Модули CCTVCAD Lab Toolkit > Анализатор спектра > Что такое коэффициент спектральной эффективности

Чувствительность видеосенсоров к излучениям разной длины волны (спектральная чувствительность) существенно отличается от спектральной чувствительности глаза (и совпадающей с ним чувствительности люксомера). Спектры излучения ламп разного типа также существенно отличаются.

Например, люминесцентная лампа и лампа накаливания, создают одинаковую освещённость сцены по показаниям люксомера. Но изображения от чёрно-белой камеры, направленной на эту сцену не будет одинаковым при освещении сцены разными лампами. Разница в эквивалентной освещённости может достигать четырёх раз и более.

Цветная камера практически нечувствительна к инфракрасным осветителям, а чёрно-белая камера имеет чувствительность, зависящую от спектра осветителя и спектральной чувствительности видеосенсора.

VideoCAD учитывает эту разницу через заранее вычисленные и экспериментально проверенные коэффициенты спектральной эффективности разных источников света для разных типов камер.

Коэффициент спектральной эффективности для заданных типов лампы и камеры равен величине светового потока (люмен) от галогенной лампы накаливания с цветовой температурой Tc=3100K, эквивалентного для заданного типа камеры одному люмену светового потока от заданного типа лампы.

Иными словами:

Коэффициент спектральной эффективности для заданных типов лампы и камеры показывает во сколько раз эффективность света этой лампы для этой камеры лучше или хуже, чем эффективность света галогенной лампы накаливания с цветовой температурой Tc=3100K, в случае если обе лампы создают одинаковую освещённость по показаниям люксомера.

Чувствительность камер в VideoCAD приводится для света от галогенной лампы накаливания, согласно стандарту CEA 639 'Consumer Camcorder or Video Camera Low Light Performance'.

Коэффициенты спектральной эффективности приведены для пяти основных типов видеосенсоров:

•	Обычных чёрно-белых матриц ПЗС и КМОП;

•	Чёрно-белых матриц Sony ExView HAD™, отличающихся повышенной относительной спектральной чувствительностью в инфракрасной области спектра;

•	Обычных цветных матриц с цветовыми фильтрами камер день/ночь (ИК фильтр отключается).

Цветовые фильтры ослабляют чувствительность в видимой области спектра сильнее, чем в инфракрасной области. В результате видеосенсоры камер день/ночь имеют пониженную чувствительность в видимой области спектра, или, что то же самое, повышенную относительную чувствительность в инфракрасной области.

•	Цветных матриц Sony ExView HAD™ с цветовыми фильтрами камер день/ночь (ИК фильтр отключается).

Эффекты от ослабления цветовыми фильтрами видимой области спектра и от усиления инфракрасной области спектра за счёт технологии Sony ExView HAD™ складываются. Такие видеосенсоры имеют самую высокую относительную чувствительность в инфракрасной области спектра.

•	Цветных матриц с неотключаемыми инфракрасными (ИК) фильтрами.

Спектральная чувствительность цветных матриц с ИК фильтрами, нечувствительных в ИК области , близка к спектральной чувствительности глаза и люксомера, поэтому коэффициент спектральной эффективности близок к единице.

Во время моделирования изображения VideoCAD автоматически рассчитывает эффективность каждого светильника в зависимости от типа видеосенсора загруженной камеры.

Для цветных камер и источников видимого света коэффициенты спектральной эффективности близки к единице (0.8..1.2), но для чёрно-белых камер коэффициенты могут составлять от 0.25 до 1.2.

Для специальных источников света коэффициент может принимать значения в более широких пределах.

Пример 1: Чувствительность чёрно-белой камеры, приведённая в спецификации, при освещении сцены галогенной лампой накаливания равна 0.1 люкс.

Чувствительность той же камеры к свету ртутной лампы с коэффициентом спектральной эффективности 0.45 будет 0.1*0.45=0.22 люкс.

Пример 2: Сцена освещена обычной лампой накаливания с коэффициентом спектральной эффективности 1.15, люксомер показывает освещённость сцены 0.1 люкс.

Если добиться точно такого же изображения от камеры при освещении натриевой лампой с коэффициентом спектральной эффективности 0.35, то люксомер будет показывать 0.1*1.1/0.35=0.31 люкса.

Пример 3: Эффективность любой лампы для человеческого глаза равна световой отдаче.

Относительная эффективность любой лампы для CCTV равна произведению световой отдачи на спектральную эффективность. Спектральная эффективность галогенной лампы накаливания (Tc=3100C) принята за единицу.