Ip Kamera görüntüleriniz için ışıklandırma önemlidir. Öyleyse niçin zayıf ışıklandırma Ip Kamera sistemlerinde olağandır?

Bütün Ip Kamera görüntüleri ışık veya infrared (IR) kameranın sensörüne düştüğü zaman başlar. IR aynı ışık gibidir, fakat dalga boyu daha uzundur, bizim gözümüzün görüş mesafesinin dışındadır, o nedenle onu görünmez olarak adlandırırız. Bununla birlikte kameralar genellikle her ikisini de görebilirler. Şimdi göz-dostu, görünebilen ışık ile başlayalım.

Işık Spektrumunu Anlamak

Gökkuşakları insanların görebilecekleri bütün renkleri gösterirler. Mor/mavi 400nm civarında kısa dalga boyundadır (nanometre: bir metrenin milyardabiri), gökkuşağı spektrumu boyunca devam ederek kırmızıda 700nm’ye ulaşır.

Biz en çok yeşil ışığa karşı hassasızdır, mavi ve kırmızıda hassasiyet daha azdır. Bunun standart grafiği ‘’fotopik eğri’’ olarak anılır. 

Bu ışık metrelerin içerisine yapılandırılır ("lux" ölçüsü) böylece insan gözü için ortamlar dizayn ettiğimiz zaman şekiller anlamlı hale gelir.

Örneğin güneşli günler 30,000lx olabilir, bir ofiste 500lx’e düşer ve sokak aydınlatmasında yalnızca 5lx’tir. Bu arada, IR insan gözünün görüş mesafesinin dışında olduğundan, doğası gereği ona karşı duyarsızdır.

Kameraların sensörleri gözümüzün verdiğinden daha geniş bir dalga boyuna tepki verirler. En fazla hassasiyet infrared bölgesindedir.

Bununla birlikte gerçekçi renkli video için bu IR baskılanmaya ihtiyaç duyar, o nedenle bir IR-kesme filtresi çipin üzerine konur.

Sonuç olarak, renkli kameralar ve IR lambaları birlikte kullanım amacıyla dizayn edilmemiştir. Bununla birlikte, bir ‘’gündüz/gece kamerası’’ monochrome moduna geçtiğinde fiziksel olarak bu IR filtresini devreye sokar, böylece doğal olarak IR hassasiyeti geceleri tam olarak kullanımda olur.

En iyi görüntü netliği için ışıklandırmamız maksimum kontrast elde edecek şekilde kamerayı etkinleştirmelidir. Siyah renk görünmelidir. Beyaz renk mümkün olduğunca parlak olmalıdır. Bunun anlamı görüntüde bol miktarda ışığın olmasıdır, fakat bol ne kadar çoktur?

IRLED IP KAMERALAR

Ters Kare Kanunu

Işığın yolculuğunu izleyerek bunu daha iyi anlayacağız.

Güneş ışığı veya bir elektrik lambası gibi ışık kaynakları görüntülediğimiz görüntünün üzerine ışıklarını yansıtırlar. Doğal olarak, bunlar geldikleri şekilde yayılırlar. Öyleyse hedefe olan mesafe arttıkça daha az ışık direk olarak gelecektir ve ışığı daha donuk olacaktır.

Bu ‘’ters kare kanunudur’’, çünkü mesafeyi ikiyle çarptığımız zaman yatay ve dikey olarak ışıklandırmada iki kat azalma elde ederiz, böylece dört faktör kayıp ortaya çıkar. Yani bazı ışıklar yansımayacaktır, çünkü beyaz hedefler yalnızca %80-90 etkili olabilecektir.

Temel kural olarak fotoğrafçılar yalnızca %18 yansıtıcı olan ortalama görüntüyü kullanırlar. Daha sonra bu yansıtılan ışıklar kameraya giderken ters kare kanununa göre zayiat verirler. Kameranın lensini odaklamak bunu önemli derecede azaltır. Şimdi görüntünüzdeki küçük bir orijinal ışıklandırmanın değerini anlayabilirsiniz.

Gerçekçi bir örnekle, imalatçıların ‘’kullanılabilir video’’ kelimesinin anlamı beyaz hedeflerin %30 gri görünmesidir. %100 gri rengi başarmak (örneğin beyaz) için açıkça 3 katı fazla ışığa ihtiyacınız vardır.

Onların verisi bir F1.0 lens kotası koyar. Sizin kullandığınız F1.6’dır, öyleyse 2.5 kat daha fazla ışığa ihtiyacınız vardır.

Onların AGC’si (automatic gain control) nesneleri daha parlak hale getirmek için 24dB’ye kadar artırılır, aynı anda da berraklık (signal to noise) 50 dB’den 26dB’ye düşürülür (50-24=çok karlı).

Yalnızca 14dB kullanarak S/N’yi 40dB’ye kadar limitleyerek görüntü netliğini muhafaza etmeyi denediğinizde, dengeleme için 5 kat daha fazla ışık kullanmak zorundasınız.

Korkutucu bir şekilde, onların dünyasındaki 1 lux sizin dünyanızda 3 x 2,5 x 5= 37 lux’tur.

Kesin olarak durumlar değişebilir, fakat fizik kuralları değişmez. Veri sayfalarındaki belirsiz iddialara dikkat edin! Net görüntüler bol miktarda ışığa ihtiyaç duyarlar.

Arka Işık Dengeleme ve Dinamik Alan

Pozisyon alma çok önemlidir. Ip kamera muhafazalarındaki kir ve örümcek ağları parlak bir şekilde yansır ve sıcak lambalar doğal hayatı kendine çeker.

F1.0 lensler parlamaya tepki verirken çaresizce görüntünüzü karartırlar. Buna kameranızın arka ışık dengeleme ayarları (BLC) yardımcı olabilir.

Sıklıkla Ip Kamera ışıklandırmasını kameranın baktığı tarafa yönlendiririz, böylece görüntü ön taraftan aydınlatılır. Hatırlarsanız, eğer ışıklar hedefinizin arkasındaysa yalnızca bir siluet görürsünüz ve detayları kaybedersiniz (örneğin bir antredeki gün ışığı).

Faydalı görüntüler için bir kameranın görüntüsünün en parlak ve en koyu kısımları onun ‘’dinamik aralığında’’ olmalıdır.

Normal kameralarla, pratik bir şekilde koyup, görüntü aydınlatmasının eşitliğini 3.1’den kötü olmayacak şekilde tutmayı deneyin. Işığın yayılmasını kameranın görüş açısıyla karşılaştırmak güzel bir amaç olacaktır.

www.relux.biz ücretsiz, güçlü yazılımı ile bilgisayar tabanlı modelleme oldukça kullanışlı olabilir. 2013 yılında, geniş dinamik alan (WDR) kameralar oldukça yaygındı, fakat Ip Kamera ışıklandırmasındaki dikkatsizce yapılan dizaynın tuzaklarını ortadan kaldırmadığı konusunda uyarıldık.

Gece İzleme

Geceleri algıladığımız ışıklar ışık kaynağımızın yaydığı renklerden büyük miktarda etkilenirler. Kusursuz gün ışığı ile kıyaslandığında, tungsten/halojen lambalar mükemmel ‘’renk sunumu’’ verirler fakat çalışma maliyetleri yüksek olabilir.

‘’Beyaz ışık’’ yaklaşımlı flüoresan ve LED lambalar iyidir ve enerji konusunda daha verimlidirler.

‘’Portakal beyazı’’ yüksek basınçla elde edilen sodyum lambaları yaygındır, fakat renk sunumu daha kötüdür.

Kameralar AWB (otomatik beyaz dengesi) aktif etme eğilimine sahiptir, fakat bu zayıf renk sunumunu her zaman düzeltmez.

Düşük basınçlı sodyum lambaları çok verimlidir ve yaygındır, fakat yalnızca bir renk yayarlar, bu yeşildir, yani renkleri ayırt etmek imkânsızdır.

Aynı şey kameralardaki monochrome modu kullanımındaki infra red ışık için de geçerlidir. Dikkat ederseniz, IR ışığı altında koyu renk ceket ve açık renk pantolon giyen bir hedef görünebilen ışık altında tam tersi olacak şekilde görünebilir açık renk ceket ve koyu renk pantolon çünkü materyaller dalga boylarını farklı şekilde yansıtırlar.

Dalga boylarının odaklanması da farklıdır. IR düzeltmeli lensler, görünebilir gün ışığından IR gece aydınlatmasına geçildiğinde her hangi bir odak dışı etkilenmeyi minimize edecek şekilde dizayn edilmiştirler. Özellikle düzeltme yapılmamış lensler kullanıldığında IR ışığı altında odağın irisinin tam olarak açık olduğundan (odağın minimum derinliği) emin olunuz.

Gün ışığı altında iris küçüldüğünde artan DoF odak kaymasının etkilerini azaltmalıdır.

‘’Kaplamalı-olmayan’’ tungsten bazlı IR lambalar (750 nm civarında koyu kırmızı parıltılı) ‘’yarım kaplamalı’’ lambalardan (830nm civarında loş portakal parıltısı) ve yine ‘’kaplama’’ lambalardan da (950nm görünmez parıltıya yakın) daha az düzeltmeye ihtiyaç duyarlar.

Dalga boyları arttıkça kameranın IR’ye hassasiyeti düşer, yani görüntünüzü üretmek için daha fazla IR ışığına ihtiyaç duyarsınız (lux’ten çok watts/m2 olarak).

IR performansı etrafında bir imalatçının belirsiz tahminlerine güvenmekten çok alan denemeleri yapmak şiddetle tavsiye edilir.

LED aydınlatma

Şüphesiz ki LED’ler hem görünür, hem de infrared olarak Ip kamera aydınlatma dünyasını ilerletmeye devam edeceklerdir. Örneğin, projektörler çıkış büyüklüğü anlamında gelişiyorlar ve bazı dome kameralar haricen monte edilen sabit lambalar düzenine güvenmekten çok şimdi kendi aydınlatmalarını taşımaktalar.

Aydınlatma dizaynı uzun zamandır hem kelime anlamıyla hem de mecazi olarak karanlık bir sanattır.