadores iluminar a cena de maneira uniforme

A matriz de pequeno tamanho torna mais fácil de moldar o feixe com lentes. No caso de uma tradicional iluminador de LED IR, o ângulo do feixe de depende do arranjo de LEDs, que não é uma solução flexível. Usando esta matriz de LED, virtualmente qualquer ângulo pode ser alcançado. Os exemplos são os modelos M1642 e M1643 cúpula, com vigas de 180o.
Outra vantagem das matrizes é o tempo de vida dos materiais utilizados. Padrão diodos pesados ​​IR operar cerca de 6000 horas. No caso das matrizes, o tempo de vida esperado é de cerca de 50.000 horas. Isso significa que eles podem trabalhar mais de 10 anos (12/24 ciclo)!

Dependendo do ponto de instalação ea área de operação, pode-se distinguir dois tipos de iluminadores: direcionais (spot) e omnidirecional (180 º no plano vertical e 360 ​​graus no plano horizontal). Os tipos estão disponíveis tanto em 1800 e 3000 mW versões mW. O primeiro tipo é montado ao lado da câmara e apresenta um feixe estreito, de modo que o intervalo de operação é de 40 m, e 80 m, respectivamente. O segundo tipo (360 graus de infravermelhos do iluminador de LED cúpula) é montado no tecto. Em vez da faixa, é melhor para descrever a sua capacidade, a superfície máxima que pode ser eficazmente iluminado - 60 m2 ou 120 m2.
Um iluminador infravermelho instalado ao lado da câmera (e não integrado com ele) tem a vantagem sobre soluções compactas que não expor demais objetos que aparecem diretamente na frente da lente da câmera. Ele não cria problemas com neve, chuva, etc insetos em primeiro plano próximo.

Redbeam - IR illuminators
Um teste prático de Redbeam iluminadores
Teste de Redbeam iluminadores cooperar com câmeras de CFTV com 0,3 lx e 0,03 sensibilidade lx. Os seguintes dispositivos foram utilizados:

  • BOX camara Sunell SN-BXC5930CDN (day/night, 650 TVL, Sony Effio-E, 0.03 lx, WDR) - M11209,
  • BOX camara Sunell SN-BXC0483 (day/night, 450 TVL, Sony CCD, 0.3 lx) - M11212,
  • IR iluminador Redbeam IR40 M1640 com alcance de 30 m
  • IR iluminador Redbeam IR100 M1647 com alcance de 90 m
Clique na foto para ampliá-la

SN-BXC0483 (a imagem do lado esquerdo) foi 10 vezes menos sensível e não fornecem resultados utilizáveis
O alcance do iluminador IR40 excedeu os classificados de 30 metros
O iluminador IR100 eficientemente iluminado toda a cena,
figura do homem tornou-se visível a partir de uma distância de cerca 60 m
Os testes mostram que a gama efectiva de um iluminador IR é altamente dependente da sensibilidade da câmara utilizado. As observações visuais foram confirmadas pela detecção de movimento vídeo de ULTIMAX-104 M71040 DVR que, com a câmara mais sensível, detectou o homem em movimento a uma distância de 60 metros, enquanto que no caso da segunda câmara só era possível a uma distância de 20 metros. Geralmente, a iluminação mais poderoso da cena e da aplicação de uma câmera menos sensível pode proporcionar resultados semelhantes àqueles com uma fraca iluminação e uma câmera mais sensível.

Iluminadores integrados com câmeras (IR LEDs em câmeras compactas)
Refletores integrados com câmeras.
Além de versões padrão de lâmpadas de IR, há também muitas soluções combinadas. Eles podem ser parte integrante de uma câmara, ou lente. Esta solução é muito prático, uma vez que reduz o número de elementos adicionais e, adicionalmente, - reduz o custo da instalação. No entanto, devemos lembrar que este tipo de lâmpadas, construída com algumas peças de LED, geralmente pode garantir pontos de iluminação tipo de personagem com um alcance de até alguns metros.

Vandal Proof Camera: v-cam 450 (600 TVL, Sony Super HAD II CCD, 0.01 lx, 2.8-10mm, OSD)
Compact Outdoor Camera: n-cam 610 (600 TVL, Sony Super HAD II CCD, 0.01 lx, 4-9mm, IR up to 40m, OSD)
Compact Outdoor Camera: n-cam 710 (600 TVL, Sony Super HAD II CCD, 0.01 lx, 4-9mm, IR up to 30m, OSD)
Compact Outdoor Camera: Sunell SN-IRC4920AJ (day/night, D-WDR, 600 TVL, Sony Effio-E, 0.08 lx, 2.8-10mm, OSD, IR up to 40m)
Outdoor Compact Camera: n-cam 670 (day/night, D-WDR, 650TVL, Sony Effio-E, 0.03 lx, 2.8-12mm, OSD, IR up to 30m)
Câmeras de CCTV com iluminadores IR
Quando queremos usar uma Câmera cores para observação durante a noite, então temos que usar Day&Night câmeras do tipo. Estas câmaras não têm filtro infravermelho cortar esse tipo de luz, ao contrário dos normais. Graças a isto, a utilização de projectores de IV é possível. Uma tal construção de câmara (eliminação completa de filtro de infravermelhos) tem as suas desvantagens. Na iluminação normal (faixa da luz visível), câmera tal, tem por vezes problemas com o balanço de branco - ele pode mostrar cores falsas. Esse "comportamento" de uma câmera é muitas vezes tratada por instaladores como danos câmera. Mas é um sintoma normal causada pela falta de filtro IR e, assim, o compromisso entre o preço da câmara e da qualidade da imagem. Obviamente, também existem em que as câmaras de filtro, tais é impulsionado mecanicamente, por exemplo M11205, mas são significativamente mais caros, em virtude do custo do servomecanismo adicional. Em câmeras de vídeo comuns, a escolha do modo de trabalho - dia ou da noite - é limitado a tomar ou colocar filtro IR, principalmente utilizando o interruptor manual ou alavanca, que permite que a máquina funcione corretamente em diferentes condições de iluminação.