В популярной литературе по ТВ системам видеонаблюдения нередко приводятся данные о значениях освещенности, не связанные временными рамками. Как правило, называются крайние значения освещенностей - от 5x10-5 лк до 105 лк. Надо ли при проектировании системы закладывать весь этот диапазон изменений? Или же, изучив статистику изменений, определить маловероятные значения, с которыми можно не считаться. Заметим, что для средней полосы России освещенность 5x10-5 лк возможна в декабре, в полночь, когда звезды закрыты плотным слоем низких облаков. Причем в атмосфере должен отсутствовать рассеянный свет от искусственно освещенных объектов, что может случиться лишь вдали от городов. Также маловероятен и другой крайний случай - освещенность 105 лк возможна лишь в июньский полдень при абсолютно чистом небе, при метеорологической дальности видимости (МДВ) свыше 5 км.

Обратимся теперь к суточным изменениям освещенности в эти экстремальные дни. При использовании в ТВ системе типичной ПЗС камеры, имеющей чувствительность не хуже 0,5 лк на объекте и средства адаптации к изменениям освещенности 105 раз, можно отметить следующее:

· ТК будет обеспечивать круглосуточное наблюдение объекта в летнее время в ясные лунные ночи;

· В зимние короткие дни камера обеспечивает работоспособность системы теленаблюдения в течение 6 часов. В остальное время необходима подсветка объекта наблюдения.

Интересно отметить, что улучшение чувствительности ТК на порядок (до 0,05 лк) увеличивает время работоспособности системы на 6 минут, по 3 минуты на восходе и заходе солнца. Отсюда следует, что вариации с чувствительностью в диапазоне изменений естественных освещенностей (0,01 - 1,0 лк) малоэффективны. Двухмодовые гистограммы распределения уровней естественных освещенностей для июля и декабря месяцев, свидетельствуют о том, что наиболее вероятные значения освещенностей в дневное время 2x10-3 лк, днем 2x10-2 лк. Крайние же значения освещенностей (5x10-5 и 105 лк) маловероятны даже в эти месяцы.

Отметим, что задача обеспечения работоспособности ТК при высокой освещенности - до 105 лк, хотя и сложна, но вполне решаема доступными средствами. А вот задача обеспечения работоспособности при 5x10-5 лк чрезвычайно сложна и дорогостояща. Поэтому для круглосуточного наблюдения необходима искусственная подсветка, затраты на энергетику которой зависят от чувствительности телевизионных камер. Либо применяются ТК со средненькой чувствительностью в совокупности с мощным подсветом (который сам по себе отпугивает потенциальных преступников), либо ТК высокой чувствительности с минимальными энергетическими затратами на подсвет. В любом случае надо определить требования к уровню освещенности и спектральным характеристикам подсветки.

Критерием в этом случае может быть величина освещенности, обеспечивающая приемлемое отношение сигнал/шум на изображении. В паспортных данных на ТК в графе чувствительность приводится предельная, минимально допустимая величина освещенности. Однако при этой освещенности не реализуются остальные параметры камеры. Вторая граница - освещенность, при которой только-только начинает работать АРУ. Иногда это значение приводится как "освещенность для полного сигнала при выключенном АРУ". Это значение раз во 100 выше, чем "чувствительность". Именно при такой освещенности реализуются остальные параметры ТК. Именно к этой освещенности рекомендуется стремиться при расчете энергетических параметров подсвета. Отклонения освещенности от заданной в сторону увеличения (например, при восходе солнца) будут парироваться системой автоматического диафрагмирования или системой электронного экспонирования, а в сторону уменьшения (загрязнение, перегорание отдельных ламп) системой АРУ. Таким образом, используя известные рекомендации, несложно рассчитать энергетические параметры осветителей.

Организация подсвета вещь сама по себе не простая. Недаром искусство освещения очень высоко ценится на съемочных площадках и театральных сценах. Подсветка всех объектов в рамках кадра должна быть равномерной, в противном случае будут плохо проработаны малоконтрастные детали изображения объекта. Особенно это опасно в ночных условиях, когда значительная часть динамического диапазона по контрасту будет "съедена" неинформативным перепадом между освещенным и не освещенным участками изображения, а детали и на том и на другом участке будут практически неразличимы. Такой эффект прекрасно иллюстрируется ТК, в поле зрения которой попало окно на улицу, освещенную ярким солнечным светом. В этой связи следует особое внимание уделить выбору количества осветителей и их расположению.