V rámci našeho dřívějšího projektu jsme potřebovali ověřit, jaké možnosti dnes nabízejí moderní světlocitlivé kamery, které dokážou pracovat i při téměř nulovém osvětlení bez použití přísvitu. Jako zástupce této kategorie jsme zvolili kameru See3CAM_CU27 se senzorem Sony STARVIS IMX462, který je určen právě pro nízké osvětlení. Na trhu však existuje i několik dalších podobných kamer. Pro srovnání jsme do testu zařadili také běžnější kameru See3CAM_CU135 s vyšším rozlišením.
Nešlo o žádné sofistikované experimentování; cílem bylo čistě prakticky ověřit, jaký obraz lze z těchto kamer získat při špatných světelných podmínkách. Navíc je pravděpodobné, že nejnovější snímače posouvají tyto možnosti ještě dále. Při experimentech jsme měli kameru umístěnou na stativu a natočili jsme několik videí, z nichž níže uvádíme pouze ukázkové snímky.
Kamera See3CAM_CU27
- Plné rozlišení: Full HD (1080p)
- Senzor: Sony STARVIS IMX462, což zajišťuje velmi vysokou citlivost na světlo, i při 0 lux
- Rozhraní: USB 3.1 Gen 1, kompatibilní i se staršími USB 2.0 porty
- Výstupní formáty videa: MJPEG při FHD až 100 fps, UYVY při FHD 60 fps
- Objektiv: pevná ostrost + držák pro M12 objektivy
- ISP (Image Signal Processor) na desce: automatické vyvážení bílé (AWB) a expozice (AE)
- Vhodná použití: noční vidění, inteligentní dohled, detekce chodců, mikroskopy (např. medicínské)
- Rozměry a spotřeba: provozní napětí 5 V, malé rozměry
Kamera See3CAM_CU135
- Rozlišení: 13 MP, umožňuje 4K video.
- Senzor: onsemi® AR1335 CMOS s BSI technologií (1,1 µm pixely)
- Objektiv: pevná ostrost + M12 (S-mount), možnost volby vlastní čočky podle potřeby
- ISP na desce: zpracování obrazu, automatické funkce (AWB, AE) pro co nejlepší obraz.
- Výstupní formáty: nekomprimovaný UYVY i komprimovaný MJPEG
- Rychlost snímání: například Full HD @ 60 fps a 4K @ 30 fps
- Kompatibilita OS: funguje s Windows, Linux, Android a macOS (UVC)
- Rozměry a spotřeba: 5 V napájení, malé rozměry
Doba expozice je dána nastavením FPS
Experiment 1
Referenční fotky
Hlavní objektiv Samsung S20
Širokoúhly objektiv Samsung S20
Kamera CU27
30 FPS, výchozí gain
8 FPS, maximální gain
Při 8 FPS dokáže kamera i přes výrazný šum bez větších problémů zachytit postavu a zároveň v této scéně nedochází k přepalům.
Experiment 2
Hlavní objektiv Samsung S20
Širokoúhly objektiv Samsung S20
Kamera CU27
30 FPS, výchozí gain
8 FPS, max gain
V tomto scénáři kamera směřuje do míst s nízkým osvětlením (prakticky do tmy). Při 8 FPS a maximálním zisku dokáže zachytit základní obrys postavy.
Experiment 3
Hlavní objektiv Samsung S20
Kamera CU27
8 FPS, max gain
V tomto případě jsme použili lampu k simulaci světlých míst. Na snímcích jsou pak vidět přepálená místa způsobená vysokou expozicí a ziskem (gain).
Kamera CU135
1 FPS, max gain
Kamera See3CAM_CU27 v naších experimentech sloužila jako zástupce kamer určených pro běžné viditelné spektrum, které jsou současně schopny poskytovat využitelné informace i ve velmi špatných světelných podmínkách. Výsledky těchto jednoduchých experimentů potvrzují, že tyto typy kamer mají uplatnění zejména tam, kde:
- není možné použít přísvit,
- je potřeba zachytit postavu nebo objekt v noci,
- rozhoduje schopnost „vidět ve tmě“, nikoli vysoké rozlišení.
Výrobce na svých stránkách zveřejňuje také standardizovaná měření citlivosti pod kontrolovaným osvětlením, která doplňují naše reálné experimenty (https://www.e-consystems.com/usb-cameras/sony-starvis-imx462-ultra-low-light-camera.asp).
