Руководитель группы технической поддержки Бенедикт Максименко.
 

Подбор и расчет оборудования для высококачественных видеосистем

Статья является частью публикации «CCTV: качественная картинка - миф или реальность?». Ознакомьтесь со всеми статьями публикации. Список статей в оглавлении.

Объективы, предназначенные для машинного зрения

Изделия, предназначенные для промышленности, промышленного зрения, выделяют в отдельный класс. Главной особенностью этого класса является большой формат – от 0,5 до 1 дюйма, а также картинка, которая формируется, обладает высоким геометрическим подобием (менее 1 % дисторсии при высоком разрешении).

Камеры с промышленным назначением широко распространены в микроскопии, для контроля автоматизированных технологических процессов при производстве различной продукции, а также для выполнения других задач. Для того, чтобы получить изображение, передать его и в дальнейшем отобразить максимально качественно, подобные камеры оснащены цифровыми высокоскоростными выходами (так называемыми интерфейсами).

Объективы, предназначенные для мегапиксельных цветных ТВ-камер

Их отличием от ТВ-камер с цветным изображением, созданных на основе ПЗС-матриц, есть то, что в подавляющем большинстве, у цветных КМОП-камер нет отсекающего инфракрасного фильтра, который необходим чтобы подавлять инфракрасную область светового потока, из-за которого искажается цветопередача. Для подобных камер специально выпускают объективы, в которые встроены отсекающие инфракрасные фильтры.
 

Объективы, предназначенные для мегапиксельных монохромных ТВ-камер

В некоторых случаях (к примеру, при наблюдении с использованием инфракрасной подсветки) кроме высокого разрешения также нужна инфракрасная коррекция в объективе.

Объективы, предназначенные для мегапиксельных панорамных ТВ-камер

Необходимо обратить также внимание на класс объективов с высоким разрешением, которые еще называют «рыбий глаз». Их применяют вместе с панорамными бескинематическими мегапиксельными камерами видеонаблюдения, у которых большие углы обзора.

Благодаря таким камерам можно осуществлять контроль больших площадей имея при этом высокую детализацию изображения (можно даже проводить идентификацию). Их применяют там, где есть большое количество людей (вокзалы, стадионы, аэропорты, площадки для концертов, в гипермаркетах и т.д.). Благодаря системам подобного рода появилась возможность, используя программный способ, создать определенное количество виртуальных камер, имеющих функцию цифрового масштабирования, и после проводить «опрос» любого фрагмента матрицы, выводя его на экран монитора. Также у них есть способность выполнять функцию поворотной камеры, у которой есть оптический трансфокатор. Благодаря отсутствию механических узлов при перемещении, значительно увеличивается надежность этой камеры.

Чтобы решать общие задачи видеонаблюдения предъявляют не такие и высокие требования к техническим показателям объективов с высоким разрешением. Оптический формат у подобных объективов, в большинстве своем не будет превышать 0,5 дюйма.
 

Главные особенности в применении мегапиксельных матриц

Изменения, произошедшие в номенклатурах объективов CCTV, плотно связаны с стремительным развитием матричных твердотельных фотоприемников, которые выполнены с использованием разнообразных технологий. Наибольшую известность CCTV приобрели приборы, имеющие зарядовую связь ПЗС, а также сенсоры, имеющие в своей основе КМОП-структуру.

Несмотря на одинаковый физический размер пикселя (дискретного размера разложения) в КМОП-матрице и в ПЗС, чувствительность второй на порядок превышает чувствительность первой. Происходит это из-за различия коэффициентов заполнения всех элементов разложения в структуре матрицы КМОП- и ПЗС-фотоприемников (а именно в отношении площади светочувствительной поверхности к площади определенного элемента разложения – для ПЗС это значение составляет 50-80 процентов, тогда как для КМОП – 20-40 процентов); формой и наличием микролинз, наносимых над всеми элементами; разница в квантовой эффективности светочувствительных областей указанных структур. Из-за этого светосила оптики , которая ориентирована на КМОП-матрицу, всегда более высокая, чем у ПЗС, при условии аналогичной чувствительности модуля камера-объектив.

Из-за низкой чувствительности мегапиксельных фотоприемников необходимо проводить дополнительные технические мероприятия, которые бы позволили получить картинку объекта наблюдения, используя осветители видимого диапазона, или инфракрасные прожектора. Еще одна проблема – нужны высокоскоростные каналы связи, чтобы была возможность передавать полученное изображение и хранить его, используя электронные носители. В такой ситуации одним из вариантов оптимального применения мегапиксельной камеры в системе видеонаблюдения – это использование их вместе с обыкновенными ТВ-камерами, чтобы проводить фоторегистрацию зоны, которая контролируется, с определенной периодичностью, если сработал установленный датчик, или по желанию оператора.

Руководитель группы технической поддержки Бенедикт Максименко.