כמדי שנה אנו בוחרים בטכנולוגיה פורצת דרך. הפעם בחרו כתבי מצודה טק בטכנולוגיה חדשנית המאפשרת צילום בצבע בתנאי תאורה נמוכים. בכתבה זו ננסה להאיר על טכנולוגיה זו ועל תרומתה הצפויה לעולמות המודיעין והאבטחה.
כתבתו של אופיר תבור
טכנולוגיית השנה
בעבר היינו רגילים למצלמות אנלוגיות שבתנאי תאורה טובה סיפקו איכות צילום גבוהה.
בחלוף השנים והמעבר למצלמות דיגיטליות, החלו היצרניות להשתמש בחיישנים מסוג אחר (CMOS), בעלי יכולות נוספות, אך עדיין לא סיפקו מענה מלא לבעיית הצבע בצילומי לילה או בתאורה מוגבלת.
מתארי המודיעין והאבטחה עשו ועושים שימוש רב במצלמות דיגיטליות, כאשר במרבית המקרים המענה לצילום לילה או תאורה חלשה היה שימוש בתאורת IR, שלצערנו אינה מספקת מענה לצילום צבע, אלא רק ליכולת “להאיר” שטח ולצלם באיכות גבוהה את האירוע.
ישנם מתארים בהם לצבע חשיבות רבה ביכולת הפענוח של המתאר. לדוגמה, זיהוי צבעי ביגוד של אובייקט והיכולת להבחין בין לובש מדים לאזרח מן השורה, או זיהוי צבע רכב מצולם לצורך איתורו.
ישנם מספר פרמטרים שתורמים לאיכות ביצועי מצלמה בתנאי תאורה נמוכה:
גודל פיקסל, יחס אות לרעש (SNR), צמצם העדשה, רגישות החיישן והעדשה עצמה.
גודל פיקסל
גודל פיקסלים הוא המימד הפיזי של פיקסל בודד בחיישן התמונה. הפיקסלים הם משטחים האוספים פוטונים, וגודל הפיקסלים מתייחס למימד של משטח ריבועי זה.
גודל הפיקסלים בחיישנים עם ביצועי תאורה נמוכים הוא בדרך כלל 3 מיקרומטר או יותר. ככל שהמשטח גדול יותר, מספר הפוטונים הנאספים גבוה יותר, ומכאן שביצועי המצלמה יהיו טובים יותר בסביבת תאורה חלשה.
מאפיין זה הופך את גודל הפיקסלים לאחד הגורמים הקריטיים ביותר ליישומי תאורה נמוכה.
יחס אות לרעש (SNR)
יחס אות לרעש מתייחס ליחס בין כמות האות (נתוני תמונה חוקיים) לבין הרעש (נתוני תמונה לא חוקיים) בתמונה.
יחס אות לרעש גבוה יותר מעיד על פחות רעש. מצלמות “תאורה נמוכה” כוללות יכולת למזער רכיבי רעש ולהשיג יחס אות לרעש גבוה יותר, ובכך לייצר תמונות באיכות טובה.
צמצם
צמצם העדשה קובע את כמות האור והפוטונים הנופלים על החיישן. לצילום בתנאי תאורה נמוכים מומלץ להשתמש בצמצם גדול, המאפשר ליותר פוטונים להגיע לחיישן. עם זאת, הגדלת הצמצם מפחיתה את עומק השדה של המצלמה.
רגישות חיישן
רגישות היא אינדיקטור ליכולתו של חיישן התמונה להמיר אנרגיית פוטון לאותות חשמליים. מצלמות בעלות רגישות גבוהה מאפשרות המרה יעילה של תמונות באור נמוך לפלטים איכותיים, ולכן תכונה זו הכרחית במצלמות לתנאי תאורה נמוכים.
העדשה
מצלמות זקוקות גם לעדשות איכותיות העשויות מזכוכית בעלת פיזור נמוך במיוחד (UD).
זכוכית UD מפחיתה פגמי צבע, ממזערת טשטוש בקצוות התמונה ומפצה על אסטיגמציה בעדשה.
פיתוחים מתקדמים לעתיד
עדשות איכותיות ופיתוחים בטכנולוגיית UD כבר דוחפים את תחום הצילום בתאורה נמוכה קדימה, אך עדיין קיים מקום לשיפור. רגישות החיישנים תגדל, וביצועי האור הנמוך יגיעו לרמות חדשות.
בעתיד נראה מצלמות ברזולוציות גבוהות המספקות ביצועי אור נמוך הדומים לאלו של מצלמות ברזולוציה נמוכה כיום, כולל הוצאת צבע בטווחים בינוניים וארוכים.
כיום קיימות מספר חברות המציעות מצלמות עם יכולת צילום צבע בתאורה נמוכה, אנליטיקות מתקדמות, צילום ב־180 מעלות ועוד, כדוגמת חברת HIKVISION עם יכולות 4K.
שימושים מתקדמים ועתידיים בעולמות האבטחה
יכולות צילום בתאורה נמוכה, מצלמות עם אנליטיקה מובנית וצילום 360 מעלות יובילו לרמות ביצועים מתקדמות בתחום המודיעין, האבטחה והביטחון.
בשילוב עולמות האוטונומיה והרובוטיקה, התחום יתקדם לרמות חדשות של אוטומציה כמעט מלאה – החל מזיהוי אירוע, דרך הקפצת רחפנים וכוחות ביטחון ועד לניהול האירוע עד סיומו.
הכותב הינו יועץ מומחה בתחומי האבטחה וטכנולוגיות מבצעיות מתקדמות. מהנדס מכונות,בעל תואר שני במנהל עסקים. שירת כשני עשורים במשרד ראש הממשלה בתפקידי שטח מבצעיים ויישום טכנולוגיות.