Министерство внутренних дел Российской Федерации Главное управление вневедомственной охраны

УТВЕРЖДЕНО

Заместителем начальника ГУВО МВД России генерал-майором полиции А.В. Грищенко 8 декабря 2015 г.

Применение оборудования охранных телевизионных систем в условиях ограниченной видимости или других дестабилизирующих факторов

Рекомендации

Р 78.36.049-2015

Москва 2015

Рекомендации разработаны сотрудниками ФКУ НИЦ «Охрана» МВД России: А.А. Михайловым, А.В. Котельниковым, Ю В Тарасовой, М.В Ванжа под руководством к.т.н. А. А. Никитина и к.т.н. А.Г, Зайцева

Применение оборудования охранных телевизионных систем в условиях ограниченной видимости или других дестабилишрующих факторов. (Р 78.36.049-2015). — М.: НИЦ «Охрана», 2015. -111с.

В работе описаны физические принципы работы технических средств, позволяющих вести наблюдение за объектами в условиях ограниченной видимости, их тактико-технические характеристики, достоинства и недостатки данных устройств, их потенциальные возможности на основе физических принципов работы, критерии выбора данных устройств исходя из технико-экономических показателей и особенностей их работы, методы построения систем охранных телевизионных (СОТ) с использованием данного оборудования.

Также проведен анализ устойчивости видеокамер СОТ к внешним разрушающим воздействиям, указана взаимосвязь между характеристиками видеокамер и их реакцией на внешние воздействия, приведено обоснование технических решений при выборе типов видеокамер с точки зрения устойчивости к внешним воздействиям и разрушению на охраняемых объектах. Рассмотрены общие мероприятия по защите видеокамер от наиболее распространенных видов внешнего воздействия.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников, занимающихся вопросами установки и технического обслуживания систем охранных телевизионных

С¹ ФКУ НИЦ «Охрана» МВД России, 2016

Настоящий документ не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официазьного издания без /хгз/>ешения ФКУ НИЦ «Охрана» МВД России.

Реальная чувствительность высокочувствительных видеокамер

Несмотря на то, что заявленные характеристики высокочувствительных видеокамер достижимы только в определенных условиях, как правило, далеких от реальных условий наблюдения за объектами, чувствительность таких видеокамер достаточно высокая.

К примеру, высокочувствительные видеокамеры с режимом суммирования по кадрам и соседним пикселям превосходят по чувствительности человеческий глаз. При минимальной освещенности в «темной» комнате, при 15 минутой адаптации человеческого глаза, человек не может даже рассмотреть силуэт стандартной тестовой таблицы, используемой для определения характеристик видеокамер, а видеокамера при этих условиях показывает порядка 300 ТВЛ при соотношении сигнал/шум не ниже 30 дБ.

Вывод

Чувствительность видеокамеры является только ориентировочным параметром Но при этом, конечно, не стоит при паспортной чувствительности видеокамеры в 10 *³ лк, проектировать систему освещения объекта на уровне 10 ‘² лк.

11

1.1 Примеры видеокамер повышенной чувствительности

Образец №1. Аналоговая видеокамера «лень/ночь» с разрешением 680/700 ТВЛ, процессором Sony Effio-E и программным WDR

Рис. 3 Видеокамера образец №1

Видеокамера использует 1/3-дюймовую ПЗС-матрнцу Sony 960Н EXview HAD CCD II, процессор Sony Effio-E, имеет расширенный динамический диапазон 52 дБ и высокое разрешение 680/700 ТВЛ в цветном/черно-белом режимах Программный режим «день/ночь» видеокамеры наблюдения позволяет ей формировать цветное/черно-белое изображение при минимальных освещенностях 0.03/0.01 лк. а система шумоподавления 2D DNR обеспечивает четкость изображения при пониженном освещении.

Таблица I - Технические характеристики видеокамеры Образец Х«1

Тип «День/ночь» (Easy day/ninht) с WDR Чувствительный элемент 1/3” ПЗС SONY 960Н EXview HAD CCD II Количество пикселей матрицы 1024 x 596 Разрешение Цв 680 ТВЛ; Ч/б: 700 ТВЛ Минимальная освещенность Цв 0.03 лк (F1 0); Ч/б: 0 01 лк (F1 0) I Iponeccop DSP Sony Effio-E Отношение енгнал/шум Более 52 дБ (АРУ выкл.) I амма-коррскцпя 0,45 Электронный затвор видеокамеры Авто 1/50-1/100 000 сек. Ручной 1/50, FL 1/120, 1/250, 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/4000, 1/10000 сек Баланс белого ATW/PUSH/USER1 /USER2/ANTI CR/MANUAL/PUSH LOCK Режим «день-ночь» (программный) Авто (регулируемый порог переключения) / Цвст/Ч/б совместимость с ИК-прожектором Динамический диапазон (WDR) Программный, 128* (52 дБ) Видеовыход Композитный 75 Ом; BNC Компенсация встречной засветки HLC/BLC/OFF Шумоподавление 2D DNR АРУ 4 режима автоматического управления

Крепление объектива	C/CS (с адаптером)
Синхронизация	Внутренняя
Питание видеокамеры	12 В пост тока (10,8-39 VDCV24 В пер тока +/-10%
Потребляемая мощность	2,5 Вт
Диапазон рабочих температур	От -10 °С до+50 °С
Влажность (макс )	80% (без конденсата)

Обратен №2. Высокочувствительная видеокамера

Высокочувствительная видеокамера Образец №2 предназначена для круглосуточной работы в системах наблюдения с переменной или недостаточной освещенностью объектов Данная камера наблюдения используют 1/3” CCD-матрнцу и фирменный процессор, имеет функцию автоматического баланса белого, компенсации засветки фона, АРУ, режимы «день/ночь», формирует цветное/черно-белое изображение с разрешением 540 ТВЛ при освещенностях до 0,02/0,002 лк. Видеокамера выделяется среди аналогов малыми габаритами.

Для обеспечения высокой четкости изображения в тех случаях, когда наблюдение ведется за объектами, находящимися на ярком фоне, предусмотрена функция компенсации засветки, позволяющая процессору камеры анализировать яркость различных участков кадра и выравнивать фон Корректная цветопередача достигается при активной функции автоматического баланса белого, которая регулирует цветовую чувствительность камеры наблюдения так, чтобы формируемое изображение имело одинаковые уровни всех цветовых составляющих Компенсация недостатка освещения достигается путем уменьшения скорости электронного затвора или повышения коэффициента АРУ При этом камера позволяет корректировать АРУ в диапазоне 0-38 дБ и устанавливать выдержку электронного затвора от 1/50 до 1/100000 с.

13

Образец №3. Высокочувствительная миниатюрная камера

Миниатюрные камеры Образец №3 выпускаются в двух вариантах - с CCD матрицами формата 1/2" и 1/3”. Чувствительность составляет 0,0001 лк и 0,0002 лк, что позволяет нм осуществлять видеосъемку на объектах с недостаточным освещением без использования дополн1гтельной подсветки, в том числе и инфракрасной Даже при минимальных значениях освещенности модели данной серин формируют изображение, достаточно четкое для идентификации объектов

Рис. 5 Видеокамера Образец №3

Благодаря поддержке объективов с автодиафрагмой и наличию таких функций, как компенсация засветки фона. АРУ и гамма-коррекция, камера формирует четкое изображение с разрешением 570 ТВЛ, как при избыточной, так и при недостаточной освещенности. Процессор, помимо обработки видеосигнала, автоматически управляет выдержкой электронного затвора в пределах от 1/50 до 1/100000 с, доступно и ручное управление быстродействием затвора камеры. Соотношение снгнал/шум у обеих моделей превышает 50 дБ, что обеспечивает получение картинки, чистой от шумов.

Аналоговая камера Образец №3 потребляет не более 1,32 Вт и устойчива к перепадам напряжения.

Таблица 2 - Технические характеристики камер Образец №3

Чувствительный элемент 1/2" CCD-матрица 1/3" CCD-матрица Тип сканирования 2:1 чересстрочное Кол-во пикселей 795x596 Кол-во эффективных пикселей 752x582 Размеры пикселя 8.6x8.3 мкм 6,5x6,25 мкм Горизонтальное разрешение 570 ТВЛ Синхронизация Внутренняя

Видеовыход	Композитный. 1 В. 75 Ом
Отношение сигнал/шум	Не менее 50 дБ
Минимальная освещенность	0,0001 лк. F1.4 0,0002 лк. F1.4
Электронный затвор камеры	Фиксированные скорости: 1/50, 1/120, 1/250, 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/5000, 1/10000, 1/100000 с Регулируемые скорости 1/50-1/100000, 1/120-1/100000 с
АРУ	Высок 5-60 дБ. низк : 5-32 дБ
Гамма-коррекция	Высок 0,35, низк.: 0,45; выкл 1,0
Компенсация засветки фона	Вкл./выкл.
Крепление объектива	CS
Управление диафрагмой	Video/DC
Питание	12 В пост тока (± 10%)
Потребляемая мощность	1,32 Вт (110 мА) 1,26 Вт (105 мА)
Диапазон рабочих температур и относительной влажности	От -10 до +40 °С До 95%
1.2 Рекомендации по применению видеокамер повышенной чувствительности

При планировании включения в состав СОТ видеокамер повышенной чувствительности следует понимать, что заявленная чувствительность таких видеокамер 10 ‘³ - 10 '⁴ лк не будет являться гарантией выполнения задач, поставленных перед СОТ. Для получения максимальной эффективности системы в каждом конкретном случае следует учитывать наличие у видеокамер таких технологий как суммирование по соседним пикселям, электронное умножение, расширенный динамический диапазон, компенсация встречной засветки, система шумоподавления Кроме того, даже при высокой чувств1ггельности видеокамеры не следует пренебрегать качественной системой освещения на наблюдаемом объекте, а также следует учитывать, что оборудование СОТ видеокамерами с повышенными характеристиками обойдется дороже, чем оборудование объекта системой освещения

15

2 Видеокамеры с сум миронам нем по соседним пикселям н/нли но кадрам

Повышение чувствительности в данных видеокамерах осуществляется путем обмена разрешающей способности на увеличение чувствительности, при этом осуществляется суммирование заряда с двух соседних пикселей. Далее это процедура может повторяться, разумеется, что при этом с увеличением чувствительности пропорционально снижается разрешение.

Другой способ увеличения чувствительности состоит в том, чтобы суммировать сигнал по кадрам В этом случае количество кадров в секунду обменивается на чувствительность, чувствительность возрастает, а количество кадров в секунду падает. Наконец, возможна комбинация двух этих методов

2.1 Примеры видеокамер с суммированием по соседним пикселям н/илн по кадрам

«Ночные» видеокамеры Образен №1

В видеокамерах Образец №1 используются 2 вида "ночных" режимов, в которых работает накопление сигнала до воздействия шума. "Ночной режим 1", заключается в автоматическом обмене разрешающей способности камеры на чувствительность при малых уровнях освещённости. Максимальное число сложений равное 10 в камерах стандартного разрешения и 12 в камерах высокого разрешения приводит к пропорциональному росту чувствительности в 10-12 раз соответственно. "Ночной режим 2" режим заключается в увеличении времени накопления видеокамеры при уменьшении освещённости до 16 телевизионных кадров. Суммарный выигрыш чувствительности в режимах 1+2 достигает 100 раз

Рис 6

Внешний вид «ночных» видеокамер Образец №1»

СОДЕРЖАНИЕ

Введение............................................................................................................................................................7

1    Видеокамеры повышенной чувствительности.....................................................................................9

1.1    Примеры видеокамер повышенной чувств1ггельности..................................................12

1.2    Рекомендации по применению видеокамер повышенной чувствительности..............15

2    Видеокамеры с суммированием по соседним пикселям и/нли по кадрам.......................................16

2.1    Примеры видеокамер с суммированием по соседним пикселям и/или по кадрам......16

2.2    Рекомендации по применению видеокамер с суммированием по соседним пикселям

и/или по кадрам...........................................................................................................................18

3    «Противотуманные» камеры................................................................................................................19

3.1    Примеры «противотуманных» камер...............................................................................20

3.2    Рекомендации по применению видеокамер с суммированием по соседним пикселям

и/или по кадрам...........................................................................................................................21

4    Видеокамеры с электронным умножением (EM-CCD-камсры)........................................................22

4.1    Принцип работы матрицы EM-CCD................................................................................22

4.2    Архитектура ЕМ-CCD матрицы.......................................................................................23

4.3    Примеры ЕМ-CCD камер..................................................................................................24

4.4    Рекомендации по применению видеокамер с электронным умножением...................33

5    Электронно-оптические преобразователи света (ЭОП)....................................................................34

5.1    Активно-импульсные ЭОП...............................................................................................38

5.2    Примеры активно-импульсных приборов.......................................................................39

5.3    Рекомендации по применению активно-импульсных приборов...................................46

6    Тепловизоры..........................................................................................................................................47

6.1    Рекомендации по применению тепловизоров.................................................................52

7    Приемники терагерцового (миллиметрового) диапазона..................................................................53

7.1    Мобильная радиолокационная станция миллиметрового диапазона Образец №1.....56

7.2    Сверхшнрокополосные технологии для охраны территории........................................60

7.3    Перспективные разработки в области терагерцового наблюдения...............................62

7.4    Рекомендации по применению приемников терагерцового диапазона........................67

8    Комбинация обзорной РЛС с видеокамерой или тепловизором.......................................................68

8 1 Рекомендации по применению комбинации обзорной РЛС с видеокамерой или тепловизором...............................................................................................................................78

9    Камеры машинного зрения...................................................................................................................80

9.1    Пример камер машинного зрения.....................................................................................81

10    Взаимосвязь между характеристиками видеокамер и их реакцией на    внешние воздействия.......83

10.1    Основные характеристики видеокамер, с точки зрения влияния на них внешних

световых воздействий.................................................................................................................83

10.2    Обоснование технических решений и подходы при выборе различных видеокамер 85

11    Технические и организационные меры, направленные на повышение защищенности

телевизионных камер наблюдения от внешних криминальных во (действий (на основе НИР по теме К.4.И.07.2014).................................................................................................................................................87

11.1    Рекомендации по защите видеокамер от воздействия лазерного луча.........................89

12    Принципы выбора класса оборудования обнаружения целей при ограниченной видимости для

охраны предприятий топливно-энергетического комплекса (ТЭК)..........................................................90

12.1    Оборудование объектов Топливно-Энергетического Комплекса (ТЭК)

вандалозашищенными видеокамерами.....................................................................................95

12.2    Периметр особо важного объекта.....................................................................................97

13    Заключение.............................................................................................................................................99

14    Список использованных источников.................................................................................................103

Приложение I. Эффективность различных типов воздействия на видеокамеру...................................104

Приложение 2. Длинна волны ихлучения и видимость его глазом.........................................................107

Приложение 3. Примеры оборудования, обеспечивающего защиту от внешнего электромагнитного воздействия...................................................................................................................................................108

3

Сокращения и определения

AWB (Auto White Balance) - баланс белого. Представляет собой специальную функцию, которая позволяет видеокамере в автоматическом режиме осуществлять регулировку белого цвета, при этом устанавливая так называемую температуру изображения цвета таким образом, чтобы получившиеся цвета на получаемом изображении имели те же оттенки и выглядели в точности также, как происходит их восприятие невооруженным глазом.

BLC (Back Light Compensation), HLC (High Light Compensation) - технология, позволяющая выровнять экспозицию кадра, в котором яркий источник света препятствует наблюдению за объектом.

BNC (BNC - Bayonet Neill - Concelman) - электрический разъем с байонетной фиксацией, служит для подключения коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 или 75 Ом и диаметром до 8 мм.

ЕМ-CCD (Electron Multiplying Charge-Coupled Device) - прибор с зарядовой связью с электронным умножением.

WDR (Wide Dynamic Range, Digital Wide Dynamic Range) - широкий динамический диапазон - технология формирования видеоизображения, при которой каждый кадр формируется из нескольких, снятых с различной выдержкой. Такая обработка позволяет получить кадр с равномерной засветкой, без излишне затемненных и псресвечснных участков.

А НЛП - активно-импульсная лазерная подсветка

АРУ (AGC) - автоматическая регулировка усиления (automatic gain control) - процесс, при котором выходной сигнал устройства автоматически поддерживается постоянным по некоторому параметру (например, амшнггуде простого сигнала или мощности сложного сигнала), независимо от амплитуды (мощности) входного сигнала. Применительно к видеонаблюдению - свойство камеры автоматически изменять коэффициент усиления каждого вндеотракта в зависимости от уровня сигнала: автоматическая регулировка усиления сглаживает изменения уровня видеосигнала и позволяет получить качественную картинку на видеомониторе при малой освещенности объекта Как правило, диапазон регулировки усиления ограничивается диапазоном 12-20 дБ (т е. 4-10 раз), так как большее увеличение усиления видеосигнала приводит к высокому зашумлению и ухудшению изображения.

ПК* - инфракрасный.

4

КМОП (CMOS) - комплементарная структура металл-окснд-полупроводннк, (complementary metal-oxide-semiconductor) - специализированная аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных фотодиодов, выполненная на основе кремния, использующая технологию КМОП. Отличительной особенностью схем КМОП по сравнению с биполярными технологиями является малое энергопотребление в статическом режиме.

КПД - коэффициент полезного действия - характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой.

КРТ - соединение кадмнй-ртуть-теллур

НИР - научно-исследовательская работа

ОПС - охранно-пожарная сигнализация.

ПЗС (CCD) матрица - прибор с зарядовой связью (Charge-Coupled Device) -специализированная аналоговая интегральная микросхема. состоящая из светочувствительных фотодиодов, выполненная на основе кремния, использующая технологию ПЗС.

ПН В - прибор ночного видения

ППКОП - прибор приемно-контрольный охранно-пожарный

РЛС - радиолокационная станция.

СКУД - система контроля и управления доступом

СОТ - система охранная телевизионная.

ТВЛ - вертикальные телевизионные линии - параметр, определяющий разрешающую способность устройства в аналоговом телевидении.

ТЭК - топливно-энергетический комплекс.

ЭОП - электронно-оптический преобразователь - вакуумный фотоэлектронный прибор для преобразования невидимого глазом изображения (в ближнем инфракрасном, ультрафиолетовом или рентгеновском спектре) в видимое, либо для усиления яркости видимого изображения

.Мнкробо.юметр. Принцип действия микроболометра основан на изменении электрического сопротивления термочувствительного элемента вследствие нагревания под воздействием поглощаемого потока электромагнитной энергии Основной компонент болометра - очень тонкая пластинка из проводящего материала, зачерненная для лучшего поглощения излучения. Из-за своей малой толщины пластинка под действием излучения быстро нагревается и ей сопротивление повышается Для измерения малых отклонений

5

сопротивления пластинки её включают в мостовую схему, которую балансируют при отсутствии засветки. Металлические болометры часто подсоединяют через трансформаторный вход, так как у них очень малое собственное сопротивление.

В качестве материалов для металлических болометров используют платину, никель, золото, для полупроводниковых - сплавы окислов никеля, кобальта, марганца.

Полупроводниковый болометр состоит из двух плёночных (толщиной до Юмкм) термисторов. Один из термисторов, непосредственно подвергающийся облучению, является активным. Второй - компенсационный. Он экранирован от внешнего излучения и предназначен для компенсации изменений температуры окружающей среды. Оба термистора помещаются в общий герметичный корпус.

Элемент Пельтье — это термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого базируется на эффекте Пельтье — возникновении разности температур при протекании электрического тока. В основе работы элементов Пельтье лежит контакт двух токопроводящих материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. При протекании тока через контакт таких материалов, электрон должен приобрести энергию, чтобы перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника При поглощении этой энергии происходит охлаждение места контакта полупроводников. При протекании тока в обратном направлении происходит нагревание места контакта полупроводников, дополнительно к обычному тепловому эффекту'.

Элемент Пельтье состоит из одной или более пар небольших полупроводниковых параллелепипедов - одного n-типа и одного р-тнпа в паре (обычно теллурида висмута. Bi2Te3 и германида кремния), которые попарно соединены при помощи металлических перемычек. Металлические перемычки одновременно служат термическими контактами и изолированы непроводящей плёнкой или керамической пластинкой. Пары параллелепипедов соединяются таким образом, что образуется последовательное соединение многих пар полупроводников с разным типом проводимости, так чтобы вверху были одни последовательности соединений (п->р), а снизу противоположные (р->п). Электрический ток протекает последовательно через все параллелепипеды. В зависимости от направления тока верхние контакты охлаждаются, а нижние нагреваются — или наоборот. Таким образом, электрический ток переносит тепло с одной стороны элемента Пельтье на противоположную и создаёт разность температур

Если охлаждать нагревающуюся сторону элемента Пельтье, например при помощи радиатора и вентилятора, то температура холодной стороны становится ещё ниже. В одноступенчатых элементах, в зависимости от типа элемента и величины тока, разность температур может достигать приблизительно 70 К.

При работе систем охранных телевизионных (СОТ) большое значение имеет возможность обнаружения объектов наблюдения в условиях ограниченной видимости Часто климатические условия существенно ограничивают уровень освещенности наблюдаемых объектов В то же время часто по тактическим соображениям необходимо скрыть сам факт видеонаблюдения. Использование инфракрасной подсветки ближнего диапазона существенно не влияет на ситуацию, поскольку она достаточно уверенно регистрируется стандартными видеокамерами, электронно-оптическим приборами (ЭОП), и наблюдается даже в стандартный прицел ПСО (прицел снайперский оптический). Иногда подсветку объекта наблюдения не удается реализовать по техническим или экономическим соображениям Не менее важно обеспеч1пъ работоспособность СОТ при воздействии дестабилизирующих факторов, таких как внешние разрушающие воздействия.

Примечание. В любых случаях, когда можно осуществлять сташкзртную подсветку цели внешним источником света это на<)о делать, поскольку за необходимость работать при недостаточнои естественной освещенности или за отказ от внешнего осветителя придется /засп/атиться значительным удорожанием оборудования и решить при этом массу технически проблем.

В данных рекомендациях рассмотрено, какое оборудование способно решить проблему наблюдения за объектами в условиях недостаточной освещенности:

-    видеокамеры повышенной чувствительности;

-    видеокамеры с суммированием по соседним пикселям н/илн по кадрам;

-    «противотуманные» видеокамеры;

-    видеокамеры с электронным умножением (EM-CCD-камеры);

-    электронно-оптические преобразователи;

-    стробируемые электронно-оптические преобразователи,

-    тепловизоры;

-    приемники терагерцового диапазона (миллиметрового диапазона);

-    комбинация обзорной РЛС с видеокамерой или тепловизором.

Также в рамках рекомендаций дан краткий обзор оборудования, физических принципов работы и примеры на основе отдельных образцов.

Примечание. Другую классификацию данных устройств можно провести по диапазону регистрируемых длин волн. В первых шести вышеуказанных пунктах устройства /юботают в видимом диапазон длин волн (0.3- 1.1мкм), тепловизоры работают в диапазоне волн 3-5 мкм или 8-12 мкм, приемники терагерцового диапазона /юботают в диапазоне волн

от 30 мкм до Змм. РЛС' перекрывают диапазон длин волн от десятков милшметров до единиц мет/н/в.

Не пе/нкрытые участки длин волн объясняются особенностями расщюстранения радиоволн в среде, окнами прозрачности в атмосфере для определенных длин волн (например, для тетовизоров) и трудностью создания приемников на данный диапазон (например, терагерцовой диапазон).

Следует учесть, следующую тенденцию: с ростом длины волны уменьшается поглощение энергии научения в среде, но при этом зюдает ра {решающая способность. Действительно, если длина регистрируемого научения соспинияет санти метры, то мы не можем получить детализацию объекта в миллимет/зах. И серьезных системах наблюдения используются многоспект/ниьные с/зедства вндеонаблкнЗения. так средства космического видеонаблюдения используют длины волн от ультрафиолета (10-400 нм), до датьнего инф/юк/засного научения (8-12 мкм). (’ учетом развернутых спутников радиолокационного наблнязения можно сказать, что орбитазьная мимическая группировка использует весь перечиаенный выше диапазон длин волн.

На основе научно-исследовательском работы по теме К 4 И.07.2014 «Исследование устойчивости телевизионных камер видеонаблюдения к внешним разрушающим воздействиям», шифр «Воздействие», проведенной в 2014 году, проведен анализ устойчивости видеокамер СОТ к внешним разрушающим воздействиям, указана взаимосвязь между характеристиками видеокамер и их реакцией на внешние воздействия, приведено обоснование технических решений при выборе типов видеокамер с точки зрения устойчивости к внешним воздействиям и разрушению при установке видеокамер на охраняемых объектах. Рассмотрены общие мероприятия по защите видеокамер от наиболее распространенных видов внешнего воздействия.

8

I Видеокамеры повышенной чувствительности

Заявленная чувствительность таких видеокамер составляют 10 *³ или лаже 10 ⁴ люкс Данные видеокамеры при обеспечении указанных параметров могли бы полностью решить вопрос наблюдения при плохом освещении, однако, на практике эти видеокамеры не способны показать настолько выдающиеся результаты Рассмотрим эту проблему подробнее

Измерение чувствительности видеокамеры в люксах (люксметром)

Измерение светового потока в люксах (лк) пришло из фотографии Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 м² при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 люмен (лм):

I лк = 1 л м/м²

В свою очередь один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, с силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан:

I лм = 1 кд * ср (= 1 лк х м²)

где, кандела (кд) - сила света в данном направлении от источника монохроматического излучения с длиной волны 555,5 нм и с интенсивностью излучения в этом направлении, равной 1/683 Вт в телесном угле, равном одному стерадиану.

Более корректное понятие чувствительности можно получить, понимая под этим отношение энергии электрического сигнала в единицу времени, снимаемой с матрицы видеокамеры, к энергии оптического излучения, попадающего в единицу времени на матрицу от излучателя:

S Р ад. фоюлриошнка/Р опт.

Для корректного определения Р _0|П    необходимо    учитывать    энергию    фотонов    на

разных длинах волн, поскольку:

h <с

X

где h-постоя иная планка, с - скорость света, \ - длина волны.

Из-за сложности измерении данная методика определения чувствительности находит применение только в лабораторных условиях При этом надо учесть, что современные матрицы видеокамер имеют чувствт-елыюсть. существенно сдвинутую в инфракрасную область. Типичная спектральная характеристика чувствительности ПЗС приведены на Рис. 2.

Таким образом, если осуществлять подсветку в ИК - области, допустим на 0,7 мкм, а измерять люксы в диапазоне 0,55 мкм. то получим освещенность 0 лк при мощности осветителя, к примеру, в 100 Вт Необходимо ещё учесть, что при указании чувствительности, обычно не указывают количество ТВ-лнннй при данной освещенности, соотношение сигнал/шум. относительное отверстие объектива и т.д.

Следовательно, если мы видим в таблице чувствительность 0,0001 лк, разрешение 570 ТВЛ, отношение сигнал/шум более 52 дБ, то надо понимать, что эти параметры не достижимы одновременно

10