هل لديك بيانات اختبار أداء مستشعر سوني في بيئات الإضاءة المنخفضة؟

لقد نسيت عدد المرات التي طلب مني فيها المشتري مواصفات الإضاءة المنخفضة¹ - ليدركوا لاحقًا أن الأرقام التي رأوها في مكان آخر كانت مضللة تمامًا.

أداء مستشعر سوني في الإضاءة المنخفضة² يقاس بشكل أفضل من خلال قيم SNR1s³, وليس تسويق تقييمات لوكس. سوني مستشعرات STARVIS 2⁴ مثل IMX678⁵ و IMX585⁶ توفر حساسية أعلى للأشعة تحت الحمراء القريبة من الأشعة تحت الحمراء بمعدل يصل إلى 2.5 ضعف وقيم SNR1s منخفضة تصل إلى 0.12 lx، مما يضمن الحصول على لقطات واضحة في الظلام شبه التام من دون ضبابية الحركة.

بيانات اختبار كاميرا PTZ ذات الإضاءة المنخفضة بحساس سوني

في هذه المقالة، سأقوم بتفصيل بيانات الاختبار الحقيقية وراء المستشعرات التي نستخدمها في Loyalty-Secu. سأشرح لك ما هي الأرقام المهمة بالفعل وسأوضح لك كيفية تجنب فخاخ المواصفات الأكثر شيوعًا في هذا المجال. دعونا ندخل في الأمر.

كيف يمكن مقارنة مستشعر كاميرا PTZ الخاصة بي بالآخرين في 0.001 لوكس⁷ الشروط؟

أسمع هذا السؤال مرة واحدة على الأقل في الأسبوع. وفي كل مرة، يجب أن أتوقف وأسأل: من أين حصلت على هذا الرقم 0.001 لوكس؟

تأتي معظم ادعاءات 0.001 لوكس من اختبار الغالق البطيء، الذي يسبب ضبابية شديدة في الحركة. تتطلب المقارنة العادلة بين الحساسات شروطًا ثابتة: فتحة العدسة نفسها، وسرعة الغالق نفسها، ومستوى AGC نفسه. في ظل هذه القواعد، تتفوق حساسات STARVIS 2 باستمرار على الأجيال الأقدم بهامش كبير.

مقارنة مستشعر كاميرا PTZ ذات الإضاءة المنخفضة 0.001 لوكس

لماذا معظم أرقام لوكس مضللة؟

إليك شيئًا لن تخبرك به معظم المصانع. عندما يطالبون ب 0.0001 لوكس، فإنهم غالبًا ما يختبرون باستخدام مصراع بطيء⁸ (وتسمى أيضاً الاستشعار) قيد التشغيل. يبقي الغالق البطيء الغالق مفتوحاً لفترة أطول. ويصل المزيد من الضوء إلى الحساس. وتبدو الصورة أكثر سطوعاً. لكن أي شيء يتحرك - شخص أو سيارة أو حتى شجرة تتمايل - يتحول إلى فوضى ضبابية. لا يمكنك قراءة الوجه. لا يمكنك قراءة لوحة. بالنسبة إلى كاميرات المراقبة⁹, فإن ذلك يتعارض مع الغرض كله.

في المشاريع الحقيقية، لا أحد يقوم بتشغيل المصراع البطيء على كاميرا PTZ التي تراقب بوابة أو موقف سيارات. الهدف يتحرك دائمًا. لذا فإن رقم 0.0001 لوكس لا يعني شيئًا من الناحية العملية.

لقد تعلمت هذا بالطريقة الصعبة منذ سنوات. اتصل بي أحد العملاء غاضبًا لأن لقطاته لم تكن تشبه عينة الفيديو. كان المصنع قد اختبرها بغالق مدته 4 ثوانٍ. على موقع مباشر؟ عديم الفائدة.

كيف أقارن بين أجهزة الاستشعار بالطريقة الصحيحة

عندما أقوم بتقييم مستشعر لكاميرات PTZ الخاصة بنا، أقوم بتثبيت ثلاثة أشياء أولاً:

• سرعة الغالق: ثابت عند 1/30 ثانية (NTSC) أو 1/25 ثانية (PAL)
• فتحة عدسة العدسة: F1.6 أو F1.4، متناسق في جميع الاختبارات
• شركة AGC (التحكم في الكسب التلقائي¹⁰): تعيين إلى حد أقصى ثابت، لا يوجد تعزيز غير محدود

ثم ألقي نظرة على الصورة عند مستويات إضاءة مختلفة - 1 لوكس و0.1 لوكس و0.01 لوكس - وأتحقق من التشويش, دقة الألوان¹¹, والتفاصيل. هذا هو المكان الذي تتقدم فيه مستشعرات STARVIS 2. عند مستوى 0.01 لوكس، لا تزال الكاميرا المستندة إلى IMX678 تعرض لقطات ملونة قابلة للاستخدام. أما الكاميرا الأقدم IMX415 الأقدم عند مستوى الإضاءة نفسه فتكون بالفعل في وضع الأبيض والأسود الصاخب.

مقارنة سريعة بين أجهزة الاستشعار تحت ظروف محكومة

معلمة الاختبار	IMX678 (Starvis 2)	IMX585 (Starvis 2)	IMX415 (Starvis 1)
القرار	4K (8 ميجابكسل)	4K (8 ميجابكسل)	4K (8 ميجابكسل)
حجم المستشعر	1/1.8	1/1.2	1/2.8
صورة ملونة قابلة للاستخدام في	0.01 لوكس	0.005 لوكس	0.05 لوكس
صورة B/W قابلة للاستخدام في	0.002 لوكس	0.001 لوكس	0.01 لوكس
هل تحتاج إلى مصراع بطيء؟	لا يوجد	لا يوجد	في كثير من الأحيان نعم

دائمًا ما أشارك هذا النوع من بيانات الاختبار المضبوطة مع المشترون من الشركات إلى الشركات¹² قبل تقديم الطلب. فهو يوفر على الجميع الوقت ويجنبهم المفاجآت غير السارة أثناء قبول الموقع.

هل يمكنني رؤية SNR (نسبة الإشارة إلى الضوضاء¹³) تقارير عن كاميراتك التي تعتمد على سوني؟

أحب هذا السؤال. عندما يطلب أحد المشترين بيانات SNR بدلاً من تقييمات Lux، أعلم على الفور أنه يفهم على الفور ما يهم حقًا.

يُعد SNR1s مقياسًا خاصًا بسوني يقيس مستوى الضوء حيث تتساوى الإشارة مع التشويش. ويعني انخفاض SNR1s صورًا أوضح في المشاهد الأكثر قتامة. بالنسبة لكاميرا IMX678، تبلغ SNR1s 0.18 lx. بالنسبة لكاميرا IMX585، ينخفض إلى 0.12 lx، أي أفضل بمقدار 2.5 مرة تقريبًا من IMX415 الأقدم التي تبلغ 0.47 lx.

نسبة الإشارة إلى الضوضاء SNR تقرير كاميرا سوني STARVIS 2

ما الذي تخبرك به SNR1s في الواقع

يرمز SNR إلى نسبة الإشارة إلى الضوضاء. بعبارات بسيطة، الإشارة هي بيانات الصورة المفيدة - الوجه، لوحة الترخيص، الشيء الذي يهمك. الضوضاء هي الحبيبات العشوائية والنقاط الملونة التي تظهر عندما لا يكون هناك ضوء كافٍ. عندما تتساوى الإشارة مع الضوضاء (SNR = 1)، تكون قد وصلت إلى حافة اللقطات القابلة للاستخدام. تحت هذه النقطة، تكون الصورة في الغالب ضوضاء.

أنشأت سوني مقياس SNR1s خصيصًا لكاميرات المراقبة. وهو يجيب على سؤال واحد: عند أي مستوى إضاءة يصل الحساس إلى SNR = 1؟ كلما انخفض هذا الرقم، كان أداء المستشعر أفضل في الظلام.

أستخدم هذا المقياس كمرشح أساسي عندما أختار مستشعرات لطراز PTZ جديد. إنه يقطع كل الضوضاء التسويقية. رقم واحد. حقيقة واحدة.

بيانات SNR1s لخيارات الاستشعار الرئيسية لدينا

نموذج المستشعر	التوليد	قيمة SNR1s	حجم البكسل	أفضل حالة استخدام
IMX678	ستارفيس 2	0.18 لكسل	2.0 ميكرومتر	مراقبة المدينة والمرور الذكي
IMX585	ستارفيس 2	0.12 لكس	2.9 ميكرومتر	أرصفة غير مضاءة، والوقاية من حرائق الغابات
IMX415	ستارفيس 1	0.47 لكس	1.45 ميكرومتر	بيئات داخلية جيدة الإضاءة

أحتفظ بأوراق البيانات هذه في متناول اليد في جميع الأوقات. عندما يسأل المشتري، أرسل مخطط منحنى SNR1s الرسمي للمستشعر بالإضافة إلى لقطات الاختبار الخاصة بنا جنبًا إلى جنب. الأرقام والفيديو معًا - هذه هي الطريقة الوحيدة لبناء ثقة حقيقية.

لماذا يعتبر حجم البكسل مهماً لمعدل التردد الضوئي العالي

بكسل أكبر يجمع المزيد من الضوء. الأمر بهذه البساطة. تحتوي كاميرا IMX585 على بكسل بحجم 2.9 ميكرومتر على مستشعر 1/1.2. وتحتوي كاميرا IMX415 على بكسل 1.45 ميكرومتر على مستشعر 1/2.8. على الرغم من أن كلاهما بدقة 8 ميجابكسل ودقة 4K، فإن كل بكسل في IMX585 يلتقط ما يقرب من أربعة أضعاف الضوء. وهذا هو السبب في أن الفجوة بينهما كبيرة جداً.

أشرح هذا دائماً للمشترين الذين يتساءلون لماذا يمكن أن تبدو كاميرتان بدقة 4K مختلفتان جداً في الليل. الدقة هي جزء واحد فقط من القصة. حجم البكسل هو النصف الآخر. وهو النصف الذي تحاول معظم أوراق المواصفات إخفاءه.

هل ستظل لقطات الرؤية الليلية الخاصة بي واضحة دون تشغيل أضواء الأشعة تحت الحمراء في وقت مبكر جدًا؟

لقد سمعت هذه الشكوى عدة مرات. تتحول الكاميرا إلى وضع الأبيض والأسود في وقت مبكر جدًا، وتفقد تفاصيل الألوان في الوقت الذي يكون فيه الأمر أكثر أهمية.

تحافظ الكاميرات المزوّدة بمستشعرات STARVIS 2 على لقطات ملونة قابلة للاستخدام بشكل أعمق بكثير في ظروف الشفق والإضاءة المنخفضة. يؤدي ذلك إلى تأخير تبديل مرشح القطع بالأشعة تحت الحمراء، مما يحافظ على الصورة بالألوان الكاملة لفترة أطول. بالاقتران مع ضبط مزود خدمة الإنترنت¹⁴, ، تتجنب كاميرات PTZ الخاصة بنا التنشيط المبكر بالأشعة تحت الحمراء لمدة تصل إلى 30 دقيقة مقارنةً بطرازات المستشعرات القديمة.

كاميرا للرؤية الليلية PTZ عتبة ضوء الأشعة تحت الحمراء STARVIS 2

مشكلة تبديل الأشعة تحت الحمراء

تحتوي كل كاميرا أمنية على مرشح قطع الأشعة تحت الحمراء¹⁵. خلال النهار، يحجب هذا الفلتر ضوء الأشعة تحت الحمراء بحيث تبدو الصورة طبيعية. في الليل، يتحرك الفلتر بعيدًا، وترى الكاميرا ضوء الأشعة تحت الحمراء من مصابيح LED المدمجة بها. السؤال هو: متى تقوم الكاميرا بالتبديل؟

إذا لم يكن الحساس حساساً بما فيه الكفاية، فإنه يبدأ في فقدان تفاصيل الألوان مبكراً. يرى ISP (معالج إشارة الصورة) صورة داكنة وصاخبة ويؤدي إلى التبديل إلى وضع الأبيض والأسود. يحدث هذا في وقت مبكر جداً في الكاميرات ذات الحساسات القديمة. تفقد معلومات ملونة قيمة - مثل لون السترة أو السيارة أو الحقيبة - خلال ساعات الغسق والفجر الحرجة.

لقد رأيت مواقع المشاريع حيث احتاجت الشرطة إلى لون السترة للتعرف على المشتبه به. كانت الكاميرا قد تحولت بالفعل إلى وضع الأشعة تحت الحمراء. كانت اللقطات عديمة الفائدة لهذا الغرض.

كيف يؤخر STARVIS 2 عملية التبديل

مع STARVIS 2، يلتقط المستشعر المزيد من الضوء عند كل طول موجي. هذا يعني أن مزود خدمة الإنترنت يحصل على إشارة أنظف وأكثر سطوعًا حتى مع تلاشي الضوء. لا يحتاج إلى الذعر والتحول إلى وضع الأشعة تحت الحمراء.

في الاختبار الذي أجريته، تحتفظ كاميرا PTZ المستندة إلى IMX678 بالألوان الكاملة حتى 0.01 لوكس تقريبًا باستخدام عدسة F1.6. تتحول الكاميرا التي تعتمد على IMX415 في الظروف نفسها إلى اللونين الأبيض والأسود في حدود 0.05 لوكس. يُترجم هذا الفرق إلى ما يقرب من 20-30 دقيقة من اللقطات الملونة الإضافية أثناء غروب الشمس.

بالنسبة للكثير من المشترين، فإن هذه الدقائق الثلاثين هي أهم نافذة في اليوم. عمليات الاقتحام والسرقة والتخريب - الكثير منها يحدث عند الغسق.

دور ضبط مزود خدمة الإنترنت

لا يتخذ المستشعر وحده قرار التحويل. تتحكم البرامج الثابتة لمزود خدمة الإنترنت في العتبة. في شركة Loyalty-Secu، أعمل مع فريق البحث والتطوير لدينا لضبط منطق التبديل النهاري/الليليلي لكل طراز من المستشعرات. نقوم بتعيين العتبة بناءً على الظروف الميدانية الفعلية - وليس فقط أرقام المختبر.

نضيف أيضًا مخزنًا مؤقتًا للتباطؤ حتى لا تتنقل الكاميرا ذهابًا وإيابًا بين وضع الألوان والأشعة تحت الحمراء عندما تتقلب مستويات الضوء. هذه تفاصيل صغيرة، لكنها تُحدث فرقًا كبيرًا في مواقع العمل الحقيقية حيث تومض أضواء الشوارع أو تستمر السحب في المرور فوق رؤوسنا. لا أحد يريد كاميرا تبدل الأوضاع كل 10 ثوانٍ.

ميزة حساسية الأشعة تحت الحمراء تحت الحمراء

تستجيب مستشعرات STARVIS 2 أيضًا بشكل أفضل لضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة من 850 نانومتر. هذا الأمر مهم لأنه عندما تتحول الكاميرا إلى وضع الأشعة تحت الحمراء، ينتج كل مصباح LED بالأشعة تحت الحمراء ضوءًا أكثر قابلية للاستخدام للمستشعر. النتيجة: يمكنك تشغيل عدد أقل من مصابيح LED بطاقة أقل. حرارة أقل. عمر أطول لمصباح LED. سحب طاقة أقل من اللوحة الشمسية.

بالنسبة للمواقع خارج الشبكة - التي ينشرها العديد من عملائي - هذه فائدة حقيقية وقابلة للقياس. لقد كان لدي عملاء في الشرق الأوسط أبلغوا عن عمر أطول للبطارية بمقدار 15% في الليل بعد التبديل من كاميرا Starvis 1 إلى طراز Starvis 2. هذا النوع من التحسن يتزايد بسرعة عبر نشر 50 كاميرا.

كيف يمكن لـ حجم المستشعر¹⁶ هل تؤثر التفاصيل التي ألتقطها في مواقف السيارات المظلمة؟

أتلقى هذا السؤال كثيراً من شركات التكامل التي تصمم أنظمة مواقف السيارات. فهم يحتاجون إلى أرقام اللوحات وتفاصيل الوجه على بعد 50 متراً في الظلام.

تلتقط المستشعرات الأكبر حجماً مزيداً من الضوء لكل بكسل، مما يحسّن التفاصيل بشكل مباشر ويقلل من التشويش في المشاهد المظلمة. يلتقط مستشعر 1/1.2 مثل IMX585 إضاءة أكثر بأربعة أضعاف تقريبًا من مستشعر 1/2.8 مثل IMX415 بالدقة نفسها، مما ينتج لقطات أكثر وضوحًا بشكل ملحوظ في مواقف السيارات غير المضاءة.

مقارنة حجم المستشعر بتفاصيل مراقبة موقف السيارات المظلم في موقف السيارات المظلم

لا يتعلق حجم المستشعر بمجال الرؤية فقط

يعتقد الكثير من الناس أن حجم الحساس يغير فقط مجال الرؤية أو عمق المجال. في كاميرات المراقبة، يغير في الغالب شيئًا واحدًا: مقدار الضوء الذي يحصل عليه كل بكسل.

يحتوي الحساس 1/1.2 على مساحة سطح أكبر بكثير من الحساس 1/2.8. وبنفس الدقة 8 ميجابكسل، يوزع الحساس 1/1.2 بدقة 8 ميجابكسل على مساحة أكبر. كل بكسل أكبر من الناحية المادية. وحدات البكسل الأكبر تلتقط المزيد من الفوتونات. المزيد من الفوتونات يعني إشارة أقوى. الإشارة الأقوى تعني تشويشاً أقل. ويعني التشويش الأقل أنه يمكنك رؤية التفاصيل - وجه أو لوحة أو يد - حتى في موقف سيارات مظلم بدون أضواء علوية.

لقد مررت بهذا المنطق مع العشرات من المشترين. بمجرد أن يروا ذلك، يصبح اختيار المستشعر واضحًا.

مقارنة التفاصيل الواقعية

في اختباراتي الخاصة في منشأتنا، قمت بإعداد هدف لوحة ترخيص على بعد 60 مترًا. استخدمت كاميرتين جنبًا إلى جنب: إحداهما مزودة بكاميرا IMX585 (1/1.2) والأخرى بكاميرا IMX415 (1/2.8). كلاهما بدقة 4K. استخدم كلاهما نفس عدسة التكبير/التصغير البصري 40X. وكلتاهما موجهة إلى اللوحة نفسها.

عند 0.05 لوكس:

• أظهرت كاميرا IMX585 لوحة واضحة وقابلة للقراءة بأقل قدر من التشويش.
• أظهرت كاميرا IMX415 لوحة غير واضحة مع وجود حبيبات واضحة. كانت الأحرف بالكاد يمكن قراءتها.

عند 0.01 لوكس:

• لا تزال كاميرا IMX585 صامدة. كانت اللوحة قابلة للقراءة في وضع الأبيض والأسود.
• كان IMX415 غير قابل للاستخدام. الكثير من الضوضاء. امتزجت الشخصيات في الخلفية.

لقد سجلت كلا الاختبارين وأقوم بمشاركة اللقطات مع أي مشترٍ يسأل. الرؤية تصديق.

اختيار المستشعر المناسب لمشروعك

نوع المشروع	المستشعر الموصى به	حجم المستشعر	لماذا
موقف سيارات مضاء (أضواء الشوارع)	IMX678	1/1.8	توازن جيد بين التكلفة والأداء
موقف سيارات غير مضاء أو معرض سيارات غير مضاء	IMX585	1/1.2	التقاط أقصى قدر من الضوء في الظروف المظلمة
المستودع الداخلي أو الردهة	IMX415	1/2.8	فعالة من حيث التكلفة، وإضاءة كافية في الداخل
موقع البناء عن بعد (الطاقة الشمسية)	IMX585	1/1.2	أفضل أداء في الأشعة تحت الحمراء تحت الحمراء (NIR)، طاقة LED بالأشعة تحت الحمراء المنخفضة

أساعد عملائي دائمًا في اختيار المستشعر المناسب للظروف الفعلية في موقع عملهم. لا فائدة من الدفع مقابل مستشعر 1/1.2 إذا كان موقف السيارات يحتوي بالفعل على أضواء جيدة. وليس هناك فائدة من توفير المال على مستشعر 1/2.8 إذا كان الموقع مظلمًا تمامًا. فالمطابقة الصحيحة توفر المال وتجنب عمليات الفحص الفاشلة.

الخاتمة

توقف عن الوثوق بأرقام لوكس. اطلب بيانات SNR1s، واختبر في ظروف ثابتة، وطابق حجم المستشعر مع موقعك الفعلي. هكذا يتم اتخاذ القرارات الحقيقية.