Kameravalvonnan suunnittelu ja hankinta osa 3: valaistus

5 min read

Blogisarjamme käsittelee asioita, joita ottaa huomioon, kun on suunnittelmassa ja hankkimassa kameravalvontajärjestelmää. Tätä kirjoitusta tehdessä alkavat elokuun illat pimetä ja syksy lähestyy. Onkin ajankohtaista keskittyä valvottavan kohteen ympäristön ja valaistusolosuhteiden huomioon ottamiseen. Varsinkin meillä täällä pimeässä ja kylmässä Pohjolassa, jossa valitettavasti pimeää vuoden aikaa riittää.  Aihepiiri on todella laaja, joten en pysty lyhyessä blogissa käsittelemään kaikkea, mutta pyrin käsittelemään keskeisimpiä asioita. 

Ensimmäisenä täytyy todeta, että vaikka valvontakameroissa on jo varsin kehittyneitä keinoja tuottaa keinovaloa ja jopa värillistä kuvaa hyvinkin hämärissä olosuhteissa, niin kohteen riittävän yleisvalaistuksen oikea suunnittelu parantaa yleistä turvallisuutta ja sen tunnetta. 

Kameravalvonnan osalta voidaan valaistus jakaa kahteen osaan, näkyvään valkoiseen valoon ja ihmissilmälle näkymättömään infrapunavaloon (IR). Kameroiden kennot pystyvät näkemään infrapunavaloa. Useimmissa tekniikoissa infrapunavalossa kuva on mustavalkoista. 

Kun on hankkimassa valvontakameraa, niin kameran teknisissä ominaisuuksissa ja valoherkkyydessä törmää nopeasti datalehtiä lukiessa lyhenneviidakkoon ja useisiin monimutkaisiin termeihin ja eri valmistajien käyttämiin nimityksiin eri tekniikoista. Vertailu onkin todella vaikeaa vain pelkkiä datalehtiä lukemalla, joten huomattavasti paremman käsityksen saa pyytämällä toimittajaa demoamaan tuotetta pimeässä olosuhteessa ja valmistajilla on lukuisia youtube videoita, joista saa paremman käsityksen kameran teknisestä suorituskyvystä pimeässä. 

Kannattaa välttää sitä, ettei erehdy vain vertaamaan valmistajien ilmoittamia herkkyys arvoja, jotka ilmoitetaan tyypillisesti lux arvolla. Valmistajien mittaustavat saattavat poiketa toisistaan ja monet valmistajat ilmoittavat, että IR-valojen (infrapuna) kanssa vaadittava lux arvo on nolla. Tämän tiedon tuoma lisäarvokin on usein pyöreä nolla. IR-punavalojen kantaman mittauksessakin on eroja valmistajien kesken, joten vaikka toinen ilmoittaa kantamaksi 20 metriä ja toinen 40 metriä, niin käytännön elämässä todellisuus voi vaikuttaa toiselta. 

Puhetta Infrapunavaloista (IR-valot)

Yleisimmin IR-valoista puhuttaessa törmää kahteen standardiin, jotka ovat 850 nm ja 940 nm, joista ensin mainittu on huomattavasti yleisempi. Tämä johtuu siitä että 850 nm tekniikka on edullisempaa valmistaa. IR-valo on ihmissilmälle lähes näkymätöntä, mutta jotkut ihmiset saattavat sitä hieman aistia varsinkin 850 nm tekniikalla ja IR-ledeistä suoraan katsottuna voi näkyä voimakaskin punainen hehku. 940 nm tekniikassa tätä on lähes mahdoton ihmissilmällä huomata. Joten jos haluat täysin huomaamattoman IR-valon, niin on syytä käyttää 940 nm tekniikkaa. Jos edelleen ihmettelet, mikä on "nm" on se lyhenne nanometristä, jolla ilmoitetaan infrapunan aallonpituus.

IR-punavaloa käytettäessä kameran pitää olla ns. True Day&Night, eli siinä olevan IR-suotimen tulee yö-asennossa poistua kennon edestä mekaanisesti. Joskus vuosia sitten oli vielä softalla tehtyjä mukamas Day&Night kameroita, mutta ainakaan kirjoittaja ei ole enää aivan viime vuosina sellaisiin törmännyt, joten alkavat olla enemmän poikkeus. Jos sellaisen löydät, niin kierrä kaukaa. Mutta syytä kuitenkin tarkastaa, että olihan valittava kamera oikeasti yö/päivätoiminnolla varustettu. Useat valmistajat ilmoittavat tämän termillä Mechanic IR cut filter tai True Day&Night.

Yksi yleisimmistä haasteista IR-valojen kanssa viime vuosina on ollut kupukameroiden kanssa, jos IR-valo on sijoitettu kuvun sisäpuolelle aiheuttaa se ylimääräisiä valon heijastuksia kuvaan. Valmistajat ovat ratkaisseet nämä nykyään tyypillisesti sijoittamalla IR-valot kuvun ulkopuolelle. Mikäli haluat siis kupukameran pyri valitsemaan malli, jossa IR-valot ovat kuvun ulkopuolella. Bullet ja Turret mallisissa kameroissa tämä ei ole ongelma, koska niissä ei ole kupua joka valoa heijastaisi. 

Heikkolaatuisemmissa vanhaa DIP-LED teknologiaa käyttävissä kameroissa IR-valo valaisee kuvan keskiosan, jolloin kuva-alan laidat saattavat olla lähes pimeät ja kirkas spotti keskellä. Näistä kuvista on yleensä vaikea saada selvää. Uudemmissa IR-valoissa tekniikka on rakennettu siten, että koko kuva-alue on pyritty valaisemaan IR-valolla tasaisesti. Näin saadaan laadukkaampaa kuvaa. Eri valmistajilla on jokaisella oma tuotenimensä tälle teknologialle, esim. kameravalmistaja Hikvision käyttää termiä EXIR, ja muilla on omat nimensä. Dip LED:ien elinkaari on myös lyhyempi, kuin uudempien rectangular pattern ledien. 

exir vs dipled

Yleisesti IR-valon avulla saadaan mustavalkoista kuvaa, mutta mustavalkoinen kuva ei välttämättä ole usein kovin tehokas tapa tunnistaa varsinkin jos aineistoa käytetään todistusaineistona. Oliko kohde henkilöllä tumma pusero vai punainen pusero. Oliko pihalla käynyt pakettiauto vaalea, vai harmaa? Näillä on valvontakäytössä huomattava ero. Uusimmissa ja kehittyneemmissä kameroissa on teknologioita, joilla värit saadaan esiin hämärässä. Tämä kameramalli usein on hieman arvokkaampi investointi, kuin se peruskamera, mutta lisäarvo on oleellinen sitten kun kameraa oikeasti tarvitaan. 

 

Kohinan vaikutus tietoliikenne määrään

Eräs huomionarvoinen seikka on, että pimeässä kuvan kohinamäärä lisääntyy. Kameran kennon ominaisuudet (esim. kennon fyysinen koko ja valoherkkyys) vaikuttavat siihen kuinka paljon kamera tuottaa pimeässä kohinaa. Kameroissa on nykyään myös videoalgoritmejä, jotka pyrkivät ohjelmallisesti vähentämään kohinaa kuvassa. 

Pahimmassa tapauksessa edullisesta kameravalinnasta tullut säästö hukkuu nousseina tietoliikenne tai tallennuskapasiteetin kustannuksina. Pyydä toimittajaa osoittamaan käytännön suorituskyky kohinan käsittelyn suhteen. 

Vastavalo, auringonpaiste, heijasteet

On yksinkertaista ymmärtää, että tilanteet joissa kameraan tulee suoraa vastavaloa hankaloittaa valvontakameran kykyä tuottaa laadukasta kuvaa. Tyypillisesti esimerkiksi keväinen lumihanki tai auton valot ovat olleet myrkkyä kameralle. Tänä päivänä kehittyneissä kameroissa saattaa olla videoalgoritmejä, joilla vastavaloa pyritään torjumaan jolloin muusta kuva-alasta saadaan edelleen selvää (esim. WDR). Tätä tarkoitusta varten on suunniteltu omia kameroita, joissa vastavalon torjunta on huomiotu. Esimerkiksi jos on tarve lukea parkkipaikalle tulevien autojen rekisterikilpiä. Silloin on syytä valita siihen käyttöön suunniteltu tuote. Kuitenkin normaaliin valvontakäyttöön sijoittelulla on suurin merkitys ja ammattitaitoinen toimittaja ja suunnittelija osaa ottaa nämä asiat huomioon. 

 

Muutamia yleisesti käytettyjä termejä ja lyhenteitä

IR = infrapuna

Adaptive IR tai Optimized IR = kameran IR-valoja säädetään automaattisesti suhteessa säädettyyn kuva-alaan ja optiikan polttoväliin. IR-valot pyrkivät peittämään valvottavan kuva-alan.

WDR tai DWDR = wide dynamic range, algoritmi jolla pyritään laajentamaan kuva alan valodynamiikkaa, siten että tummat alueet eivät ole täysin pimeitä ja kirkkaimmat kohdat eivät ole ylivalottuineita

Day&Night / True Day&Night = mekaaninen IR-suodin siirtyy pimeässä kameran kennon tieltä pois, jolloin kennoon pääsee IR-valoa.

LUX = lux arvolla ilmoitetaan vaadittava vähimmäisvalon määrä

f-arvo = optiikan f-arvolla ilmoitetaan optiikan herkkyys valolle. Pienempi lukema on enemmän valoherkkä.

DNR = Dynamic noise recuction, menetelmä vähentää kuvan kohinaa hämärässä.

Eri valmistajilla on eri nimityksiä tekniikoille, joilla pyritään hämärissä olosuhteissa tuottamaan mahdollisimman tarkkaa ja värillistä kuvaa. Esim. Axis Communicationsilla on Lightfinder, Boschilla on Starlight, Hikvisionilla on Darkfighter ja ColorVu ja Avigilonilla Lightcatcher. Eri valmistajien tekniikat saattavat hieman poiketa toisistaan, mutta tarkoitusperä on usein sama. Esimerkiksi Hikvisionin uusissa ColorVu kameroissa tuotetaan äärimmäisen pieni määrä valkoista valoa, joka kuitenkin riittää kameralle ja  saadaan luotua värillistä kuvaa erittäin pimeissä olosuhteissa.

Muistilista:

  • Pyri välttämään kamerasijoituksia, joissa niihin tulee suoraa vastavaloa
  • IR-valojen sijoitus kupukamerassa kuvun ulkopuolella.
  • Huomioi kameran pimeässä tuottama kohinan määrä. Edullisemman kameran kustannussäästö saatoi valua hukkaan lisääntyneenä tallennustilan tai tietoliikenneyhteyden tarpeena.
  • Kehittyneillä uusilla kameroilla saadaan värikuvaa lähes säkkipimeässä, värit kertovat kohteessa paljon enemmän. Oliko epäillyn henkilö pusero tumma vai tumman punainen on merkittävä ero.
  • Pyydä toimittajaa demoamaan kameran suorituskyky käytännössä eri valaistusolosuhteissa

 

Tulevissa blogisarjamme kirjoituksissa jatkamme Kameravalvonnan suunnitteluun ja hankintaan liittyvien näkökulmien käsittelyä.

Kirjoittanut: Vesa Ylönen, CEO Emsec Oy

Kirjoittajalla on pitkälti yli kymmenen vuoden laaja kokemus turvatekniikka-alalta ja erityisesti kameravalvontajärjestelmiin liittyvästä tekniikasta ja hankkeista.