Jednym z największych wyzwań dla kamer AutoDome jest efektywne działanie w nocy. Pomimo tego, iż kamery AutoDome generują akceptowalne obrazy w ciągu dnia, zapadająca ciemność powoduje powstawanie negatywnych efektów, takich jak szumy, cienie oraz rozmycie. Bardzo często zaciemnione obrazy stają się nieprzydatne. Oczywiste jest więc, że oświetlenie to kluczowy czynnik, który określa efektywność systemów dozorowych.
Oświetlenie podczerwienią
Oświetlenie podczerwienią (IR) jest od wielu lat stosowane do rozwiązywania problemów z dozorem wizyjnym w ciemności oraz przy słabym oświetleniu. Zaprojektowane specjalnie do zastosowań dozorowych oświetlenie podczerwienią jest istotnym elementem systemu, wykorzystywanym przez kamery do generowania wyraźnych obrazów w złych warunkach oświetleniowych lub przy całkowitym braku oświetlenia. Oświetlenie podczerwienią daje dodatkową korzyść – jest niewidoczne dla oka ludzkiego.
Prawidłowe dobranie oświetlenia podczerwienią jest relatywnie proste. Kluczowymi czynnikami są: długość fali, układ wiązki, zasięg oświetlenia. Ponadto nie każde światło jest generowane w ten sam sposób, dlatego ważne jest, aby wybrać właściwy jego rodzaj w zależności od zastosowania. Na przykład oświetlacze podczerwieni Black Diamond firmy Bosch generują jednolite oświetlenie, eliminując jasne punkty oraz niedoświetlone obszary znajdujące się w zasięgu wiązki światła.
W większości zastosowań istnieją trzy sposoby wykorzystania oświetlenia podczerwienią.
Sposób 1 – Dookolny obszar oświetlenia 360°
Najbardziej wszechstronnym podejściem jest instalacja oświetlenia podczerwienią o pokryciu 360°, która gwarantuje, że światło będzie dostępne z każdej strony wokół kamery, co zmniejsza ryzyko pominięcia przez kamerę ważnych zdarzeń rozgrywających się w ciemnościach.
Konwencjonalne oświetlacze podczerwieni były wyzwaniem dla instalatorów systemów dozorowych, ponieważ do osiągnięcia pokrycia 360° wymagały użycia przynajmniej sześciu urządzeń. Jednakże nowa, obsypana nagrodami technologia Black Diamond, wykorzystująca soczewki mikrorefrakcyjne, pozwala uzyskać za pomocą jednego oświetlacza pole pokrycia o kącie do 120°. W związku z tym trzy oświetlacze podczerwieni Black Diamond osiągają pełne pole pokrycia 360°.
Sposób 2 – Oświetlenie określonego obiektu docelowego
Alternatywne względem powyższego rozwiązanie można uzyskać przez zastosowanie oświetlenia określonego obiektu docelowego. Jest to metoda oświetlenia sceny i jej otoczenia w taki sposób, aby oświetlone były tylko określone obszary ryzyka zamiast całej sceny obserwowanej przez kamerę. Technologia polegająca m.in. na strategicznym rozmieszczeniu oświetlaczy podczerwieni w celu oświetlenia obiektów docelowych bazuje na doborze właściwego oświetlenia do obszarów ryzyka w obserwowanym otoczeniu. Mogą być to bramy, wejścia i wyjścia, drogi i chodniki, gdzie istnieje duże prawdopodobieństwo pojawienia się intruzów. Podczas pełnego obrotu kamery (360°) jedynie dwa lub trzy obiekty docelowe mogą być obserwowane przy oświetleniu podczerwienią. Oświetlacze podczerwieni mogą być zamocowane na maszcie kamery i wokół niego w celu ciągłego oświetlania obiektów docelowych, co umożliwia efektywne monitorowanie kluczowych obszarów sceny przez kamerę.
Sposób 3 – Oświetlenie obszaru lokalnego
Niektóre warunki środowiskowe mogą wymagać umieszczenia oświetlacza podczerwieni z dala od kamery. Na przykład w miejscu instalacji kamery mogą istnieć ograniczenia związane z zasilaniem, które stwarzają potrzebę poprowadzenia dodatkowego okablowania. Pomiędzy kamerą i docelowym obszarem dozoru może także istnieć duża odległość, co wymaga więcej energii do oświetlenia oddalonego obszaru. W takich sytuacjach należy rozważyć instalację oświetlacza podczerwieni ponad określonym obiektem docelowym lub w jego pobliżu. W celu uzyskania najlepszych rezultatów należy prawidłowo dobrać kąt kamery w stosunku do typu oświetlenia podczerwienią oraz rozmieścić oświetlacze tak, aby zredukować cienie na obiekcie docelowym.
Sposób 4 – Kamera ze zintegrowanym oświetleniem podczerwienią – MIC1-400
Wbudowanie oświetlenia podczerwienią bezpośrednio w mechanizm uchylno-obrotowy sprawia, że wiązka podąża za kierunkiem obserwacji kamery. Technologia ta ma tę zaletę, że oświetlenie podczerwienią jest dostępne dla kamery niezależnie od jej położenia. Zasadniczo technologia osiąga rzeczywiste pokrycie 360° bez strat światła w obszarach nieoświetlonych. Zważywszy na to, że technologia jest dostępna przy użyciu konwencjonalnych mechanizmów uchylno-obrotowych, kamery kopułkowe MIC1-400 z funkcją obrotu, pochylenia i zoomu gwarantują szybsze działanie, mając jednocześnie znacznie mniejsze obudowy.
Integracja ramek
Niektóre kamery kopułkowe używają technologii integracji ramek w celu uzyskania wyraźnych obrazów w ciemnych scenach. Ponieważ technologia ta zwykle powoduje spowolnienie prędkości migawki oraz łączenie ramek, jest akceptowana tylko w ograniczonej liczbie zastosowań. Integracja ramek generalnie nie sprawdza się przy obrazowaniu poruszających się obiektów, gdyż w takim przypadku powoduje rozmycie obrazu oraz utratę szczegółów. Jeśli na przykład intruz porusza się podczas wykonywania „trasy” przez kamerę, zostanie on zarejestrowany w postaci rozmazanej plamy, a ważne informacje i szczegóły zostaną utracone. W rezultacie w nagraniu z systemu dozorowego będą znajdować się duże i potencjalnie brzemienne w skutkach przerwy.
Problem rozmycia ruchu spowodowany integracją ramek może być w łatwy sposób rozwiązany przez zapewnienie lepszego oświetlenia. Używając oświetlenia podczerwienią, kamera określa, czy oświetlenie sceny jest wystarczające. Jeśli jest, nie włącza trybu integracji ramek. Ruch w nocy przy wystarczającym oświetleniu podczerwienią jest odbierany tak samo, jak gdyby był rejestrowany w dzień: jest wyraźny, a krytyczne szczegóły są doskonale widoczne.
Podczerwień i wizyjna detekcja ruchu (Video Motion Detection – VMD)
Oprogramowanie do analizy obrazu, tak jak każde inne, wymaga aktualnych danych, aby działać prawidłowo. Bez aktualnych danych dla algorytmów, które mają być przetwarzane, nawet najbardziej zaawansowane oprogramowanie do analizy obrazu nie sprawdzi się. Konieczność zapewnienia odpowiednich danych odzwierciedla jedno z najstarszych praw informatycznych: Garbage In, Garbage Out (śmieci na wejściu, śmieci na wyjściu).
Technologia oświetlaczy podczerwieni umożliwia analizę obrazu w nocy i eliminuje źle oświetlone, zaszumione obrazy powstające zwykle przy niskim poziomie oświetlenia. Zaszumione obrazy, które są skutkiem ubogich danych, powodują problemy w działaniu oprogramowania do analizy obrazu, co prowadzi do nieprawidłowego obrazowania (renderowania, ang. rendering – przyp. red.). Zastosowanie oświetlaczy podczerwieni znacznie poprawia jakość obrazów, a tym samym umożliwia uzyskanie wysokiej rozdzielczości. Obrazy te z kolei służą jako dane wejściowe, które umożliwiają prawidłowe działanie oprogramowania do analizy. Podobnie jest w przypadku innych funkcji przetwarzających obraz, stosowanych w rejestratorach cyfrowych, rejestratorach sieciowych oraz cyfrowych systemach zarządzania obrazem, które nie zdają egzaminu w nocy. Wszystkie te funkcje, m.in. wizyjna detekcja ruchu, automatyczne alarmy, eliminowanie fałszywych alarmów, wyszukiwanie ruchu w obrazie, wykrywanie włamań, zapis zdarzeń, do prawidłowej pracy wymagają obrazów o wysokim stosunku sygnał/szum, a w złych warunkach oświetleniowych działają optymalnie, kiedy są używane w połączeniu z oświetleniem podczerwienią.
Podsumowanie
Istnieją cztery główne strategie efektywnego wykorzystania oświetlenia podczerwienią z kamerami obrotowymi:
- oświetlenie obszaru w zakresie 360°, gdy do pokrycia całego obszaru otaczającego kamerę AutoDome używanych jest kilka oświetlaczy podczerwieni;
- oświetlenie określonego obiektu docelowego, gdy oświetlacze podczerwieni są rozmieszczone tak, aby oświetlały tylko określone obszary lub obiekty;
- oświetlenie obszaru lokalnego, gdy oświetlacze podczerwieni są rozmieszczone w pobliżu określonych obiektów docelowych, które są monitorowane;
- bezpośrednia integracja z kamerami obrotowymi, gdy oświetlacze podczerwieni są przymocowane bezpośrednio do kamer i poruszają się wraz z nimi. Użycie oświetlenia podczerwienią przynosi także wymierne korzyści z punktu widzenia funkcjonalności technologii integracji ramek, wizyjnej detekcji ruchu oraz analizy obrazu.
Warto podkreślić, że każda z powyższych strategii odnosi się w tym samym stopniu do oświetlenia podczerwienią oraz do oświetlenia światłem widzialnym, które jest często wymagane w zastosowaniach, w których niezbędne jest nocne monitorowanie wizyjne w kolorze. Więcej informacji o oświetlaczach (refl ektorach) światła białego znajduje się w dokumentacji produktów AEGIS White Light firmy Bosch.
Bosch Security Systems
Zabezpieczenia 1/2009