Show content

ИК-подсветка - сколько метров?

Форум Системы безопасности / Форум Видеонаблюдение /

04.03.2015 18:04:06

ИК-подсветка нужна не для видеонаблюдения, а для подсматривания. Например, за "человеком, похожим на генерального прокурора" (помните еще?). Для негласного сбора видеоинформации.

Парадоксы и недоразумения использования ИК-подсветки с цветными видеокамерами

Применение цветных камер с ИК-подсветкой имеет ряд особенностей и весьма спорных моментов. Рассмотрим подробнее некоторые парадоксы и недоразумения современного применения ИК-подсветки в системах видеонаблюденияНиколай ЧураНезависимый эксперт

Развенчание ИК-мифа

Некая эксклюзивная эффективность ИК-подсветки не вполне соответствует реальности ни по эффективности самих излучателей, ни по использованию данного излучения телекамерой. Так, например, эффективность преобразования энергии питания светодиодов в практически монохромное ИК-излучение в диапазоне 850–950 нм не превышает 10–13% (КПД). Из современных источников видимого света этому уступают только традиционные и устаревшие лампы накаливания (4,5–6,8%). КПД остальных распространенных современных источников света лежит в диапазоне от 10–14% для галогенных и до 23–36% для люминесцентных ламп. КПД металлогалогенных и натриевых ламп достигает даже 45–60%.

Эффективность же использования телекамерой (чувствительность на длине волны генерации светодиода относительно интегрального видимого спектра) излучения ИК-подсветки 850 и 950 нм составляет около 7 и 4% для CCD Exview HAD. Для самых современных матриц SONY CCD Exview HAD II и CMOS Exmor эта эффективность достигает 16 и 12% соответственно.

Очевидно, при любой возможности предпочтительно использовать видимое (белое) освещение, тем более для цветных камер, пусть даже это будет режим "ночь"

- See more at: http://www.secuteck.ru/articles2/videonabl/paradoksy-i-nedorazumeniya-ispolzovaniya-ik-podsvetki-s-tsvetnymi-videokamerami/#sthash.LkF4ivvg.dpuf

04.03.2015 19:50:33

Некая эксклюзивная эффективность ИК-подсветки не вполне соответствует реальности ни по эффективности самих излучателей, ни по использованию данного излучения телекамерой. Так, например, эффективность преобразования энергии питания светодиодов в практически монохромное ИК-излучение в диапазоне 850–950 нм не превышает 10–13% (КПД). Из современных источников видимого света этому уступают только традиционные и устаревшие лампы накаливания (4,5–6,8%). КПД остальных распространенных современных источников света лежит в диапазоне от 10–14% для галогенных и до 23–36% для люминесцентных ламп. КПД металлогалогенных и натриевых ламп достигает даже 45–60%. Эффективность же использования телекамерой (чувствительность на длине волны генерации светодиода относительно интегрального видимого спектра) излучения ИК-подсветки 850 и 950 нм составляет около 7 и 4% для CCD Exview HAD. Для самых современных матриц SONY CCD Exview HAD II и CMOS Exmor эта эффективность достигает 16 и 12% соответственно.

На сегодня это устаревшая информация. Например, первый попавшийся диод OSRAM SFH 4715 излучает 630mW на 850нм при токе 1А и падении напряжения 1,5V, то есть КПД 0.63/(1.5*1)=42%

http://www.osram-os.com/Graphics/XPic5/00100752_0.pdf/SFH%204715%20%20Lead%20%28Pb%29%20Free%20Product%20-%20RoHS%20Compliant.pdf

Если сравнить по эффективности с люминесцентной лампой, то получим:

Для люминисцента световая отдача 50лм/Вт Спектральная эффективность для ExView HAD день/ночь=0,3лм/лм

То есть один ватт люминесцента даст 50*0,3=15 эквивалентных люменов галогенной лампы

Для SFH 4715 КПД 42% Спектральная эффективность для ExView HAD день/ночь и 850нм 34лм/Ватт

То есть один ватт SFH 4715 даст 0,42*34=14 эквивалентных люменов галогенной лампы

Как видим, эффективность современных ИК диодов для сенсора ExView HAD день/ночь близка к эффективности люминисцентной лампы. Однако, поток излучения ИК диода нетрудно сфокусировать в пределах поля зрения камеры. С люминисцентом сложнее.

05.03.2015 17:45:00

Надо понимать что данный реферат

первый попавшийся диод OSRAM SFH 4715 .....то есть КПД 0.63/(1.5*1)=42%

посещается

- "вчерашним жертвам ЕГЭ" - "завтрашним жертвам бакалавриата"

;-)

Если сравнить по эффективности с люминесцентной лампой, то получим:

SFH 4715 излучает 630mW на 850нм при токе 1А и падении напряжения 1,5V, Half angle ± 45 °, то КПД

= (0.63/(1.5*1)) / (360/(45*2)) =

= (0.63/(1.5*1))/(360/90) =

= (0.63/(1.5*1))/4 = 10,5%

;-)

Однако, поток излучения ИК диода нетрудно сфокусировать в пределах поля зрения камеры.

А поле зрения (основание нашего конуса) на котором будет сфокусирован наш ИК поток - по видимому будет являться исключительно катафотом.

:-))

Во первых, 1,33 неравномерность освещения по полю зрения - это мелочь, которую на реальных снимке можно и не заметить.

На реальных, как вы выразились снимках: - неравномерность сцены освещенной фронтальной ИК с ослабленной освещенностью на краю основания конуса в 1.33 раза - после того как данная сцена будет спроецированная на матрицу ВК составит уже 1.33^2=1,7689 раза для края матрицы, и то только для случаев если основание конуса будет идеальным катафотом для ИК спектра.

Во вторых, 60 градусов это довольно большой угол для ИК осветителя.

60-70 градусов самый распространенный угол для большинства случаев использования "охранного" видоеонаблюдения, т.е. ради ИК в 100 метров - все камеры со стандартным углом: - даешь в топку паровоза!

Если разговор о дальности в десятки метров то угол должен быть в разы меньше. А значит 1,33 устремится к единице.

Ну что же тогда не использовать лазерный луч - тогда не то что искажения но и сам угол будет стремиться к единице.

06.03.2015 07:03:08

SFH 4715 излучает 630mW на 850нм при токе 1А и падении напряжения 1,5V, Half angle ± 45 °, то КПД = (0.63/(1.5*1)) / (360/(45*2)) = = (0.63/(1.5*1))/(360/90) = = (0.63/(1.5*1))/4 = 10,5%

Здесь две принципиальные ошибки:

Во первых, излучаемая мощность концентрируется линзой в пределах угла излучения, а не вырезается этим углом. Чем меньше угол излучения, тем больше сила излучения при одной и той же мощности излучения. Во вторых, в своих расчетах вы оперируете плоскими углами, а надо оперировать телесными углами.

Расчеты это явно не ваш конек, Вадим.

А поле зрения (основание нашего конуса) на котором будет сфокусирован наш ИК поток - по видимому будет являться исключительно катафотом.

В природе наиболее распостранено диффузное отражение, поэтому разумно считать что сцена обладает именно диффузным отражением.Если строго подходить к определению освещенности плоской поверхности, то надо считать проекцию вектора силы излучения на нормаль к поверхности. То есть для вычисления освещенности на границе конуса с углом 60 градусов надо умножить силу излучения в этом направлении на COS(30) = 0,87. Однако это имело бы смысл если бы сцена была плоской. Реальные предметы на сцене состоят из поверхностей расположенных под разными углами. Поэтому влияние ослабления освещенности из за изменения угла вектора силы излучения в пределах угла излучения на реальных снимках будет сильно размыто.

На реальных, как вы выразились снимках: - неравномерность сцены освещенной фронтальной ИК с ослабленной освещенностью на краю основания конуса в 1.33 раза - после того как данная сцена будет спроецированная на матрицу ВК составит уже 1.33^2=1,7689 раза для края матрицы, и то только для случаев если основание конуса будет идеальным катафотом для ИК спектра.

1,33 это уже 1/0,866 в квадрате. Второй раз его возводить в квадрат не нужно.

60-70 градусов самый распространенный угол для большинства случаев использования "охранного" видоеонаблюдения, т.е. ради ИК в 100 метров - все камеры со стандартным углом: - даешь в топку паровоза!

Угол излучения имеет большое влияние на силу излучения, а значит на освещенность. Не зря в камерах Axis стоят диоды с разными углами, которые переключаются. При одной и той же мощности излучения освещенность создаваемая диодом с углом излучения 30гр будет в 4 раза больше чем диодам с углом 60гр.

Ну что же тогда не использовать лазерный луч - тогда не то что искажения но и сам угол будет стремиться к единице.

Похоже что вы вообще не думаете когда пишете.

09.03.2015 17:55:18

Расчеты это явно не ваш конек, Вадим.

Можно подумать что моделирование - ваш, потому как:

Здесь две принципиальные ошибки: Во первых.....

Светодиод - это именно светильник с оптической системой в виде концентрирующей линзы и зачастую даже с рефлектором, а по этому сравнивать КПД отдельно взятого светодиода с КПД лампы (да еще и через ток потребления ) мягко скажем - некорректно. ;-)

И тут надо признать: - я опять ошибся и мои 10,5%

SFH 4715 излучает 630mW на 850нм при токе 1А и падении напряжения 1,5V, Half angle ± 45 °, то КПД = (0.63/(1.5*1)) / (360/(45*2)) = = (0.63/(1.5*1))/(360/90) = = (0.63/(1.5*1))/4 = 10,5%

действительно не верны, потому что для создания лампы с углом в 360, но из светодиодов с углом в 90 градусов - всё значительно проще:

Чем даже на представленном рисунке - так как диодов SFH 4715 Half angle ± 45 ° - потребуется всего пять.

И по этому - для SFH 4715, который излучает 630mW на 850нм при токе 1А и падении напряжения 1,5V на каждой из 5 светодиодов лампы с телесным углом Half angle ± 45 °,

КПД = 0.63/(1.5*5)=8,4 %

;-)

09.03.2015 18:40:28

Похоже что вы вообще не думаете когда пишете.

У вас, - не неустанно :-)) учусь:

Максимальное время экспозиции обычных аналоговых камер без накопления света составляет 20 миллисекунд (мс) для системы PAL и 16,5 мс для NTSC.

А если мозги включить, то так? Каково же было максимально-возможное время накопления на фотомишени электронно-вакуумных приборов между периодами считывания полуполей с частой в 50i, или же каково максимально возможное время накопления КМОП матриц - со скользящим затвором для аналоговых систем с чересстрочной развертки? Уж часом ли не 40 миллисекунд для четных строк и 40 для нечетных?

;-)

Или вот это порадовало - не чуть не меньше:

Задача

Имеется IP камера c КМОП (CMOS) видеосенсором и Rolling Shutter. Необходимо измерить время строки, то есть разницу во времени между началом экспозиции соседних строк.

Оборудование:

Осциллограф. Подойдёт практически любой аналоговый осциллограф.
Генератор низкой частоты. Подойдёт любой генератор синусоидального сигнала любой частоты в диапазоне от 200Гц до верхней границы полосы пропускания осциллографа. Можно использовать самодельный генератор, программу-генератор для компьютера и др.
Для тестирования IP камер необходима возможность вывода изображения на экран и выделения отдельных кадров.
Объектив, фокусное расстояние 4-8mm.
Штатив. Рекомендуется для удобства и точности.

Только вот ведь какая незадача: - осциллограф на ЭЛТ никогда не принадлежал к точным измерительным приборам - это первое и требовал постоянной калибровки после прогрева. Втрое:

Осциллографы по метрологической точности делятся на четыре класса. В приведенной ниже таблице даны основные нормируемые параметры для каждого из классов.

Наименование параметра

Норма для электронных осциллографов класса точности

1

2

3

4

Основная погрешность измерения напряжения, % не более

3

5

10

12

Основная погрешность коэффициентов отклонения, % не более

2.5

4

8

10

Основная погрешность измерения временных интервалов, % не более

3

5

10

12

Основная погрешность коэффициента развертки, % не более

2.5

4

8

10

Неравномерность вершины переходной характеристики, % не более

1.5

2

3

5

Третье: - ваш "тысячу лет" неповерявшийся C1-77 - относится ко II классу точности и основная погрешность коэффициентов развертки для него составит 4%. Много это или мало, для проведения измерений по вашей методе длительности скользящего затвора, или же для измерения времени экспозиции Длина отрезка в кадре в делениях шкалы экрана осциллографа равна времени экспозиции камеры. Это много! И 4% ошибка - не приемлема для построения хоть какой-либо маломальский правдоподобной модели ни скользящего затвора, ни чересстрочной развертки, ни тем более времени экспозиции.

09.03.2015 18:48:19

Светодиод - это именно светильник с оптической системой в виде концентрирующей линзы и зачастую даже с рефлектором, а по этому сравнивать КПД отдельно взятого светодиода с КПД лампы (да еще и через ток потребления ) мягко скажем - некорректно. ;-)

КПД ИК светодиода это отношение излучаетмой оптической мощности (в заданном диапазоне длин волн) к потребляемой электрической. Угла излучения и оптической системы в этом определении нет вообще. Разберитесь с этим определением прежде всего.

По отношению к лампе видимого света слово КПД вообще не употребляется. К лампам относится Световая отдача - отношение излучаемого светового потока к потребляемой электрической мощности. Угла тут тоже нет.

Сравнивать лампу с ИК светодиодом можно по результату их воздействия на камеру с сенсором известного типа. Например, если излучение лампы с потребляемой мощностью X ватт дает такой же контраст изображения сцены как освещение ИК светодиодом с потребляемой мощностью Y ватт, то можно говорить что эффективность ИК светодиода в Y/X раз лучше или хуже эффективности лампы для данного типа матрицы.Я тут немного упростил, тк освещенность определяется не потоком, а силой света (излучения) и имеет значение разница коэфициентов отражения, .но принцип сравнения эффективностей должен быть понятен.

КПД = 0.63/(1.5*5)=8,4 %

Фигню написали. В определении КПД (световой отдачи) нет никаких углов. Разберитесь что такое Световая отдача, Световой поток и Сила света. У меня как раз все это по полочкам разложено в учебной статье, которую вы обозвали рефератом, так ничего в ней и поняв.

действительно не верны, потому что для создания лампы с углом в 360, но из светодиодов с углом в 90 градусов - всё значительно проще: Чем даже на представленном рисунке - так как диодов SFH 4715 Half angle ± 45 ° - потребуется всего пять.

И тут сумели ошибиться. 90 градусов это 2*3.14*(1-COS(90/2))=1,84 стерадиан. Полная сфера - 4*3,14=12,56 стерадиан. Значит, если делить углы, то надо 12,56/1,84=6,82 светодиода. Хотя и это будет неверно на самом деле. Нельзя так считать в данном случае.

09.03.2015 18:54:17

А если мозги включить, то так? Каково же было максимально-возможное время накопления на фотомишени электронно-вакуумных приборов между периодами считывания полуполей с частой в 50i, или же каково максимально возможное время накопления КМОП матриц - со скользящим затвором для аналоговых систем с чересстрочной развертки? Уж часом ли не 40 миллисекунд для четных строк и 40 для нечетных?

Ну как можно этого не знать. Период=1/частота. Если частота полей (полукадров)=50Гц, то период=1/50=0,02с=20мс. Ну позор же, как вы считате. И все оскорбить пытаетесь. Вы недоучка, Вадим:))

09.03.2015 19:00:12

Это много! И 4% ошибка - не приемлема для построения хоть какой-либо маломальский правдоподобной модели ни скользящего затвора, ни чересстрочной развертки, ни тем более времени экспозиции.

Докопаться до точности - это уже классика докапывания хоть до чего нибудь. Даешь измерение времени экспозиции с точностью 0,001%! Разницу на изображениях с разницей в освещенности даже в 10% не каждый заметит. Вы люксомером попробуйте поиграйтись, поймете что такое точность 4% при измерении освещенности.

Максимальное время экспозиции обычных аналоговых камер без накопления света составляет 20 миллисекунд (мс) для системы PAL и 16,5 мс для NTSC. А если мозги включить, то так? Каково же было максимально-возможное время накопления на фотомишени электронно-вакуумных приборов между периодами считывания полуполей с частой в 50i, или же каково максимально возможное время накопления КМОП матриц - со скользящим затвором для аналоговых систем с чересстрочной развертки? Уж часом ли не 40 миллисекунд для четных строк и 40 для нечетных?

Въехал к чему тут Вадим цепляется. В данном случае речь об обычных аналоговых камерах что совершенно однозначно написано. "фотомишени электронно-вакуумных приборов" КМОП+скользящий затвор - это в обычных аналоговых камерах не применяется. Так то есть и аналоговые камеры с накоплением, у которых время экспозиции может быть каким угодно, но речь то не о них.

Смысл данного предложения в том, что IP камеры имеют, как правило, максимальное время экспозиции превышающее время экспозиции аналоговых камер. И на это надо обращать внимание при оценке/измерении чувствительности.

Я так понял, Тюрин пошел цепляться ко всему подряд, даже к тому что к теме дальности ИК подсветки не относится.

09.03.2015 20:53:45

Ну позор же, как вы считате. И все оскорбить пытаетесь. Вы недоучка, Вадим:))

:-))

Я может быть и самоучка.

А вот вы батенька -не просто вчерашняя жертва ЕГЭ (завтрашняя жертва бакалавриата) - но еще и просто хам. Причем зная ваши повадки по прошлому опыту общения - я упорно пытался не обращать внимание на ваши провокация, но сегодня вы уже честно говоря задрали своей тупостью и надменным поведением!

Период=1/частота. Если частота полей (полукадров)=50Гц, то период=1/50=0,02с=20мс.
В данном случае речь об обычных аналоговых камерах что совершенно однозначно написано. "фотомишени электронно-вакуумных приборов" КМОП+скользящий затвор - это в обычных аналоговых камерах не применяется.

1. частота строчной развертки аналогового ТВ 15625 Гц.

2. число строк 625

3. способ сканирования - ЧЕРЕССТРОЧНЫЙ

4. частота кадрового сканирования 50 полукадров в секунду, т.е. 25 полных кадров.

А по сему дятел:

1 / 15625 = 0,000064

0,000064 * 625 = 0,04

Таким образом каждая строка при чересстрочном способе сканирования с частотой 50 Гц - считывается через 40 мс.

Всё это справедливо как для электро-вакуумных преобразователей свет-сигнал начиная со Зворыкинского иконоскопа, так и заканчивая ПЗС и КМОП матрицами (со скользящим типом затвора), единственным исключением является ПЗС матрица с глобальным затвором и то лишь для частного случая - переноса все строк в буферное ОЗУ с частотой 50 кадров за секунду, хотя у той же Sony есть варианты бытовых ВК в которых перенос заряда в буферное ОЗУ осуществляется 25 раз в секунду, а вот чересстрочное считывание и передача из ОЗУ осуществляется как раз таки с частотой 50 полукадров в секунду (т.е. 50i), что так же позволяет иметь максимальное время "открытия электронного затвора" равное 40 мс.

И все это приведено мной - не для того чтобы вы выдвинули очередной ультиматум-меморандум про:

Я так понял, Тюрин пошел цепляться ко всему подряд, даже к тому что к теме дальности ИК подсветки не относится.

А только потому что бы вы г-н Уточкин в очередной раз не начали НЫТЬ что ваши рефераты никто не читает.

Конечно смешно пытаться охаить мою работу даже не прочитав её и не знать что называется катетом в прямоугольном треугольнике.