La visió nocturna en una càmera oculta és la capacitat de capturar vídeo utilitzable quan la llum visible és molt baixa o absent. A la majoria de càmeres ocultes compactes, això s'aconsegueix ambil·luminació infraroja (IR).. Els LED IR il·luminen l'escena amb llum infraroja propera-, la lent recull la llum reflectida i el sensor d'imatge la converteix en un senyal de vídeo.
Aquest procés permet que una càmera de visió nocturna d'infrarojos continuï gravant després que les imatges de llum visible-normals esdevinguin ineficaces.
Què és la visió nocturna en una càmera oculta?
La majoria dels sistemes de visió nocturna amb càmeres ocultes fan servirvisió nocturna infraroja activa. "Activa" vol dir que la càmera proporciona la seva pròpia il·luminació en lloc de dependre només de la llum existent a l'habitació.
Els LED infrarojos emeten longituds d'ona fora o prop de la vora de la sensibilitat visual humana normal. Els objectes de l'escena reflecteixen part d'aquesta llum IR cap a la càmera. El sensor d'imatge captura aquests reflexos i els utilitza per formar la imatge nocturna.
Això és diferent de imatges de llum-escassa o estrellada, que depèn de la llum ambiental disponible. La visió nocturna IR activa pot continuar funcionant fins i tot quan no hi ha llum visible útil a l'escena.
Com funciona la visió nocturna per infrarojos en una càmera oculta?
El procés de treball és senzill.
Quan la llum ambiental baixa per sota d'un nivell definit, la càmera passa al mode nocturn. Els seus LED IR comencen a il·luminar el camp de visió amb llum infraroja propera-.
Aquesta llum incideix en parets, mobles, persones i altres objectes. Una part es reflecteix cap a la càmera.
Ellentrecull la llum infraroja reflectida i la dirigeix cap aSensor d'imatge CMOS. El sensor converteix els fotons entrants en dades d'imatge elèctrica. El processador de senyal d'imatge de la càmera, o ISP, ajusta l'exposició, el soroll, el contrast i altres paràmetres d'imatge abans de produir el vídeo final.
El camí complet de la imatge és el següent:
LED IR → Escena → IR reflectit → Lent → Sensor CMOS → ISP → Imatge nocturna
Com que la visió nocturna d'infrarojos es basa principalment en la informació IR en lloc de la informació de color de la llum visible-normal, la imatge resultant sol ser en blanc i negre.
Quins components fan que la visió nocturna funcioni?
La visió nocturna no la crea un component. Depèn del treball conjunt de diverses parts òptiques i electròniques.
LED IR
Els LED IR proporcionen la il·luminació necessària quan la llum visible és insuficient. La seva sortida, la seva longitud d'ona, el seu posicionament i la seva cobertura afecten la uniformitat amb què s'il·lumina l'escena.
Més LED no signifiquen automàticament una millor visió nocturna. Una mala col·locació del LED pot crear zones lluminoses, vores fosques o exposició desigual.
Sensor d'imatge i lent
La lent recull la llum infraroja reflectida i la dirigeix cap al sensor. El sensor d'imatge-normalment CMOS de les càmeres compactes modernes-converteix aquesta llum en una imatge electrònica.
La sensibilitat del sensor és molt important en el rendiment-de poca llum. Les dimensions del sensor, les característiques dels píxels i el disseny òptic poden afectar la quantitat d'informació útil de la imatge que es captura. Per a una explicació més profunda, vegeucom la mida del sensor de la càmera afecta el rendiment-de poca llum.
Una resolució de vídeo més alta per si sola no garanteix una imatge nocturna més neta si el sensor no capta prou llum.
-Filtre de tall IR
AnFiltre de tall-IRés un filtre òptic utilitzat per bloquejar les longituds d'ona d'infrarojos durant el funcionament diürn normal.
A la llum del dia, ajuda a mantenir colors més precisos evitant que l'excés d'IR arribi al sensor. A la nit, moltes càmeres de dia/nit mouen el filtre fora del camí òptic perquè el sensor pugui rebre més llum infraroja.
Aquest mecanisme de commutació és una de les raons clau per les quals una càmera pot produir imatges de color normals durant el dia i imatges d'infrarojos monocroms a la nit.
Visió nocturna per infrarojos versus visió nocturna-de poca llum
Les imatges d'infrarojos i de poca llum-resolven un problema similar, però ho fan de manera diferent.
|
Tecnologia |
Font de llum |
Funciona sense llum ambiental visible? |
Imatge Típica |
|
Visió nocturna IR activa |
Llum infraroja{0}}generada per càmera |
Sí |
Normalment en blanc i negre |
|
Imatge de-llum baixa / Starlight |
Llum visible ambiental existent |
No, cal una mica de llum |
Pot romandre de color |
Visió nocturna infraroja activa
Una càmera de visió nocturna IR crea la seva pròpia il·luminació. Això fa que l'IR actiu sigui adequat per a entorns on la llum visible útil pot desaparèixer completament.
Aquest enfocament s'utilitza en diferents factors de forma compacta, inclosos productes com ara acàmera detector de fum amb visió nocturna, on el sistema IR ha de funcionar dins d'un recinte interior fix.
Imatge de-llum baixa o llum d'estrelles
Les càmeres de poca-il·luminació utilitzen sensors sensibles i processament d'imatges per aprofitar millor la llum ambiental feble, com ara l'enllumenat públic o una altra il·luminació residual.
Poden produir imatges en color en condicions en què les càmeres convencionals tindrien problemes, però encara necessiten una mica de llum útil.
La distinció clau és senzilla:les imatges-de poca llum fan servir la llum disponible; La visió nocturna IR activa proporciona la seva pròpia il·luminació.
850 nm vs . 940nm infrarojos: quina diferència hi ha?
850 nm i 940 nm són dues longituds d'ona de l'infraroig proper-comú que s'utilitzen en sistemes de visió nocturna.
|
Paràmetre |
850nm IR |
940nm IR |
|
Tipus infrarojos |
Infraroig proper{0} |
Infraroig proper{0} |
|
Emissor visible resplendor |
Alguns emissors poden mostrar una lleugera resplendor vermella |
Normalment menys visible |
|
Resposta típica del sensor |
Sovint més fort |
Sovint més baix que a 850 nm |
|
Disseny d'il·luminació |
Generalment eficient |
Pot requerir una sortida diferent o una coincidència del sensor |
Cap de les dues longituds d'ona és automàticament "millor".
Un sistema de 850 nm pot proporcionar una resposta del sensor més forta i una il·luminació eficient. Un disseny de 940 nm pot reduir la brillantor de l'emissor visible, però molts sensors d'imatge tenen una sensibilitat més baixa a aquesta longitud d'ona.
Escollir entre ells és un compromís d'enginyeria-que implica la resposta del sensor, el consum d'energia, el rang d'il·luminació i el disseny del producte.
Què afecta l'abast de la visió nocturna i la qualitat de la imatge?
No hi ha un rang òptim de visió nocturna universal. La distància indicada d'una càmera només té sentit si es considera juntament amb el sistema d'imatge complet i les condicions de prova.
Il·luminació IR
El rang de visió nocturna depèn en gran mesura de la sortida IR, la longitud d'ona, la cobertura del feix i l'alineació del LED. Un feix IR estret i fort pot arribar més lluny, mentre que un camp de visió més ampli requereix la il·luminació per cobrir una àrea més gran.
Rendiment del sensor i de la lent
La sensibilitat del sensor i el rendiment de la lent determinen amb quina eficàcia la llum IR reflectida arriba i és capturada pel sistema d'imatge.
La resolució importa per als detalls registrats, però4K no significa automàticament una millor visió nocturna. Una càmera d'alta-resolució encara pot produir imatges nocturnes sorolloses o febles si la il·luminació i la sensibilitat a la llum-baixa són deficients.
El mateix principi s'aplica quan es comparen les especificacions de megapíxels de les càmeres de seguretat: la resolució i el rendiment d'imatges amb poca llum-s'han d'avaluar per separat. El nostre Comparació de resolució de càmeres de seguretat de 5MP i. 8MPexplica aquesta distinció amb més detall.
Distància i Entorn
El rendiment de la visió nocturna també canvia amb la distància del subjecte, la llum ambiental, la reflectivitat dels objectes i les superfícies properes.
Un objecte molt reflectant a prop de la lent pot semblar sobreexposat, mentre que un subjecte fosc o llunyà pot reflectir molta menys energia infraroja a la càmera.
Per tant, la visió nocturna s'ha d'avaluar com un sistema complet, no com una especificació única.
Per què la visió nocturna és més difícil en una càmera oculta?
Les càmeres ocultes compactes tenen molt menys espai per a òptiques, LED IR, components de PCB, sistemes d'alimentació i gestió de calor que les càmeres CCTV més grans.
Això crea diverses limitacions d'enginyeria al mateix temps:
Espai limitat per a la col·locació de LED IR
Petites dimensions de la lent i el recinte
Pressupost d'energia o bateria restringit
Calor generada per electrònica contínua i il·luminació IR
Selecció de sensors i lents dins d'una estructura compacta
Interval de visió nocturna requerit en funció de la mida del dispositiu
L'augment de la sortida IR pot millorar la il·luminació, però també pot augmentar el consum d'energia i la càrrega tèrmica. Un rang d'objectiu més llarg pot requerir canvis en la disposició del LED, l'òptica, l'elecció del sensor o el disseny de la carcassa.
Aquestes compensacions-també varien segons la forma del producte. Un molt compactemini càmera espia amb visió nocturnaté diferents limitacions d'espai i potència d'un dispositiu alimentat contínuament, com ara aCarregador de paret USB càmera oculta amb visió nocturna.
El repte no és simplement fer que la visió nocturna funcioni. Està equilibrant la il·luminació, la qualitat de la imatge, el consum d'energia, la calor i la mida del producte dins d'un espai molt limitat.
Preguntes freqüents sobre la visió nocturna de la càmera oculta
Pot una càmera oculta veure en la foscor total?
Una càmera oculta amb il·luminació infraroja activa pot funcionar sense llum ambiental visible perquè els seus LED IR proporcionen la il·luminació necessària pel sensor d'imatge. Una càmera que només es basa en imatges amb poca-il·luminació encara necessita una mica de llum disponible.
Per què la visió nocturna sol ser en blanc i negre?
El mode nocturn d'infrarojos es basa principalment en la informació d'infrarojos propers-en lloc de la informació completa del color de la llum visible-que s'utilitza durant les imatges diürnes. Per aquest motiu, la majoria dels sistemes IR actius mostren la imatge nocturna en monocrom.
4K significa una millor visió nocturna?
No. 4K augmenta el detall espacial gravat, però la visió nocturna també depèn de la sensibilitat del sensor, el rendiment de la lent, la il·luminació IR, l'exposició i el processament d'imatges.
És el mateix la visió nocturna infraroja que la imatge tèrmica?
No. Captures de visió nocturna infraroja convencionalsreflectida prop de-la llum infraroja. La imatge tèrmica detecta la radiació infraroja relacionada amb la calor emesa pels objectes. Són tecnologies d'imatge diferents.
Conclusió
La visió nocturna de la càmera oculta normalment funciona il·luminant una escena fosca amb llum infraroja i capturant l'IR reflectit amb una lent i un sensor d'imatge. El resultat final depèn de tot el sistema d'imatge, inclosa la longitud d'ona IR, la sensibilitat del sensor, l'òptica, la commutació de tall-IR, el processament d'imatges, la potència i el disseny físic.
Allcamdesenvolupa i fabrica productes de càmeres mini i ocultes i dóna suport a projectes OEM/ODM que impliquen selecció de sensors i lents, disseny de PCB i estructura, configuració de visió nocturna, firmware i personalització de productes relacionats. Si esteu avaluant el disseny d'una càmera de visió nocturna o desenvolupant un producte personalitzat, poseu-vos en contacte amb nosaltres per discutir els vostres requisits tècnics i l'aplicació objectiu.