Technológia snímača Starlight pomáha fotoaparátu vytvárať použiteľné video, keď je k dispozícii len malé množstvo okolitého svetla. Nespolieha sa na jeden „magický“ snímač. Výsledok pochádza zo spolupráce obrazového snímača, objektívu, ovládania expozície a{2}}systému spracovania obrazu. Dobre-navrhnutá kamera s hviezdnym svetlom dokáže zachovať viac farieb a detailov ako bežná kamera v tmavých miestnostiach, na uliciach, na parkoviskách a na iných miestach so slabým{5}}osvetlením. Stále má svoje limity, najmä keď scéna úplne stmavne alebo sa objekt rýchlo pohybuje.
Čo je technológia snímača Starlight?
Technológia snímača Starlight je prístup k zobrazovaniu pri slabom{0}}osvetlení používaný v bezpečnostných kamerách. Kombinuje na svetlo -citlivý obrazový snímač CMOS, vhodnú optiku, riadenie expozície a algoritmy-spracovania obrazu na vytváranie užitočného videa pri veľmi obmedzenom okolitom svetle.
"Starlight" je široko používaný v priemysle sledovania, ale nie je univerzálnym technickým štandardom. Neexistuje žiadna špecifikácia jedného senzora, prahová hodnota luxov alebo certifikácia, ktorú musí spĺňať každá kamera so svetlom hviezd. Dva produkty môžu niesť rovnaké označenie a priniesť veľmi odlišné výsledky.
Starlight by sa tiež nemal zamieňať so Sony STARVIS. STARVIS je ochranná známka spoločnosti Sony pre rad obrazových-senzorov navrhnutých pre vysokú citlivosť v oblasti zabezpečenia a priemyselného zobrazovania. Mnohé kamery starlight používajú senzory STARVIS, zatiaľ čo iné používajú senzory od rôznych výrobcov. Dokonca aj s rovnakým snímačom závisí konečný obraz od objektívu, firmvéru, procesora a krytu.
Senzor je základ. Nie je to úplný systém.
Ako funguje technológia fotoaparátu Starlight?
Svetlo prechádza cez šošovku, dostáva sa k obrazovému snímaču a stáva sa elektrickým signálom. Kamera so svetlom hviezd zlepšuje tento proces v niekoľkých bodoch, takže slabý signál zostáva použiteľný.
Obrazový snímač zachytáva slabé svetlo
Senzor obsahuje milióny pixelov citlivých na svetlo-. Každý pixel premieňa prichádzajúce fotóny na elektrický náboj. V tmavej scéne sa k senzoru dostane len málo fotónov, takže užitočný signál môže byť pochovaný v elektronickom šume.
Medzi dôležité faktory nízkeho{0} osvetlenia patrí veľkosť snímača, veľkosť pixelov, kvantová účinnosť a šum čítania. Väčšie pixely vo všeobecnosti zbierajú viac fotónov, keď sú iné podmienky podobné. Napríklad 2,9 μm pixel má približne 2,1-násobok povrchovej plochy 2,0 μm pixelu. To nezlepší výsledný obraz 2,1-krát, ale môže vytvoriť silnejší štartovací signál.
Zadná-strana osvetlená CMOS, alebo BSI CMOS, znižuje prekážku medzi prichádzajúcim svetlom a fotocitlivou oblasťou. Naskladané senzory oddeľujú veľkú časť obvodov spracovania od vrstvy citlivej na svetlo-. Oba dizajny môžu podporovať lepší výkon, no ani jeden sám o sebe nezaručuje silné nočné video.
Objektív určuje, koľko svetla dopadá na snímač
Nižšie číslo F- zvyčajne znamená väčšiu clonua viac svetla dopadajúce na snímač. Za porovnateľných podmienok môže objektív F0,95 teoreticky prepustiť približne 2,8-krát viac svetla ako objektív F1,6.
Veľmi veľké clony tiež znižujú hĺbku ostrosti, robia zaostrenie citlivejším a môžu zvýšiť veľkosť a cenu objektívu. Skutočný prenos závisí od skla, povlakov, ohniskovej vzdialenosti a mechanickej konštrukcie.
Na tomto záleží ešte viacskryté kamery. Za malý otvor sa zmestí dierková šošovka, ktorá však môže obmedziť svetlo. Silný snímač nedokáže plne kompenzovať zle prispôsobený objektív.
Expozícia a zisk, aby bol obraz jasnejší
Keď scéna stmavne, fotoaparát môže spomaliť elektronickú uzávierku. Dlhšia expozícia zhromažďuje viac svetla a môže spôsobiť, že statická miestnosť bude vyzerať oveľa jasnejšie.
Môže tiež spôsobiť vážne rozmazanie pohybu.
Chodiaca osoba môže stratiť detaily tváre. Ruky, okraje oblečenia a štítky vozidla sa môžu rozmazať. Jasný obraz prázdnej-miestnosti je preto slabým testom výkonu dohľadu.
Kamera môže tiež zvýšiť analógový alebo digitálny zisk. Zosilnenie zosvetlí signál, ale zosilní šum. Niektoré kamery dokážu nastaviť motorizovanú clonu. Mnoho kompaktných a skrytých fotoaparátov používa pevnú clonu, ponechávajúc rýchlosť uzávierky, zisk a spracovanie, aby zvládli meniace sa svetlo.
ISP ovláda šum, farbu a detaily
Procesor obrazového signálu alebo ISP riadi expozíciu, vyváženie bielej, farby, doostrenie, redukciu šumu a prepínanie medzi-a{1}}nocou.
Dvojrozmerná redukcia šumu funguje v rámci jednej snímky. Trojrozmerná redukcia šumu porovnáva viacero snímok. Dočasné spracovanie môže vyčistiť nehybnú scénu, ale môže vytvoriť duchov okolo pohybujúcich sa objektov.
Silné odšumovanie môže vymazať textúru pokožky, malý text a vzory látok. Prílišné ostrenie vytvára haló a falošné hrany. Najlepší fotoaparát so svetlom hviezd zachováva užitočné detaily bez závislosti od extrémnej expozície, zisku alebo vyhladenia.
Prečo môžu kamery Starlight zostať vo farbe dlhšie?
Farebné video vyžaduje viac použiteľného svetla ako čiernobiele-a{1}}biele video. Keď osvetlenie klesá, farebné kanály sú hlučné a nestabilné. Bežný fotoaparát sa môže prepnúť na monochromatický skôr, pretože odstránením informácií o farbe sa získa čistejší obraz.
Kamera so svetlom hviezd oneskoruje toto prepnutie. Jeho snímač vytvára silnejší signál zo slabého svetla, zatiaľ čo objektív, ovládacie prvky expozície a ISP pracujú na udržaní farebných informácií. To umožňuje, aby kamera zostala farebná, aj keď sa štandardná kamera už zmenila na čiernobielu.
Farba môže pomôcť identifikovať:
- Bunda, taška alebo vozidlo
- Produkt alebo balík
- Signalizačné svetlá alebo stav zariadenia
- Zmeny v miestnosti alebo pracovnej oblasti
„Farebné nočné videnie“ neznamená dokonalú reprodukciu farieb. S ubúdajúcim svetlom klesá saturácia, stáva sa menej stabilné vyváženie bielej a stúpa farebný šum. Dobre{2}}vyladený fotoaparát by sa mal prepnúť na čiernobiely, keď farba už neposkytuje spoľahlivé informácie.
Udržať farbu za každú cenu nie je lepšie inžinierstvo.
Starlight vs. Infračervené nočné videnie: Aký je rozdiel?
Zobrazovanie Starlight využíva hlavne viditeľné okolité svetlo.Infračervené nočné videnievytvára osvetlenie pomocou IR LED.
|
Porovnanie |
Zobrazovanie hviezdneho svetla |
Infračervené nočné videnie |
|
Hlavný zdroj svetla |
Mesačné svetlo, pouličné osvetlenie, osvetlenie miestnosti alebo iné viditeľné okolité svetlo |
Vstavané-alebo externé IR LED |
|
Nočný obraz |
Môže zostať vo farbe, keď existuje dostatok okolitého svetla |
Zvyčajne čiernobiele v nočnom režime |
|
Úplná tma |
Nedá sa spoliehať len na okolité viditeľné svetlo |
Môže pracovať s aktívnym IR prísvitom |
|
Efektívny rozsah |
Mení sa s dostupným svetlom a jeho smerom |
Závisí od výkonu IR, uhla vyžarovania, šošovky a odrazivosti povrchu |
|
Bežné problémy |
Šum, farebný posun, pohybové rozmazanie |
IR odraz, biely opar, preexponovanie |
|
Viditeľnosť osvetlenia |
Vo vhodných scénach nie je potrebné aktívne svetlo |
850 nm LED diódy môžu vykazovať slabú červenú žiaru; 940 nm je diskrétnejšia, ale zvyčajne menej účinná |
Tieto technológie sa navzájom nevylučujú. Mnoho kamier zostáva vo farbe, zatiaľ čo okolité svetlo zostáva užitočné, prepínajú sa pri dopade na monochromatické a aktivujú IR v úplnej tme.
Na mieste so stálym pouličným osvetlením môže výkon hviezdneho svetla zachovať užitočnejšiu farbu. Pre uzavretú miestnosť bez svetla je spoľahlivou voľbou infračervené žiarenie. Kombinovaný systém pokrýva viac podmienok ako ktorákoľvek technológia samostatne.
Ako čítať špecifikácie fotoaparátu Starlight
Nízke číslo luxov môže vyzerať pôsobivo, ale nehovorí celý príbeh. Minimálne osvetlenie je užitočné len vtedy, keď sú zverejnené testovacie podmienky.
Minimálne osvetlenie a Lux
Lux meria osvetlenie. Minimálna-hodnota osvetlenia kamery má ukázať, ako málo svetla potrebuje na vytvorenie použiteľného obrazu.
Problém je, že „použiteľné“ nemá jednotnú definíciu. Výrobcovia môžu testovať pri rôznych rýchlostiach uzávierky, úrovniach zisku, clone objektívu, snímkovej frekvencii a prahových hodnotách obrazu. Hodnoty farby a čiernej-a{3}}bielej musia byť tiež oddelené.
Neexistuje žiadne oficiálne pravidlo, že kamera so svetlom hviezd musí fungovať pod 0,001 luxu. Tento údaj sa objavuje v mnohých popisoch produktov, ale nejde o univerzálny certifikačný limit.
Rýchlosť uzávierky, snímková frekvencia a rozmazanie pohybu
Kamera môže podporovať 30 snímok za sekundu, no jej najnižšiu hodnotu lux možno zmerať pri expozícii dlhšej ako 1/30 sekundy. Video výstup môže byť stále označený ako 30 fps, aj keď sú nové obrazové informácie zachytené menej často.
Pre sledovanie sú zábery pohybujúcich sa ľudí cennejšie ako jasná snímka prázdnej miestnosti. Skontrolujte, či sú tváre, ruky a okraje oblečenia voľné v zamýšľanej vzdialenosti.
Clona objektívu, zisk a testovacie podmienky
Pri porovnávaní kamier so slabým{0}}osvetlením skontrolujte:
- Farebné a monochromatické minimálne osvetlenie
- Číslo F-objektívu
- Rýchlosť uzávierky a zisk sa používajú na hodnotenie
- Či bola aktívna pomalá uzávierka, IR alebo biele svetlo
- Skutočná snímková frekvencia pri slabom osvetlení
- Či hodnota pokrýva holý snímač, modul fotoaparátu alebo hotový fotoaparát
V skrytých kamerách záleží na poslednom bode. Dobrý modul môže stratiť značné množstvo svetla za malým otvorom, tónovaným panelom, dekoratívnym krytom alebo skleneným povrchom.
WDR nie je to isté ako nízka-citlivosť na svetlo
Široký dynamický rozsah alebo WDR zvláda svetlé a tmavé oblasti v rámci toho istého záberu. Nízka-citlivosť na svetlo zvládne scénu, ktorá je celkovo tmavá.
Tvrdenia ako 120 dB alebo 140 dB sa často vzťahujú na viac-expozíciu alebo systémovú{3}}úroveň WDR. Nemali by sa považovať za priame merania nízkej-citlivosti na svetlo.
Výhody a obmedzenia kamier Starlight
Hlavná výhoda je jednoduchá: kamera so svetlom hviezd vytvára užitočnejšie video z obmedzeného okolitého svetla.
Dokáže zachovať farbu dlhšie, znížiť závislosť od viditeľného bieleho svetla a zachovať detaily, ktoré môže štandardný fotoaparát stratiť. To je užitočné na parkoviskách, v obchodoch, kanceláriách, skladoch, chodbách, baroch, kluboch a vonkajších priestoroch so stálym osvetlením pozadia.
Limity sú rovnako jasné. Kamera s hviezdnym svetlom nedokáže vytvoriť skutočné informácie o scéne, keď na snímač nedosiahne žiadne svetlo. Pomalá uzávierka vytvára rozmazanie. Vysoký zisk vytvára šum. Agresívna 3D redukcia šumu odstraňuje jemné detaily. Hmla, dážď, prach, odlesky a špinavé kryty ešte viac znižujú kontrast.
Senzory a procesory s vyšším{0}}výkonom môžu tiež zvýšiť náklady, spotrebu energie, teplo a nároky na úložisko. Slabé-ladenie pri slabom osvetlení môže zvýšiť bitovú rýchlosť bez pridania užitočných dôkazov.
Jasnejší obraz nemusí byť nevyhnutne užitočnejším obrazom sledovania.
Cieľom je čitateľný detail pri realistickom pohybe.
Čo znamená technológia Starlight pre skryté kamery
Výkon pri slabom{0} osvetlení je ťažší, keď je kamera ukrytá v inom objekte. Špecifikácia snímača môže byť silná, ale o konečnom výsledku rozhoduje úplná optická dráha.
Kolekcia limitných svetiel Pinhole Lenses
Dierkové a miniatúrne šošovky sa zmestia za malé otvory, ale ich efektívna clona môže obmedziť svetlo. Dve skryté kamery používajúce rovnaký snímač môžu fungovať odlišne, pretože jedna používa lepší objektív a čistejšiu optickú dráhu.
Modul fotoaparátu pri slabom{0}}osvetlení by sa mal testovať s jeho konečným objektívom, nielen s väčším referenčným objektívom na otvorenom stole.
Kryt mení optickú dráhu
Hlboký montážny otvor môže blokovať-svetlo osi. Tmavý plast, tónovaný akryl, zrkadlový materiál alebo dekoratívne sklo môže znížiť prenos. Zlé zarovnanie medzi šošovkou a otvorom môže zmäkčiť alebo stmaviť časť obrazu.
Vnútorné povrchy môžu tiež odrážať svetlo späť do šošovky. Tieto účinky sú viditeľnejšie v noci, keď sa prírastok zvyšuje. Dokončené-testovanie produktu je preto nevyhnutné.
IR odraz, výkon a teplo vyžadujú pozornosť
IR sa môže odrážať od skla, plastu, zrkadlových povlakov alebo vo vnútri krytu. To môže vytvoriť biely zákal, svetlé prstence alebo silnú nadmernú expozíciu.
Lepší výkon hviezdneho svetla môže znížiť potrebu infračerveného žiarenia na blízko{0}}pri okolitom svetle. Nemôže odstrániť potrebu IR v každej tmavej scéne.
Kompaktné skryté kamery majú tiež obmedzený priestor pre procesory, chladenie a batérie. Silné odšumovanie, vylepšenie AI, vysoká bitová rýchlosť a nepretržitý bezdrôtový prenos spotrebúvajú energiu a vytvárajú teplo. Vyvážené nastavenia zvyčajne prekonávajú prístup „všetko na maximum“.
Ako si vybrať správnu kameru s nízkym-osvetlením
Nevyberajte si fotoaparát len preto, že jeho názov zahŕňa „starlight“, „super starlight“ alebo „ultra low light“.
Porovnajte celý systém:
- Veľkosť snímača a pixelov
- Clona objektívu a skutočný prenos
- Farebné a monochromatické minimálne osvetlenie
- Rýchlosť uzávierky použitá pri testovaní-slabého osvetlenia
- Jasnosť pohybu v požadovanej vzdialenosti
- IR alebo biele-svetlo
- Dokončené{0}}nočné zábery v ohrade
- Požiadavky na napájanie, teplo, bitovú rýchlosť a skladovanie
Technológia snímača Starlight je najužitočnejšia, keď zachováva farby, detaily a čistotu pohybu z malého množstva skutočne dostupného svetla. Nenahrádza správnu optiku, realistické testovanie alebo doplnkové osvetlenie v úplnej tme.
Allcamrozvíja skrytá a slabá{0}}kamerariešenia okolo celej obrazovej dráhy vrátane snímača, šošovky, krytu, IR dizajnu, limitov výkonu a konečnej aplikácie. Ak chcete prediskutovať vlastný kamerový modul alebo dizajn skrytého sledovania pre vaše cieľové svetelné podmienky, kontaktujte Allcam.
Bežné otázky o technológii snímača Starlight
Môže kamera Starlight vidieť v úplnej tme?
Nie iba s okolitým viditeľným svetlom. Ak sa na snímač nedostane žiadne použiteľné svetlo, kamera potrebuje IR, biele svetlo, termovíziu alebo inú aktívnu metódu. Produkty „0 lux full color“ bežne využívajú doplnkové svetlo, fúziu obrazu alebo súvisiacu podporu.
Je Sony STARVIS rovnaký ako Starlight?
Nie. STARVIS je značka imidžových-snímačov Sony. Starlight je širší pojem pre sledovanie výkonu pri slabom-osvetlení. Kamera starlight môže používať snímač STARVIS, ale pojmy nie sú zameniteľné.
Je hviezdne svetlo lepšie ako infračervené nočné videnie?
Starlight je lepšie, keď existuje nejaké okolité svetlo a záleží na farbe. Infračervené je spoľahlivejšie v úplnej tme. Fotoaparát, ktorý kombinuje oboje, je zvyčajne všestrannejší.
Znamená nižšie hodnotenie Lux vždy lepšie video?
Nie. Hodnotenie je dôležité len vtedy, keď sú známe rýchlosť uzávierky, clona, zisk, snímková frekvencia, režim obrazu a testovacia metóda. Porovnateľné zábery pohybujúcich sa predmetov sú lepšou referenciou na nákup.
