Чувствительность видеокамер долгое время была основным рекламным параметром (теперь чаще размахивают количеством мегапикселей, благо это дешевле и мало кто осознает, что вреднее). Каких только лозунгов мы не слышали. Доходило до того, что некоторым камерам, похоже, было достаточно одного фотона в час, чтобы показать 50 кадров каждую секунду. Конечно, физику (тепловые шумы) отменить нельзя, так что чувствительность лучше 0.1 люкса бывает только ценой снижения разрешения или частоты кадров (подробности ищите в статье Н.Уварова, добавить к ней мне нечего). И все таки некоторые камеры чуть лучше, некоторые – чуть хуже. Разница в полтора раза – это максимум. Конечно, за счет ухищрений типа усреднения по кадрам, можно поднять чувствительность еще в несколько раз. Подумаем, зачем все эти сложности? Зачем вообще гнаться за чувствительностью?
В реальности большую часть дня все камеры работают при освещенности намного больше их нижнего предела, так что этот параметр не влияет на качество изображения. Вечером, по мере захода солнца, освещенность падает в десять раз за несколько минут, поэтому «хорошая» камера проработает всего на несколько минут дольше. И стоило ради этого придумывать полуфантастические способы повышения чувствительности? Конечно, нет. На самом деле речь о системе освещения. У любой системы видеонаблюдения подразумевается система ночного освещения. Обычно своя, иногда надежды возложены на городское уличное освещение. Обратите внимание, для человека приемлемая освещенность составляет несколько люкс. Абсолютно любая видеокамера имеет чувствительность лучше. Если человек может пройти и не споткнуться, видеокамера сможет показать вполне приличную картинку. 
Впрочем, иногда освещение строится именно под систему видеонаблюдения. Например, на военных объектах в глухомани никто и не собирается вдоль всего периметра обеспечивать уровень освещенности, достаточный для людей. И вот тут крайне важно, какова чувствительность камер – потребуется вам ставить 50-Вт лампы каждые 50 метров, или можно снизить мощность в несколько раз. Например, если вашим камерам достаточно 0.1 люкс – достаточно установить хорошие газоразрядные лампы мощностью всего 10 Вт через 100 метров. Это реальные оценки моделирования сделанные на программе одного из производителей. Конечно, в реальности все равно предпочтительно сделать запас в 2-3 раза – мало ли, старение лампы, грязь, туман… Кстати, выбор светильников крайне важен - разные светильники (отражатели) предназначены для разных применений и имеют разную диаграмму направленности. Неудачно выбранный светильник будет освещать низколетящих журавлей, а вовсе не нарушителей периметра.
Казалось бы, какая разница – стоимость лампочек в 10 и в 100 ватт практически одинакова, зачем же гнаться за уменьшением мощности светильников? Во-первых, в системе, состоящей из нескольких сотен ламп включенных всю ночь, экономия расходов за год в 10 раз весьма существенна. Во-вторых, систему бесперебойного питания придется ставить не только на видеокамеры, но и на освещение, а это уже совсем другие деньги. Видеокамера потребляет сущую ерунду - единицы ватт. А освещение для этой видеокамеры может потребовать даже киловатт, если камера так себе, а для освещения применены лампы накаливания вообще без отражателей. Поинтересуйтесь ценами на UPS мощностью в несколько киловатт, на дополнительные батареи к нему, чтобы он продержался хотя бы полчаса, пока не запустят дизель.
Если речь, действительно, об объекте с длинным периметром, то всё ещё хуже. При расходе больше киловатт на километр, вам придётся тянуть по периметру не 220 Вольт, а хотя бы 5 кВ, и ставить несколько трансформаторных подстанций, иначе всё напряжение пропадёт на проводах, даже очень толстых.
Многие думают, что инфракрасное освещение – это именно то, что нужно видеокамерам. Увы, изначально видеокамеры сделаны, чтобы видеть то же, что и человек. Инфракрасная подсветка использует лишь краешек диапазона чувствительности видеокамеры. Аналогичный эффект от белого освещения потребует мощность в 10 раз меньшую. Конечно, «скрытая» подсветка имеет свои особенности – например, она не привлекает внимание преступников к наличию дорогой видеокамеры и вообще к наличию дорогих вещей в квартире. Или еще ИК-подсветка полезна, чтобы свет не мешал людям. Именно поэтому все видеокамеры на дорогах (с измерителями скорости) имеют ныне инфракрасную подсветку. Иначе они вовсе не снижают аварийность. В большинстве же случаев важнее полностью использовать спектральную характеристику видеокамеры. Поэтому лучше использовать «желтоватые» натриевые лампы, они лучше, чем «синие» ртутные соответствуют кривой спектральной чувствительности черно-белых видеокамер. В цветной системе чувствительность видеокамер полностью соответствует глазу человека, так что выбирайте просто самые яркие лампы в Люксах – способ измерения освещенности включает в себя учет спектральной чувствительности глаза.
Теперь обсудим, где лучше ставить светильники. Частое решение – рядом с каждой видеокамерой поставить свой прожектор. Увы, освещенность получится обратно пропорциональной квадрату расстояния от прожектора, поэтому перепад освещенности вдоль контролируемого участка может превысить сотню, а это больше, чем вообще диапазон передачи типовой ПЗС-матрицы, куда уж там про то, чтобы разглядеть серого человека на сером фоне. Некоторые прожектора, конечно, предназначены для обеспечения более выровненного освещения. Иногда удобнее делать, как в уличном освещении – расставить много относительно слабых светильников вдоль контролируемого периметра, это обеспечит более равномерную освещенность и более высокое качество картинки.
Кроме того, в случае тумана фронтальная подсветка мешает, как дальний свет в автомобиле. Противотуманные фары не зря относят максимально в сторону от линии взгляда водителя. Наконец, при расположении прожектора рядом с камерой снижается контрастность изображения – фотографы называют это эффектом «плоских лиц», поэтому при профессиональной фотосъемке вспышки направляют в сторону или относят в сторону от фотоаппарата.
Если вы рассчитали как обеспечить требуемую камерой освещенность с помощью замечательной компьютерной программы, не спешите радоваться. Чувствительность видеокамеры обычно указывается как «предельная освещенность». Фактически, при такой освещенности можно еле-еле различить белые объекты на черном фоне (контраст 100%). В реальности объекты контраст в лучшем случае 20% (это светлые джинсы на фоне серого асфальта). У самых честных производителей чувствительность приведена для отношения сигнал/шум 20дБ. Это уже приемлемо для визуального наблюдения, но слишком мало для работы компьютерных детекторов движения.
Выход? Лучше всего экспериментально проверить фактическую чувствительность конкретных видеокамер совместно с конкретными лампами, и все равно дать запас в полтора – два раза на старение ламп и загрязненность стекол.
Ну и напоследок обращу ваше внимание, что видеонаблюдение таки не является единственной причиной поставить освещение. Даже если речь идет только об охране, учтите, что мало обнаружить проникновение на видеомониторе – надо его пресечь. И если вы не хотите оснащать дежурную группу охраны приборами ночного видения, лучше обеспечить освещение, достаточное не только для видеокамер но и для людей. Впрочем, это могут быть дополнительные светильники, не обеспеченные резервным питанием, да и расположенные не так, как удобно видеокамере, а так, как удобно группе захвата – в лицо задерживаемому преступнику.
Об авторе Омельянчук А.М. - начальник конструкторского бюро, Сигма-ИС