Supraveghere video de calitate pe timp de noapte

"Vreau camere sa vada noaptea foarte bine". Aceasta este solicitarea principala a clientilor care sunt interesati de un sistem de supraveghere. Este si normal sa fie asa. Principala problema a majoritatii sistemelor de supraveghere de pe piata este calitatea foarte slaba a imaginilor pe timp de noapte. 9 din 10 sisteme de supraveghere sunt prezentate si comercializate folosind recomandari si specificatii menite sa vanda produsul, dar care nu au nici o legatura cu adevarata calitate. In acest articol adresam aceasta problema si raspunde la urmatoarele intrebari:

1. De ce sunt atat de diferite imaginile pe timp de zi fata de imaginile pe timp de noapte ale unui sistem de supraveghere?

2. Camerele cu infrarosu sunt eficiente noaptea?

3. Care sunt componentele cheie ale unei camere de supraveghere pentru imagini de calitate noaptea?

4. Ce dotari si functii obligatorii trebuie sa aiba o camera pentru a oferi imagini de calitate noaptea?

5. Ce pasi ar trebui urmati atunci cand vrem sa alegem un sistem de supraveghere cu adevarat eficient pe timp de noapte?

6. Ce modele de camere recomandati pentru imagini excelente pe timp de noapte?

7. Ce functii trebuie sa activam si ce reglaje trebuie sa facem camerelor pentru imagini optime noaptea?

1. De ce sunt atat de diferite imaginile pe timp de zi fata de imaginile pe timp de noapte ale unui sistem de supraveghere? Raspunsul este simplu. Lumina. Mai exact lipsa luminii. Sa ne gandim la telefoanele si aparatele foto cu care facem poze sau cu care filmam. Cele mai frumoase si curate poze si filmulete se fac la lumina. Lumina este cea care transporta in mod natural detaliile, culorile si formele din mediul inconjurator la camera. Lumina este indispensabila pentru acest transfer de informatie. Pentru ca pe timp de zi lumina este de obicei abundenta, pozele si filmuletele ies excelent fara mare efort. Exact la fel, aproape orice camera de supraveghere (doar sa nu fie cea mai proasta camera din lume) va putea oferi imagini bune in conditii de lumina abundenta. Atunci cand avem intuneric insa, lucrurile devin mai complicate. Legile fizicii nu se schimba. Lumina este in continuare indispensabila daca dorim sa avem imagini bune. Aparatele foto folosesc blit pentru a simula lumina naturala si tot felul de functii digitale menite sa foloseasca cat mai eficient iluminarea oferita de blit. O camera de supraveghere are si ea nevoie de lumina, dar nu are blit. Pentru camerele de supraveghere lumina necesara pe timp de noapte poate fi asigurata in 2 moduri: cu lumina de la becuri / proiectoare normale sau cu lumina infrarosu. Acel infrarosu despre care probabil ati auzit sau citit in fisa tehnica a unei camere este tot o sursa de lumina, doar ca este o lumina invizibila, in afara spectrului pe care ochiul uman il poate percepe. Insa camerele de supraveghere construite special pentru functionare in intuneric pot folosi lumina infrarosu, cu dezavantajul ca in mod infrarosu nu se pot distinge culori, deci imaginile unei camere de supraveghere in mod IR sunt alb-negru. Puteti recunoaste camerele cu infrarosu dupa "beculetele rosii" (mai mici sau mai mari, mai multe sau mai putine) care se vad noaptea aprinse in jurul lentilei. Dar este suficient sa avem camere cu infrarosu si atat?

2. Camerele cu infrarosu sunt eficiente noaptea?

Am stabilit ca in lipsa unei surse obisnuite de lumina (lumina de la proiector, bec, etc) camerele de supraveghere pot folosi lumina infrarosu pentru a functiona in intuneric. Dar este suficient sa avem camere cu infrarosu si atat? Sunt camerele cu infrarosu eficiente in intuneric doar pentru ca au iluminare infrarosu din fabrica? Aici majoritatea furnizorilor de camere si sisteme de supraveghere ori nu cunosc meserie, ori va pacalesc. Nu orice camera cu infrarosu este si capabila sa foloseasca eficient lumina infrarosu pentru a forma imagini de calitate. Da, este adevarat ca in absenta altor surse de lumina, iluminarea infrarosu este indispensabila, dar nu este deloc suficient. Ce avem nevoie pentru imagini de calitate in infrarosu?

3. Care sunt componentele cheie ale unei camere de supraveghere pentru imagini de calitate in intuneric? Exista mai multi factori care contribuie la o imagine de calitate in intuneric, insa componentele cheie sunt 2. Prima componenta absolut necesara a fost lamurita in punctele anterioare. Am stabilit ca fara alte surse de lumina numai lumina infrarosu mai poate fi folosita de camerele de supraveghere pentru imagini in intuneric. Lumina infrarosu (numita si radiatie infrarosu) este de obicei emanata de proiectorul IR integrat camerei de supraveghere. Putem depista repede o camera cu infrarosu dupa acele LED-uri rosii care se vad noaptea (mai nou inlocuite cu LED-uri mai putine si de dimensiuni mari). Gasim in specificatiile tehnice ale acestor camere distantele pe care IR-ul este teoretic eficient, 10 metri, 20 metri, 50 metri, 80 metri, etc. Multi comercianti indraznesc sa afirme ca aceste specificatii de la producator fac referire la distanta pe care va fi eficienta camera pe timp de noapte. "Cumparati cu incredere camerele pentru ca uite..au IR pe X metri". Fals. Este adevarat ca IR-ul este necesar pentru a oferi o sursa de lumina camerei. Insa ajungem la a doua componenta absolut indispensabila pentru imagini de calitate pe timp de noapte, si anume senzorul de imagine al camerei. Senzorul de imagine este "nervul optic" al camerei de supraveghere. Senzorul de imagine este responsabil pentru transformarea informatiilor transportate de lumina in impulsuri electrice utilizabile. Ca aceasta transformare sa fie eficienta si fara pierderi (pentru ca informatia transportata de lumina sa se pastreze si dupa ce ajunge in sistemul de supraveghere) avem nevoie de un senzor de imagine performant, capabil de utilizarea eficienta a luminii infrarosu. Senzorul de imagine trebuie sa fie capabil sa foloseasca radiatia infrarosu pe care proiectorul o emana pentru a contura obiectele si persoanele filmate exact cum exista ele in realitate. In ecuatia unei imagini excelente pe timp de noapte 70% este contributia senzorului de imagine, marimea IR-ului conteaza pentru 20%, iar restul de 10% revin lentilei si filtrului IR. Acum puteti intelege de ce multe camere cu IR mare, declarat in fisa tehnica pe 50-80 metri, nu sunt in stare sa ofere imagini inteligibile noaptea nici pe 10 metri. Dar cum putem sti ca un senzor de imagine este potrivit pentru infrarosu? In functie de tehnologiile implementate in camera, senzorul de imagine va opera impreuna cu diverse functii menite sa amplifice si mai mult calitatea imaginilor. Cititi punctul 4.

4. Ce dotari si functii obligatorii trebuie sa aiba o camera pentru a oferi imagini de calitate noaptea? Iata ce specificatii trebuie sa urmariti pentru a garanta calitatea imaginilor in intuneric. Gasiti in acest segment si recomandari concrete de camere care sunt echipate cu dotarile si functiile recomandate.

Day&Night - Face referire la un senzor de imagine special conceput pentru functionare cu lumina infrarosu. Aceasta este primul si cel mai important reper pe care trebuie sa-l cautati in fisa tehnica a unei camere atunci cand va doriti ceva eficient pe timp de noapte. O camera fara Day&Night este recomandata doar daca veti monta camera intr-un loc cu foarte multa lumina noaptea si nu veti folosi deloc infrarosu.

Smart IR - Functie responsabila de reglarea automata a intensitatii radiatiei infrarosu emanata de proiectorul integrat camerei. Asa cum veti vedea la punctul 6, prea mult infrarosu strica. Atunci cand in fata camerei se afla obiecte care reflecta prea multa radiatie infrarosu inapoi in camera (orbind camera) Smart IR reduce automat nivelul de radiatie emanat pentru a nu se produce efectul de orbire. Invers, cand avem o zona libera si deschisa, pentru imbunatatirea imaginilor Smart IR mareste nivelul de radiatie. Camere Day&Night cu Smart IR recomandate: 16D0T-IRPF pentru exterior si 56D0T-IRPF pentru interior. Sunt accesibile ca pret, dar nu au functiile pe care le prezentam in continuare Sunt recomandate pentru acoperirea de distante mici, 10-15 metri.

Iluminator infrarosu EXIR - Cea mai performanta modalitate de iluminare IR integrata pe camere neprofesionale. Camerele cu EXIR folosesc 2,3 sau 4 matrici LED puternice, capabile de o dispersie a radiatiei pe dstante mai mari si intr-un unghi mult mai mare decat clasicele LED-uri mici. In acest mod obtinem noaptea un unghi de luminare stanga-dreapta identic cu unghiul de vizualizare al camerei. Camere Day&Night cu Smart IR si EXIR: 16D0T-IT3F, 16D0T-IT5F, 56D0T-IT3F. Nu sunt dotate cu alte functii avansate de imagine, deci sunt recomandate in conditii de bezna totala cu intuneric uniform, fara zone partial luminate si zone intunecate in acelasi cadru.

WDR (Wide Dynamic Range) - Poate cea mai utila, dar si cea mai neglijata, functie cu care poate fi dotata o camera de supraveghere. Nu toate camerele sunt dotate cu asa ceva, dar de multe ori aceasta functie este indispensabila pentru o imagine de caltiate. WDR foloseste un algoritm intern special care echilibreaza luminozitatea dintr-o imagine pentru a se obtine un nivel uniform si inteligibil atat in zonele foarte luminate cat si in zonele foarte intunecate. WDR este atat de importanta incat i-am dedicat un articol separat. Il gasiti AICI. Camerele care vin dotate cu WDR intra deja in zona echipamentelor avansate. Camerele IP incep de la acest nivel, dar si camerele analog de calitate superioara. Sunt produse mai scumpe, recomandate in orice situatie si iluminare. Recomandari de camere cu WDR ceva mai jos.

DNR (Digital Noise Reduction) - Cu siguranta ati observat ca atunci cand faceti o poza sau cand filmati ceva in conditii de lumina scazuta, fara blit, va apar pe imagine acei “pureci”.“Purecii” poarta denumirea tehnica de "zgomot" si sunt de fapt un rezultat al incapacitatii camerei de a defini corect obiectele din imagine datorita nivelului prea scazut de lumina. DNR este o functie care elimina aceasta informatie nedorita si deranjanta, facand imaginea mult mai clara. Recomandari de camere cu DNR ceva mai jos.

AGC (Automatic Gain Control) - AGC este o functie digitala, un artificiu care functioneaza ca un  amplificator,   accentuand obiectele si persoanele surprinse in  conditii de  lumina scazuta. Cu AGC activat imaginea este  mai  luminoasa si mai inteligibila. Dezavantajul este ca,  odata cu amplificarea pixelilor intunecati se va amplificat si  nivelul de   zgomot ("purecii") din imagine.

5. Ce pasi ar trebui urmati pentru alegerea unui sistem de supraveghere cu adevarat eficient pe timp de noapte?

5.1 Analizam conditiile de lumina din locatie

Inainte de orice achizitie este bine sa analizam locatia unde dorim sa montam camerele. Mai exact, ne uitam ce surse de lumina exista in locatie si daca aceste surse de lumina vor ajuta sau incurca viitoarele camere de supraveghere. Exista cateva posibilitati de luat in considerare:

- Locatia are lumina abundenta si eficienta (sunt montate multe proiectoare in pozitii corecte, la inaltime, care lumineaza toata locatia). Daca avem lumina abundenta atunci nu este neaparat necesar sa alegem camere speciale. Ne putem concentra doar pe rezolutia dorita, fara sa punem accent pe iluminarea infrarosu sau pe functii de imagine. Trebuie doar sa fim atenti ca sursele de lumina sa radieze spre zonele pe care dorim sa le monitorizam si nu sa "bata" exact in obiectivul camerelor, orbindu-le.

- Exista oarecare lumina din diverse surse, dar ineficienta si neuniforma. O astfel de situatie este foarte intalnita, mai ales in zonele locuite. Un iluminat stradal in fundal, ceva lumina de la un vecin, un bec sau neon undeva in curte, dar si multe zone complet intunecate. Daca avem o astfel de locatie este indicat sa cautam un echipament de supraveghere “Day & Night”, cu infrarosu, si obligatoriu cu functia WDR care sa echilibreze zonele foarte intunecate cu cele luminate.

- Nu exista deloc surse de lumina, este bezna totala. Daca avem o locatie unde lumina este slaba spre inexistenta avem nevoie de camere de supraveghere “Day & Night” cu iluminator IR puternic. Prin simplul fapt ca nu exista nici o sursa de lumina care sa ajute camera trebuie sa ne bazam pe iluminatorul IR din fabrica al camerelor. Recomandat este ca pentru fiecare camera sa avem un infrarosu declarat de producator ca fiind eficient pe dublul distantei pe care dorim cu adevarat sa avem iluminare. Daca avem curtea de 20 de metri luam camere cu IR declarat pe 40 metri. De asemenea, avem grija ca atunci cand montam camerele sa nu orientam IR-ul unei camere direct spre obiectivul altei camere.

5.2 Folosim orice sursa de lumina existenta in favoarea noastra

Orice sursa de lumina din spectrul vizibil (bec, proiector, neon, etc) emana si radiatie infrarosu, radiatie care poate fi folosita de sistemul de supraveghere pentru o imagine mai curata si uniforma si fara zone intunecate. Dar atentie! Orice sursa de lumina care va radia direct spre obiectivul unei camere de supraveghere va incurca imaginea, deci grija la cum sunt pozitionate si orientate aceste surse de lumina. Orice sursa de lumina care radiaza si lumineaza spre zona pe care dorim sa o urmarim va ajuta imaginea.

Iata cum o camera cu un proiector IR mic reuseste sa formeze imagini de calitate noaptea datorita luminii ambientale si senzorului de imagine Day&Night de calitate (WDR si DNR).

In acele imagini unde indiferent de puterea iluminatorului infrarosu inca exista portiuni complet intunecate avem varianta suplimentarii cu surse de lumina. Exista 2 modalitati:

- cu proiector de lumina normala. Montam un mic proiector exact acolo unde este nevoie de iluminare. O solutie foarte buna daca se opteaza pentru iluminare LED alb, dar posibil sa fie greu de implementat ca trasee de cablu.

- cu proiector IR suplimentar. Proiectoarele infrarosu sunt mai scumpe decat proiectoarele cu lumina normala, dar isi recupereaza investitia prin consumul foarte redus de curent electric si capacitatea de a proiecta radiatia IR pe distante mult mai mari decat un proiector obisnuit, iluminand zona dorita de la o distanta suficient de mare cat sa faca instalarea proiectorului plauzibila din punct de vedere al cablurilor.

5.3 Acolo unde radiatia IR ramane singura solutie pentru obtinerea unei iluminari bune este important sa stim care este cantitatea de radiatie infrarosu de care avem nevoie. Pentru iluminare real eficienta pe distante de pana la 40 metri liniari putem opta pentru camere cu infrarosu integrat din fabrica. Trebuie doar sa tinem cont de sfatul de mai sus. O camera cu IR declarat de producator pe X metri va fi real eficient in bezna totala pe jumatate din acea distanta. Peste distante de peste 40 metri ar trebui sa ne bazam pe proiectoare IR aditionale. Atentie! Aceste recomandari sunt valabile in conditii de bezna totala. Orice sursa suplimentara de lumina va imbunatati considerabil imaginile pe timp de noapte.

6. Ce modele de camere recomandati pentru imagini excelente pe timp de noapte?

In continuare veti gasi cateva recomandari de echipamente recomandate pentru imagini excelente pe timp de noapte. Daca mai sus am facut cateva sugestii de echipamente care sunt eficiente doar in anumite conditii, acum prezentam acele modele cu adevarat performante.

In primul rand, pentru performanta de top, cea mai buna alegere este un sistem cu camere IP. Pur si simplu, camerele IP au senzorii de imagine cei mai performanti. Sunt echipamente mai scumpe, dar sunt mult mai eficiente in conturarea obiectelor si persoanelor folosind lumina infrarosu. Pentru un buget mai limitat va puteti orienta si spre cateva modele analog, dar acolo veti avea distante mult mai mici pe care imaginile vor fi cu adevarat clare noaptea.

Pentru imagini excelente noaptea pe distante maxime de 8-10 metri. Camere analog 2 megapixel cu WDR, Smart IR si EXIR Hikvision 16D8T-IT3F si 16D8T-IT5F.

Pentru imagini excelente noaptea pe distante maxime de 10-15 metri. Camere analog 5 megapixel cu WDR, DNR, Smart IR si EXIR Hikvision 16H0T-IT3F si 16H0T-IT5F.

Pentru imagini excelente noaptea pe distante maxime de 15-17 metri. Camere IP 2 megapixel cu WDR, DNR, Smart IR si EXIR Hikvision 1023G0-I si 2120F-I. Da, o camera IP de 2 megapixel este mai performanta decat o camera analog de 5 megapixel. Are o rezolutie mai mica, dar fiecare pixel din cei 2 megapixel este curat, corect si respecta realitatea. Camerele analog, datorita pierderilor, au intotdeauna multi pixeli gri si inutilizabili. Mai bine o rezolutie mai mica la care fiecare pixel este perfect, decat rezolutie mare cu pixeli morti.

Pentru imagini excelente noaptea pe distante maxime de 20-25 metri. Camere IP 4 megapixel cu WDR, DNR, Smart IR si EXIR Hikvision 2T43G0-I5 si 2T43G0-I8.

Pentru imagini excelente noaptea pe distante maxime de 30-40 metri. Camere IP 8 megapixel cu WDR, DNR, Smart IR si EXIR Hikvision 2T85FWD-I5 si 2T85FWD-I8.

7. Ce functii trebuie sa activam si ce reglaje trebuie sa facem camerelor pentru imagini optime noaptea?

Acum ca avem aparatura corecta, este momentul sa ne asiguram ca obtinem maximul din investitia noastra. Aici intervin setarile fine ale acelor functii pentru care ati scos bani din buzunar. Mai exact, pentru fiecare camera avem de optimizat comportamentul in modul de noapte si senzorul de imagine al camerei. Aici vor fi avantajati posesorii camerelor IP de supraveghere. Aceste camere permit mult mai multe reglaje amanuntite ale senzorului de imagine, in contrast cu camerele analog (fie ele TVI, CVI, AHD) care nu ofera prea multa customizare, ci opereaza in principal dupa o serie de setari prestabilite din fabrica.

Pentru o camera analog (TVI, CVI, AHD) accesul la reglajele senzorului de imagine se face din meniul OSD al camerei. In functie de producatorul si modelul camerei, acest meniu OSD poate fi accesat in 2 moduri. Fie direct din meniul DVR-ului (accesam meniul PTZ al camerei cu "click-dreapta -> control PTZ" si intram in sub-meniul de configurare; gasim acolo functiile de imagine), fie folosind joystick-ul atasat camerei (in caz ca avem o camera cu asa ceva).

Pentru o camera IP accesul la reglajele senzorului de imagine se face din interfata web a camerei, folosind un browser de calculator si adresa IP a camerei. Un ghid complet despre accesarea si configurarea completa a unei camere IP gasiti AICI.

In cazul imaginilor pe timp de zi reglajele cu care o camera vine din fabrica sunt in general suficiente pentru o imagine de calitate. Desigur ca si aici se pot face anumite ajustari in functie de lumina disponibila, de perioada zilei, de zonele cu umbra si fara umbra, dar de obicei nu sunt necesare.

Pe timp de noapte insa, reglajele senzorului de imagine devin foarte importante deoarece nici o locatie nu are aceleasi conditii ambientale de lumina ca alta, iar aceste conditii ambientale diferite solicita setari de imagine corespunzatoare. Este o risipa sa investim bani in camere scumpe si sa nu reglam functiile camerelor pentru maxim de calitate. Atentie! Functiile prezentate mai jos sunt disponibile garantat pe camerele recomandate in acest articol. Daca aveti un sistem de supraveghere mai vechi si folositi acest articol pentru a incerca optimizarea camerelor este posibil sa nu gasiti functiile prezentate mai jos. In functie de producator, model si calitatea sistemului este posibil sa aveti toate functiile sau nici una.

6.1 Modul de operare al camerei "indoor/outdoor". O setare disponibila atat pe camere analog cat si IP. Prin selectarea modului de operare Setare pe mod interior sau exterior (indoor / outdoor). Desigur, daca avem o camera de exterior trebuie sa alegem modul "outdoor".

6.2 Programarea trecerii in mod “noapte” a camerei. Camerele de supraveghere cu infrarosu au un senzor de lumina integrat, care masoara cantitatea de lumina ambientala, iar atunci cand aceasta coboara sub un nivel utilizabil, senzorul de lumina comanda trecerea camerei in mod infrarosu (se aprind LED-urile IR, filtrul IR este indepartat, senzorul de imagine intra pe modul "Night"). Uneori insa, datorita unor surse de lumina ceva mai puternice din locatie (ex: un bec ramas aprins ce bate direct in obiectivul camerei), senzorul de lumina este pacalit in a crede ca este zi si nu mai comanda trecerea la modul de noapte. In aceasta situatie este recomandat sa programati trecerea in modul de noapte al camerei dupa un interval orar. De exemplu, iarna se seteaza trecerea in mod noapte in intervalul 17:00 - 09:00, iar vara in intervalul 21:00-05:00. Aceasta functie este disponibila cel mai des pentru camerele IP.

6.3 Setarea expunerii (Exposure Time). In cazul camerelor IP aveti varianta acestui reglaj foarte util. Aceasta setare dicteaza cat timp va tine camera deschis IRIS-ul pentru a capta un cadru. Cu cat este expunerea mai mare, cu atat mai multa lumina va patrunde in camera, deci cu atat mai luminoasa imaginea. O expunere prea mare insa va crea probleme la captarea obiectelor in miscare datorita numarului mai mic de cadre pe secunda captate. Trebuie sa experimentati si sa gasiti echilibrul. Mai jos aveti un exemplu cu diferentele dintre expunere setata la minim si la maxim.

 

6.4 Calibrarea functiei WDR in functie de portiunile intunecate vs portiunile luminate din cadru. Jucati-va si cu functia WDR si cu siguranta veti "scoate" mult mai multa calitate din camerele dumneavoastra pe timp de noapte. Spuneam mai sus ca functia WDR este atat de importanta incat i-am dedicat un articol separat. Va invitam sa parcurgeti acel articol.

6.5 Protejarea obiectivului camerei de radiatia IR reflectata din geamul de protectie sau din ziduri si obiecte aflate in apropiere. Pentru a evita una din cele mai intalnite si neplacute situatii in ce priveste sistemele de supraveghere (vedeti imaginea de mai jos) este indicat sa fiti atent ca la montajul si reglajul fizic al camerei sa nu existe pereti sau obiecte in imediata apropiere a cadrului camerei, astfel incat radiatia IR sa se reflecte din acele obiecte si sa revina la camera, rezultand intr-un efect puternic "de ceata" in imagine. Mai exista o alta posibila cauza a efectului de "ceata". Pentru a evita situatia din imagine, camerele cu infrarosu sunt dotate cu un manson circular pozitionat jurul obiectivului, cu scopul de a bloca surplusul de radiatie IR care se reflecta din geamul de protectie al camerei. Asigurati-va ca acel manson este pozitionat corect in jurul obiectivului si ca nu s-a deplasat din cauza unui soc aplicat camerei. In imaginea de mai jos se observa reflectarea radiatiei IR din geamul de protectie al camerei.

In concluzie, importanta setarilor detaliate mai sus este atat de mare incat puteti obtine imagini de calitate de la o camera de supraveghere fara a folosi infrarosu, doar cu setarile potrivite.

Contactati-ne!

Informatiile prezentate mai sus ar fi putut umple 4 articole separate, dar am incercat o condensare intr-un singur ghid complet pentru a fi mai usor de urmarit. Cu siguranta veti avea nelamuriri, intrebari sau impresii si va invitam sa le plasati in sectiunea de comentarii. Daca aveti nevoie de o discutie cu un tehnician pentru construirea unei solutii de supraveghere va invitam sa ne scrieti folosind formularul de CONTACT sau sa ne apelati la 0728 08 70 08.

Cu stima

Istrate Alexandru

Inginer Sisteme Securitate - Supraveghere24.ro