Жизнь через объектив-4
Современные технические средства позволяют вести наблюдение из любой точки мира с автоматическим анализом получаемой видеоинформации и своевременным принятием решения в случае тревожных ситуаций.
Круг задач, решаемых с помощью телевизионных систем, постоянно расширяется, что подталкивает разработчиков и производителей такого оборудования на создание новых технических решений. Благо, рынок технических средств безопасности является одним из самых динамично развивающихся. Перспективными направлениями развития этой отрасли по нашему мнению являются:
-создание телевизионных систем дальнего наблюдения для обнаружения внештатных ситуаций и тревожных событий на территориально распределенных объектах (водоемах, лесных массивах и т.д.),
-применение камер мультимегапиксельного разрешения для фото- и видео- регистрации с высоким качеством изображения,
-развитие цифровых и компьютерных технологий для формирования, передачи, записи, просмотра и управления потоками получаемой видео информации,
-разработка алгоритмов и программ, предназначенных для обработки и анализа видео информации для решения различного рода задач – обнаружения и идентификации объектов, распознавания образов, регистрации событий, контроля и т.д.
Одной из важнейшей составляющей любой телевизионной системы является объектив, от которого в первую очередь зависит качество формируемого изображения.
На рынке технических средств, предназначенных для ведения телевизионного наблюдения, представлено огромное разнообразие объективов – от простейших малогабаритных типа «Board» до сложных и дорогостоящих оптических систем с возможностью удаленного управления. Назначение ТВ-камеры и условия ее работы определяют приоритетные требования, как к характеристикам объектива, так и к его функциональным возможностям.
Изменяемые в пространстве (направление и расстояние до наблюдаемого объекта) и во времени (при ведении круглосуточного наблюдения) условия наблюдения (освещения) приводят к необходимости изменения как направления ТВ-камеры, так и адаптации ее характеристик.
Направление ТВ-камеры в зависимости от положения объекта относительно точки наблюдения может быть изменено с помощью поворотного устройства.
Размер наблюдаемой сцены (поля зрения камеры) зависит от расстояния от точки наблюдения до объекта, фокусного расстояния объектива и физического размера фотоприемника ТВ-камеры. При изменении расстояния до объекта возникает необходимость оперативного изменения фокусного расстояния объектива с целью сохранения масштаба изображения.
Изменение освещенности наблюдаемой сцены более чем в 1000 раз приводит к необходимости регулирования количества света падающего на фотоприемник ТВ камеры с помощью диафрагмы объектива. Диапазон изменения диафрагмы объектива определяет диапазон освещенности, при котором обеспечивается работа ТВ-камеры.
По способу управления диафрагмой существуют объективы:
- с фиксированной диафрагмой;
- с ручной (механической) регулировкой диафрагмы;
- с автоматической регулировкой диафрагмы (АРД);
- с моторизованным приводом узла диафрагмы.
В ряде случаев может возникнуть необходимость в фиксации диафрагмы в заданном положении при дистанционном управлении. Режим работы, позволяющий осуществлять такое управление, называется «OVER-RIDE».
При низкой освещенности наблюдаемой сцены (в ночное время суток) может потребоваться дополнительное освещение с помощью осветительных приборов, работающих, как в видимой части спектра, так и в инфракрасной области. При этом необходимо изменять спектральную характеристику ТВ-камеры, то есть, диапазона длин волн, в котором она способна работать. Например, камера с режимом «день-ночь» с механизмом перемещения фильтра, отсекающего инфракрасную область, способна работать в светлое время суток в видимой части спектра, а в ночное с применением инфракрасной подсветки. Такой механизм может быть встроен как в камеру, так и в объектив. Объектив при этом должен иметь так называемую инфракрасную коррекцию, позволяющую вести наблюдение при смене спектрального состава освещения без потери четкости и без дополнительной фокусировки.
Все это отражается на технических требованиях к объективу, который должен обеспечивать возможность дистанционного управления масштабом изображения, осуществлять регулировку светового потока на фотоприемник камеры и работать в видимой и близкой к ней инфракрасной области спектра без потери качества.
Рассмотрим некоторые особенности, связанные с управлением такими объективами, а также современные системы позиционирования, которые позволяют значительно расширить функциональные возможности систем наблюдения.
С точки зрения управляемости все объективы с изменяемым фокусным расстоянием можно разделить на группы, отличающиеся функциональными возможностями, диапазоном фокусных расстояний, весом, габаритом и, соответственно назначением и областью применения.