ACTIVE INFRARED ILLUMINATION FOR IMPROVED OPTICAL IMAGING IN LOW LIGHT CONDITIONS

Abstract

Досліджено вплив режимів підсвічування об’єкта джерелом ближнього інфрачервоного випромінювання на оптичні характеристики зображень, отриманих в умовах низького рівня або повної відсутності освітленості зони спостереження. Для отримання та аналізу зображень вибрано роботизовану відеокамеру моделі Reolink E1 Outdoor PoE, оснащену кремнієвою КМОН матрицею роздільної здатності 8 МП та вбудованими підсвічуючими прожекторами у видимому та ближньому інфрачервоному діапазоні. Проведено фіксацію зображень в специфічних умовах підсвічування об’єкта додатковим зовнішнім джерелом з врахуванням спектральної характеристики чутливості приймача для низки оптичних та електричних характеристик випромінювачів: стробованих параметрів живлення та підсвічувачів різної довжини хвилі. В якості додаткових зовнішніх освітлювачів експериментальної частини роботи використано світлодіоди з максимумом інтенсивності на довжині хвилі 850 нм (OSRAM, модель SFH 4556) та 940 нм (Everlight, модель IR928-6C-F). Для реалізації низки електричних режимів освітлювачів в роботі використано платформу для розробки віртуальних інструментів NI ELVIS II, розроблено власний драйвер світлодіодів на основі операційного підсилювача та транзисторного каскаду з регульованими параметрами імпульсного підсвічування: амплітудою, частотою, скважністю. Об’єктивну оцінку якості зображення тестової мішені Standard Layout Chart стандарту USAF 1951 в частині яскравості, контрастності, різкості, шумів виконано з використанням розробленого в роботі програмного пакету . Отримані результати показали, що режим додаткового підсвічування в ближньому інфрачервоному діапазоні має значні резерви в сенсі оптимізації енергоспоживання автономного джерела живлення системи відеоспостереження без суттєвої втрати якості отриманого зображення і функціональності камери. Встановлені кореляції параметрів зображення мають суттєве значення для вибору оптимальних режимів підсвічування з точки зору оптимізації енергоспоживання для комплектів з автономними джерелами живлення в залежності від конкретних застосувань, зокрема для мобільного комплекту відеоспостереження.