Учебное пособие по ТЗИ. Учебное пособие для студентов специальностей Организация и технология защиты информации
 Скачать 7.5 Mb.
|
|
Приборы ночного видения. Бинокли позволяют вести наблюдение в светлое время суток. В ночное время могут быть использованы приборы ночного видения, работающие в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн (0,8…1 мкм). Структурная схема прибора ночного видения приведена на рис. 3.12 [5].  Рис. 3.12. Структурная схема прибора ночного видения Для визуально-оптического наблюдения в инфракрасном диапазоне необходимо переместить невидимое для глаз изображение в инфракрасном диапазоне (более 0.76 мкм) в видимый диапазон. Эта задача решается в приорах ночного видения (ПНВ). Основу приборов ночного видения составляет электронно-оптический преобразователь (ЭОП), преобразующий невидимое глазом изображение объекта наблюдения в видимое изображение. Самый простой ЭОП, так называемый стакан Холста (по имени изобретателя Холста де Бургоса) состоит из двух параллельных пластин, помещенных в стеклянный стакан, из которого выкачан воздух (рис. 3.13).  Рис. 3.13. Стакан Холста Внешняя сторона первой пластины – фотокатода покрыта светочувствительным материалом (слоем из окиси серебра с цезием), второй представляет металлизированный экран с люминофором. Между пластинами создает сильное электрическое поле разностью электрических потенциалов 4–5 кВ. На фотокатод объективом проецируется изображение в ИК-диапазе. В каждой точке фотокатода под действием фотонов света возникают свободные электроны, количество которых пропорционально яркости соответствующей точки изображения. Электрическое поле между пластинами вырывает свободные электроны из фотокатода и, разгоняя, устремляет их к экрану с люминофором. В моменты столкновения электронов с люминофором возникают вспышки видимого света, яркость которых пропорциональна количеству электронов. Таким образом, на экране с люминофором формируется видимое изображение, близкое исходному изображению в ИК-диапазоне. Однако параметры (чувствительность, разрешение) рассмотренного электронно-оптического преобразователя невысокие и не обеспечивают наблюдение при низкой освещенности и, следовательно, добывание демаскирующих признаков об объекте с мелкими деталями. С момента создания в 1934 году первого ЭОП в виде стакана Холста разработано несколько поколений этих приборов (от нулевого до 4-го). ЭОП 3 и 4-го поколений, которые используются в настоящее время, имеют чувствительный фотокатод, а между пластинами камеры размещается так называемая микроканальная пластина. Пластина содержит приблизительно 5000 микроканалов 1 мм2, внутри которых движутся электроны фотокатода. В результате устранения взаимного влияния электронов от соседних точек фотокатода, движущихся по разным микроканалам, достигается повышение разрешающей способности прибора ночного видения с микроканальной пластиной. Кроме того, в процессе движения электронов внутри каналов происходит «размножение» электронов в результате выбивания их из стенки канала при столкновении с нею движущихся электронов. На основе ЭОП 2 и 3-го поколений созданы различные приборы ночного видения, включающие ночные бинокли и очки, артиллерийские приборы и прицелы для различных образцов военной техники. Оптическая система аналогична используемым в биноклях. Электрооптический преобразователь преобразует ИК-излучение в видимое изображение, выводя его на встроенный экран. В качестве устройства фиксации изображения выступает человеческий глаз либо фотоаппарат. Приборы ночного видения могут работать как в пассивном, так и в активном режиме. Пассивный режим применяется при наличии собственного излучения объекта и в условиях, когда освещенность области наблюдения более 10-5 лк – это уровень освещенности звездной ночи. Активный режим используется в условиях полного отсутствия освещения. В этом случае для подсветки используется непрерывное или импульсное лазерное излучение в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн (0,8…1 мкм). Приборы ночного видения отличаются большим многообразием внешнего вида и характеристик. Для примера на рис. 3.14 приведена фотография прицела ночного видения «Комбат-М» [7].  Рис. 3.14. Прицел ночного видения «Комбат-М» Прицел позволяет стрелять из различных марок оружия, как в дневное время суток, так и ночью без демонтажа прицела и регулировки сетки и оптики. Прицел имеет все преимущества лучших образцов ночных и дневных прицелов. Уникальный прицел имеет сетку с плавно регулируемой яркостью; защиту от световых перегрузок; универсальное крепление и фиксатор окуляра. Встроенный оптический компенсатор устраняет необходимость перефокусировки оптики при переключении режимов с «ночного в дневной, комплектуется мощным светодиодным или лазерным ИК осветителем с дальностью действия от 250 до 600 метров. Характеристики прицела:
На рис. 3.15 приведена фотография бинокля ночного видения «Viking» [7].  Рис. 3.15. Бинокль ночного видения «Viking» Бинокли ночного видения серии Viking – малогабаритные приборы профессионального качества, отличающиеся компактностью и малым весом. Их конструкция обеспечивает широкое поле зрения и наилучшее качество изображения в условиях естественной ночной освещенности. Центральная фокусировка изображения и постоянное межзрачковое расстояние обеспечивают надежность и удобство в эксплуатации. Все бинокли серии Viking оснащены мощным ИК осветителем. Мягкий монолитный наглазник защищает глаза наблюдателя от посторонних засветок и маскирует зеленое свечение. Эксклюзивная система откидных крышек объективов дает дополнительные преимущества при работе с биноклем, а тщательно продуманная эргономика монолитного корпуса из водостойкого пластика со специальным покрытием обеспечивает высокий уровень комфорта для наблюдателя. Два инфракрасных осветителя дают возможность оптимизировать процесс наблюдения. Широкоугольный ИК осветитель ближнего света обеспечивает превосходное панорамное изображение на коротких расстояниях до 30 метров. Основной ИК осветитель дает возможность концентрированного обзора на расстоянии до 150 метров. Характеристики бинокля:
На рис. 3.16 приведена фотография очков ночного видения «Барс 1х22» [3].  Рис. 3.16. Очки ночного видения «Барс 1х22» Очки ночного видения с инфракрасным излучателем «Барс 1x22» предназначены для наблюдения и ориентирования на местности в темное время суток как при естественной освещенности от луны и звезд, так и в полной темноте с включенным инфракрасным осветителем. Они являются электронно-оптическим прибором, принцип действия которого основан на преобразовании видимого и ИК-излучения в поток электронов, последующее усиление этого потока с помощью электронно-оптического преобразователя и обратное преобразование усиленного электронного потока в свет за счет электролюминесценции. Очки ночного видения Барс состоят из объективов, окуляров, корпуса, инфракрасного осветителя, кнопки включения трубки, кнопки включения осветителя, переключателя мощности осветителя, регулировки угла излучения осветителя, батарейного отсека и крышек с диафрагмами. Окуляры прибора имеет диоптрийную подвижку, позволяющую устанавливать их по глазу наблюдателя. В корпусе очков размещены электронно-оптические преобразователи, преобразователь напряжения, инфракрасный осветитель, умножитель и элементы питания. Включение очков производится нажатием кнопки, включение осветителя производится нажатием кнопки. Крышки с диафрагмами предназначены для защиты очков при включении днем. Характеристики очков ночного видения:
Фото- и киноаппараты. Визуально-оптическое наблюдение, использующее такой совершенный оптический прибор, как глаз, является одним из наиболее эффективных способов добывания, прежде всего, информации о видовых признаках. Однако оно не позволяет регистрировать изображение для последующего изучения или документирования результатов наблюдения. Хотя получение документов, подтверждающих тот или иной вид деятельности конкурентов, является важным элементом промышленного шпионажа. Для этих целей применяют фотографирование и киносъемку с помощью фото и киноаппаратов. Фотоаппарат представляет собой оптико-механический прибор для получения оптического изображения фотографируемого объекта на светочувствительном слое фотоматериала. Все фотоаппараты состоят из светонепроницаемого корпуса с закрепленным на его передней стенке объективом, устройства для размещения или фиксации светочувствительного материала, расположенного у задней стенки корпуса, и затвора. Так как светочувствительный материал обеспечивает получение качественной фотографии при строго дозированной световой энергии, проецируемой на светочувствительный материал, то затвор пропускает световой поток в течение определенного времени (времени экспозиции или выдержки) от фотографируемого объекта. Указанные части фотоаппарата являются основными. По мере конструктивного развития фотоаппарат «обрастал» различными узлами и механизмами, которые облегчали и автоматизировали процесс съемки, позволяли расширить возможности применения фотоаппарата, улучшить его технические параметры. Эти узлы и механизмы называют вспомогательными. Подробно об устройстве современных фотоаппаратов можно прочитать в [5]. Профессиональные фотоаппараты известных фирм (Nicon, Canon, Зенит, Kodak, Olympus, Contax, Pentax и др.) представляют собой сложнейшие оптико-электромеханические устройства, автоматически учитывающие все изменения в освещенности объекта во время фотосъемки. В настоящее время на смену фотоаппаратам, использующим фотопленку, пришли цифровые фотоаппараты. Однако достоинством пленочных фотоаппаратов является возможность достижения большой разрешающей способности, до 500 лин./мм, которой обладают пленки, применяемые в аэрофотосъемке. Это соответствует цифровому фотоаппарату с максимальным разрешением 200 млн. пикселей. Цифровой фотоаппарат. Цифровая фотография вошла в нашу жизнь в начале 90–х годов. Цифровой фотоаппарат представляет собой малогабаритную камеру на ПЗС-матрице (ПЗС - прибор с зарядной связью) электрические сигналы с выхода которой записываются, преобразуются в цифровой вид и запоминаются полупроводниковой памятью фотоаппарата выполненной в виде специальных карт – флэш-карт. Цифровой электронный фотоаппарат, обладая возможностями классического электромеханического фотоаппарата, предоставляет пользователю дополнительные функции, которые существенно повышают оперативность фотографии. К ним относятся: возможность съемки в непрерывном режиме с, частотой 5–15 кадров/с; запись текстовых и звуковых комментариев; даты и времени фотосъемки, просмотр изображений в процессе и после съемки на поворачивающемся экране (LCD-панели размером 4–5 см), отображение текущих параметров съемки (числа отснятых кадров, объем свободной памяти, текущий режим компрессии) и др. Цифровой фотоаппарат также сопрягается с компьютером. Отснятое изображение может отображаться на экране дисплея, редактироваться с помощью графических редакторов, выводиться на печать, передаваться по сети. Разрешение изображения цифрового фотоаппарата определяется разрешением его светоэлектрического преобразователя и в настоящее время составляет 20…30 млн. пикселей. Это гораздо меньше разрешающей способности лучших пленочных фотоаппаратов (200 млн. пикселей). Однако учитывая перспективы миниатюризации радиоэлектронных элементов, прежде всего «памяти», и повышения разрешения ПЗС, у цифровых фотоаппаратов большое будущее. Цифровые фотоаппараты, так же как и приборы ночного видения отличаются большим многообразием внешнего вида и характеристик. Для примера на рис. 3.17 приведена фотография цифрового фотоаппарата «Sony Alpha DSLR-A350 Kit» [8].  Рис. 3.17. Цифровой фотоаппарат «Sony Alpha DSLR-A350 Kit» Характеристики фотоаппарата:
На рис. 3.18 приведена фотография цифрового фотоаппарата «Nikon D700 Body» [8].  Рис. 3.18. Цифровой фотоаппарат «Nikon D700 Body» Характеристики фотоаппарата:
На рис. 3.18 приведена фотография цифрового фотоаппарата «Canon EOS-1Ds Mark III Body» [8].  Рис. 3.18. Цифровой фотоаппарат «Canon EOS-1Ds Mark III Body» Характеристики фотоаппарата:
Если съемку объекта необходимо производить на малых расстояниях, В этом случае используются фотоаппараты, замаскированные в сумках, папках, зажигалках, часах. Однако информации об их характеристиках в открытой печати отсутствует. Информация о движущихся объектах добывается путем кино- и видеосъемки с помощью киноаппаратов и видеокамер. При киносъемке изображение фиксируется на светочувствительной кинопленке, при видеозаписи – на магнитной пленке. Под киносъемкой понимают процесс фиксации серии последовательных изображений (кадров) объекта наблюдения через заданные промежутки времени, определяемые частотой кадров в секунду. Каждый кадр кинофильма содержит изображение объекта в момент съемки. Число кадров колеблется от единиц кадров в минуту и даже часов для съемки медленно текущих процессов до сотен тысяч в секунду – для сверхскоростной специальной съемки, например, для наблюдения электрического разряда или полета пули. Киноаппараты. Устройство киноаппарата близко к устройству фотоаппарата с той принципиальной разницей, что в процессе киносъемки пленка скачкообразно продвигается с помощью грейферного механизма перед кинообъективом на один кадр. Закрытие объектива на время продвижения кинопленки осуществляется заслонкой (обтюратором), вращение которой перед объективом синхронизировано с работой грейфера. Киносъемка движущихся людей производится на 8 и 16-мм пленку с частотой 16–32 кадра в секунду. Цифровые видеокамеры. Вместе с цифровыми фотоаппаратами в нашу жизнь в начале 90–х годов вошли и цифровые видеокамеры. В настоящее время выпускается около 600 наименований видеокамер имеющих множество особенностей. По виду используемой памяти их можно разделить на четыре класса: запись информации на магнитную ленту; – на DVD-диск; – на жесткий диск; – на флэш-карту. На рис. 3.19 приведена фотография цифровой видеокамеры «Panasonic NV-GS90» [9], в которой используется miniDV-кассета с магнитной лентой с продолжительностью записи 65 минут. Для сравнения VHS-кассеты позволяют записать 6 часов видео.  Рис. 3.19. Цифровая видеокамера «Panasonic NV-GS90» Характеристики видеокамеры:
Трансфокатор это объектив с переменным фокусным расстоянием, позволяющий осуществлять приближение или удаление снимаемого объекта. Точная компенсация дрожания руки предотвращает нечеткость изображения. Улучшенная система оптической стабилизации Panasonic Advanced O.I.S. подавляет эффект дрожания руки при съемке. Обнаружив вибрацию камеры с помощью гироскопических датчиков, она мгновенно смещает линзу объектива для коррекции его оптической оси. Эта операция выполняется 4000 раз в секунду. А поскольку данная система является оптической, ее работа не приводит к потере качества изображения. На рис. 3.20 приведена фотография цифровой видеокамеры «Panasonic SDR-SW20» [9], в которой для записи информации используется флэш-карта.  Рис. 3.20. Цифровая видеокамера «Panasonic SDR-SW20» Характеристики видеокамеры:
На рис. 3.21 приведена фотография цифровой видеокамеры «Panasonic VDR-D51» [9], в которой для записи информации используется DVD диск, и флэш-карта.  Рис. 3.21. Цифровая видеокамера «Panasonic VDR-D51» Характеристики видеокамеры:
На рис. 3.22 приведена фотография цифровой видеокамеры «JVC GZ-MG330AEZ» [9], в которой для записи информации используется жесткий диск.  Рис. 3.22. Цифровая видеокамера «JVC GZ-MG330AEZ» Характеристики видеокамеры:
На рис. 3.23 приведена фотография цифровой видеокамеры (видеорегистратора) «DV-003» [9], в которой для записи информации используется флэш-карта и которая считается самой миниатюрной в мире цифровой видеокамерой.  Рис. 3.23. Цифровая видеокамера «DV-003» Характеристики видеокамеры:
|