Вендоры сейчас предлагают огромный выбор камер для видеонаблюдения. Модели отличаются не только общими для всех камер параметрами - фокусным расстоянием, углом обзора, светочувствительностью и т. д.,- но и различными фирменными "фишками", которыми каждый производитель стремится оснастить свои устройства.

Поэтому зачастую краткое описание характеристик камеры для видеонаблюдения представляет собой пугающий перечень непонятных терминов, к примеру: 1/2.8" 2.4MP CMOS, 25/30fps, OSD Menu, DWDR, ICR, AWB, AGC, BLC, 3DNR, Smart IR, IP67, 0.05 Lux и это еще далеко не все.

В предыдущей статье мы остановились на видеостандартах и классификации камер в зависимости от них . Сегодня мы разберем основные характеристики камер для видеонаблюдения и расшифровку обозначений специальных технологий, используемых для улучшения качества видеосигнала:

1. Фокусное расстояние и угол обзора
2. Апертура (число F) или светосила объектива
3. Регулировка диафрагмы (автодиафрагма)
4. Электронный затвор (AES, скорость затвора, выдержка)
5. Чувствительность (светочувствительность, минимальное освещение)
6. Классы защиты IK (Vandal-proof, антивандальные) и IP (от влаги и пыли)

Тип матрицы (CCD ПЗС, CMOS КМОП)

Существует 2 типа матриц камер видеонаблюдения: CCD (на русском - ПЗС) и CMOS (на русском - КМОП). Они отличаются как устройством, так и принципом действия.

CCD	CMOS
Последовательное считывание из всех ячеек матрицы	Произвольное считывание из ячеек матрицы, что уменьшает риск смиринга - появления вертикального размазывания точечных источников света (ламп, фонарей)
Низкий уровень шумов	Высокий уровень шума из-за так называемых темповых токов
Высокая динамическая чувствительность (больше подходят для съемки движущихся объектов)	Эффект "бегущего затвора" - при съемке быстро движущихся объектов могут возникать горизонтальные полосы, искажения картинки
Кристалл используется только для размещения светочувствительных элементов, остальные микросхемы нужно размещать отдельно, что увеличивает размеры и стоимость камеры	Все микросхемы можно расположить на одном кристалле, что делает производство камер с CMOS-матрицами простым и недорогим
Благодаря использованию площади матрицы только под светочувствительные элементы, возрастает эффективность ее использования - она приближается к 100%	Низкое энергопотребление (почти в 100 раз меньше, чем у ПЗС матриц)
Дорогое и сложное производство	Быстродействие

Долгое время считалось, что матрица CCD дает гораздо более качественное изображение, чем CMOS. Однако современные матрицы КМОП зачастую практически ничем не уступают ПЗС, особенно в том случае, если к системе видеонаблюдения нет слишком высоких требований.

Размер матрицы

Обозначает размер матрицы по диагонали в дюймах и пишется в виде дроби: 1/3", 1/2", 1/4" и т. д.

Стандартно считается, что чем больше размер матрицы, тем лучше: меньше шумов, четче картинка, больше угол обзора. Однако на самом деле лучшее качество изображения обеспечивает не размер матрицы, а размер ее отдельной ячейки или пикселя - чем он больше, тем лучше. Поэтому при выборе камеры для видеонаблюдения нужно рассматривать размер матрицы вместе с количеством пикселей.

Если матрицы с размерами 1/3" и 1/4" имеют одинаковое количество пикселей, то в этом случае матрица 1/3", естественно, будет давать лучшее изображение. А вот если на ней пикселей больше, то нужно брать в руки калькулятор и подсчитывать примерный размер пикселя.

К примеру, из приведенных ниже расчетов размера ячейки матрицы можно увидеть, что во многих случаях размер пикселя на матрице 1/4" оказывается большим, чем на матрице 1/3", а значит, видеоизображение с 1/4" , хотя она и меньше по размеру, будет лучше.

Размер матрицы	Количество пикселей (млн)	Размер ячейки (мкм)
1/6	0.8	2,30
1/3	3,1	2,35
1/3,4	2,2	2,30
1/3,6	2,1	2,40
1/3,4	2,23	2,45
1/4	1,55	2,50
1 / 4,7	1,07	2,50
1/4	1,33	2,70
1/4	1,2	2,80
1/6	0,54	2,84
1 / 3,6	1,33	3,00
1/3,8	1,02	3,30
1/4	0,8	3,50
1/4	0,45	4,60

Фокусное расстояние и угол обзора

Эти параметры имеют большое значение при выборе камеры для видеонаблюдения, и они тесно связаны между собой. Фактически, фокусное расстояние объектива (часто обозначается f)- это расстояние между линзой и матрицей.

На практике же фокусное расстояние определяет угол и дальность обзора камеры:

• чем меньше фокусное расстояние, тем шире угол обзора и тем меньше деталей можно рассмотреть на объектах, расположенных вдали;
• чем больше фокусное расстояние, тем уже угол обзора видеокамеры и тем детальнее изображение удаленных объектов.

Если вам необходим общий обзор какой-то площади, и вы хотите использовать для этого как можно меньше камер - покупайте камеру с небольшим фокусным расстоянием и, соответственно, широким углом обзора.

А вот на тех участках, где требуется детальное наблюдение за сравнительно небольшой площадью, лучше поставить камеру с увеличенным фокусным расстоянием, направив ее на объект наблюдения. Это часто используется на кассах супермаркетов и банков, где нужно видеть номинал купюр и другие подробности расчетов, а также на въезде на автостоянки и прочие площадки, где необходимо различать автомобильный номер на большом расстоянии.

Самое распространенное фокусное расстояние - 3,6 мм. Оно примерно соответствует углу обзора человеческого глаза. Камеры с таким фокусным расстоянием используются для видеонаблюдения в небольших помещениях.

В представленной ниже таблице - информация и взаимосвязи фокусного расстояния, угла обзора, дистанции распознавания и т. д. для наиболее распространенных фокусов. Цифры примерные, так как зависят не только от фокусного расстояния, но и других параметров оптики камеры.

В зависимости от ширины угла обзора камеры для видеонаблюдения принято делить на:

• обычные (угол обзора 30°-70°);
• широкоугольные (угол обзора примерно от 70°);
• длиннофокусные (угол обзора менее 30°).

Буквой F, только обычно заглавной, обозначается также светосила объектива - поэтому при чтении характеристик обращайте внимание - в каком контексте употребляется параметр.

Тип объектива

Фиксированный (монофокальный) объектив - самый простой и недорогой. Фокусное расстояние в нем зафиксировано, и его нельзя поменять.

В варифокальных (вариофокальных) объективах можно менять фокусное расстояние. Его настройка производится вручную, обычно один раз, когда камера устанавливается на место съемки, а в дальнейшем - по необходимости.

Трансфакторные или зум-объективы также предоставляют возможность менять фокусное расстояние, но удаленно, в любой момент времени. Изменение фокусного расстояния производится с помощью электропривода, поэтому их также называют моторизированными объективами.

"Рыбий глаз" (fisheye, фишай) или панорамный объектив позволяет установить всего одну камеру и достичь при этом 360° обзора.

Конечно, в результате получаемое изображение имеет эффект "пузыря" - прямые линии искривлены, однако в большинстве случаев камеры с такими объективами позволяют разделять одно общее панорамное изображение на несколько отдельных, с корректировкой под привычное человеческому глазу восприятие.

Pinhole-объективы позволяют вести скрытое видеонаблюдение, благодаря своему миниатюрному размеру. Фактически, пинхол-камера не имеет объектива, а лишь миниатюрное отверстие вместо него. В Украине использование скрытого видеонаблюдения серьезно ограничено, как и сбыт устройств для него.

Это наиболее распространенные типы объектива. Но если вдаваться более глубоко, объективы разделяются также по другим параметрам:

Апертура (число F) или светосила объектива

Определяет способность камеры снимать качественную картинку в условиях плохой освещенности. Чем больше число F, тем менее открыта диафрагма и тем большая освещенность требуется камере. Чем меньше апертура, тем больше открыта диафрагма, а видеокамера может давать четкое изображение даже при плохом освещении.

Буквой f (обычно строчной) обозначается также фокусное расстояние, поэтому при чтении характеристик обращайте внимание - в каком контексте употребляется параметр. К примеру, на картинке выше апертура обозначена маленькой f.

Крепление объектива

Для крепления объектива к видеокамере существует 3 вида креплений: C, CS, M12.

• Крепление C сейчас используется редко. Объективы C можно установить на камеру с креплением CS при помощи специального кольца.
• Крепление CS - наиболее распространенный тип. Объективы CS несовместимы с камерами C.
• Крепление M12 используется для объективов небольшого размера.

Регулировка диафрагмы (автодиафрагма), АРД, ARD

Диафрагма отвечает за поступление света на матрицу: при усиленном потоке света она сужается, препятствуя таким образом засвечиванию картинки, а при недостаточном освещении, наоборот, раскрывается, чтобы на матрицу попадало больше света.

Различают две большие группы камер: с фиксированной диафрагмой (сюда же можно отнести камеры вообще без нее) и с регулируемой .

Регулировка диафрагмы в различных моделях камер для видеонаблюдения может осуществляться:

• Вручную.
• Автоматически видеокамерой с помощью постоянного тока, на основании количества света, попадающего на матрицу. Такая автоматическая регулировка диафрагмы (АРД) обозначается как DD (Direct Drive) или DD/DC .
• Автоматически специальным модулем, встроенным в объектив и отслеживающим световой поток, проходящий через относительное отверстие. Такой способ АРД в спецификациях видеокамер обозначается как VD (Video Drive) . Он эффективен даже при попадании в объектив прямых солнечных лучей, но камеры наблюдения с ним дороже.

Электронный затвор (AES, скорость затвора, выдержка, shutter)

У разных производителей этот параметр может обозначаться как автоматический электронный затвор, выдержка или скорость затвора, но по сути он обозначает одно и то же - время, в течение которого свет экспонируется на матрицу. Выражается он обычно в виде 1/50-1/100000s.

Действие электронного затвора чем-то схоже с автоматической регулировкой диафрагмы - он регулирует светочувствительность матрицы, чтобы подстроить ее под уровень освещенности помещения. На рисунке ниже можно увидеть качество изображения в условиях недостаточной освещенности при разной скорости затвора (на рисунке ручная настройка, в то время как AES делает это автоматически).

В отличие от АРД подстройка происходит не путем регулировки светового потока, попадающего на матрицу, а путем регулировки выдержки, длительности накопления электрического заряда на матрице.

Однако возможности электронного затвора гораздо слабее, чем автоматической регулировки диафрагмы, поэтому на открытых пространствах, где уровень освещения изменяется от сумерек до яркого солнечного света, лучше использовать камеры с АРД. Видеокамеры с электронным затвором оптимальны для помещений, где уровень освещения в течение времени меняется незначительно.

Характеристики электронного затвора мало чем отличаются у различных моделей. Полезной фичей является возможность ручной регулировки скорости затвора (выдержки), так как в условиях плохой освещенности автоматически выставляются низкие значения, а это приводит к смазанности изображения движущихся объектов.

Sens-UP (или DSS)

Это функция накопления заряда матрицы в зависимости от уровня освещенности, т. е. увеличения ее чувствительности в ущерб скорости. Необходима для съемки качественной картинки в условиях плохой освещенности, когда отслеживание скоростных событий не критично (на объекте наблюдения нет быстро движущихся объектов).

Она тесно связана с описанной выше скоростью затвора (выдержкой). Но если скорость затвора выражается во временных единицах, то Sens-UP - в коэффициенте увеличения выдержки (xN): время накопления заряда (выдержка) увеличивается в N раз.

Разрешение

Тему разрешений камер видеонаблюдения мы немного затронули в прошлой статье . Разрешение камеры - это, фактически, размер получаемой картинки. Он измеряется либо в ТВЛ (телевизионных линиях), либо в пикселях. Чем больше разрешение, тем больше деталей вы сможете рассмотреть на видео.

Разрешение видеокамеры в ТВЛ - это количество вертикальных линий (переходов яркости), размещенных на картинке по горизонтали. Он считается более точным, поскольку дает представление именно о размере картинки на выходе. Тогда как разрешение в мегапикселях, указываемое в документации производителя, может вводить покупателя в заблуждение - оно часто относится не к размеру итоговой картинки, а к числу пикселей на матрице. В этом случае нужно обращать внимание на такой параметр, как "Эффективное количество пикселей"

Разрешение в пикселях - это размер картинки по горизонтали и вертикали (если он указывается в виде 1280×960) или общее количество пикселей на картинке (если он указывается как 1 МП (мегапиксель), 2 Мп и т. д.). Собственно, разрешение в мегапикселях получить очень просто: нужно умножить количество пикселей по горизонтали (1280) на количество по вертикали (960) и разделить на 1 000 000. Итого 1280×960 = 1,23 МП.

Как пересчитать ТВЛ в пиксели и наоборот? Точной формулы пересчета нет. Для определения разрешения видео в ТВЛ нужно использовать специальные тестовые таблицы для видеокамер. Для примерного представления соотношения можно воспользоваться таблицей:

Эффективные пиксели

Как мы уже сказали выше, часто размер в мегапикселях, указываемый в характеристиках видеокамер, не дает точного представления о разрешении получаемого изображения. Производитель указывает количество пикселей на матрице (сенсоре) камеры, но далеко не все из них участвуют в создании картинки.

Поэтому был введен параметр "Количество (число) эффективных пикселей", который как раз и показывает, сколько пикселей формируют итоговое изображение. Чаще всего он соответствует реальному разрешению получаемой картинки, хотя бывают и исключения.

ИК (инфракрасная) подсветка, IR

Позволяет проводить съемку в ночное время. Возможности матрицы (сенсора) камеры видеонаблюдения гораздо выше, чем человеческого глаза - к примеру, камера может "видеть" в инфракрасном излучении. Это свойство стали использовать для съемок в ночное время и в неосвещенных/слабоосвещенных помещениях. При достижении определенного минимума освещения видеокамера переходит в режим съемки в инфракрасном диапазоне и включает ИК-подсветку (IR).

Светодиоды IR встраиваются в камеру таким образом, чтобы свет от них не попадал в объектив камеры, а освещал угол ее обзора.

Изображение, полученное в условиях слабого освещения с помощью инфракрасной подсветки, всегда черно-белое. Цветные камеры, которые поддерживают ночную съемку, также переходят в черно-белый режим.

Значения ИК-подсветки в видеокамерах обычно даются в метрах - т. е. на сколько метров от камеры подсветка позволяет получить четкое изображение. IR-подсветку с большой дальностью называют ИК-прожектором.

Что такое Smart ИК, Smart IR?

Умная ИК-подсветка (Smart ИК) позволяет увеличивать или уменьшать мощность инфракрасного излучения в зависимости от дистанции до объекта. Это делается для того, чтобы объекты, оказавшиеся близко к камере, не были засвечены на видео.

ИК фильтр (ICR), режим день/ночь

Использование инфракрасной подсветки для съемок в ночное время имеет одну особенность: матрица таких камер выпускается с повышенной чувствительностью к инфракрасному диапазону. Это создает проблему для съемок в дневное время, так как матрица регистрирует инфракрасный спектр и днем, что нарушает нормальную цветность получаемого изображения.

Поэтому такие камеры работают в двух режимах - день и ночь. Днем матрицу закрывает механический инфракрасный фильтр (ICR), который отсекает инфракрасное излучение. Ночью фильтр сдвигается, позволяя лучам ИК-спектра беспрепятственно попадать на матрицу.

Иногда переключение режима день/ночь реализуется программно, однако такое решение дает менее качественные изображения.

Фильтр ICR может устанавливаться и в камерах без инфракрасной подсветки - для отсечения инфракрасного спектра в дневное время и улучшения цветопередачи видео.

Если в камере нет фильтра IGR, потому что она изначально не была предназначена для съемок в ночное время, ей нельзя добавить функцию ночной съемки, просто докупив отдельный модуль с ИК-подсветкой. В этом случае цветность дневного видео будет существенно искажаться.

Чувствительность (светочувствительность, минимальное освещение)

В отличие от фотокамер, где светочувствительность выражается параметром ISO, светочувствительность камер видеонаблюдения чаще всего выражается в люксах (Lux) и означает минимальное освещение, при котором камера способна давать видеоизображение хорошего качества - четкое и без шумов. Чем ниже значение этого параметра, тем выше чувствительность.

Камеры для видеонаблюдения подбираются в соответствии с теми условиями, в которых их планируется эксплуатировать: к примеру, если минимальная чувствительность камеры составляет 1 люкс, то четкого изображения в ночное время без дополнительной инфракрасной подсветки с нее получить не удастся.

Условия	Уровень освещенности
Естественное освещение на улице в безоблачный солнечный день	свыше 100 000 люкс
Естественное освещение на улице в солнечный день с легкими облаками	70 000 люкс
Естественное освещение на улице в пасмурную погоду	20 000 люкс
Магазины, супермаркеты:	750-1500 люкс
Офис или магазин:	50-500 люкс
Холлы гостиниц:	100-200 люкс
Стоянки автотранспорта, товарные склады	75-30 люкс
Сумерки	4 люкс
Хорошо освещенная автомагистраль ночью	10 люкс
Места зрителей в театре:	3-5 люкс
Больница в ночное время, глубокие сумерки	1 люкс
Полнолуние	0,1 - 0,3 люкс
Лунная ночь (четверть Луны)	0,05 люкс
Ясная безлунная ночь	0,001 люкс
Облачная безлунная ночь	0,0001 люкс

Соотношение сигнал/ шум (S/ N) определяет качество видеосигнала. Шумы на видеоизображении появляются в результате плохого освещения и выглядят как цветной или черно-белый снег или зернистость.

Параметр измеряется в децибелах. На картинке ниже довольно неплохое качество изображения показано уже при 30 Дб, но в современных камерах для получения качественного видео S/N должно быть не ниже 40 Дб.

Подавление шумов DNR (3D-DNR, 2D-DNR)

Естественно, что проблема наличия шумов в видео не осталась без внимания производителей. На данный момент существуют две технологии подавления шумов на картинке и соответствующего улучшения изображения:

• 2-DNR. Более старая и менее совершенная технология. В основном, убираются шумы только ближнего плана, кроме того, иногда изображение из-за чистки немного смазывается.
• 3-DNR. Новейшая технология, которая работает по сложному алгоритму и убирает не только ближние шумы, но и снег и зернистость на дальнем фоне.

Частота кадров, fps (скорость потока)

Частота кадров влияет на плавность видеоизображения - чем она выше, тем лучше. Для достижения плавной картинки необходима частота не менее 16-17 кадров в секунду. Стандарты PAL и SECAM поддерживают частоту кадров на уровне 25 к/с, а стандарт NTSC - 30 к/с. У профессиональных камер частота кадров может доходить до 120 к/с и выше.

Однако нужно учитывать, что чем выше частота кадров - тем больше места потребуется для хранения видео и тем больше будет загружен канал передачи.

Компенсация засветки (HLC, BLC, WDR, DWDR)

Распространенными проблемами видеонаблюдения являются:

• отдельные яркие объекты, попадающие в кадр (фары, лампы, фонари), которые засвечивают часть изображения, и из-за которых невозможно рассмотреть важные детали;
• слишком яркое освещение на заднем плане (солнечная улица за дверями помещения или за окном и тому подобное), на фоне которого ближние объекты отображаются слишком темными.

Для их решения существует несколько функций (технологий), применяемых в камерах наблюдения.

HLC - компенсация яркой засветки. Сравните:

BLC - компенсация задней засветки. Реализуется путем увеличения экспозиции всего изображения, в результате чего объекты на переднем плане становятся светлее, однако задний фон получается слишком светлым, на нем невозможно рассмотреть детали.

WDR (иногда его называют также HDR) - широкий динамический диапазон. Также используется для компенсации задней засветки, но более эффективно, чем BLC. При использовании WDR все объекты на видео имеют примерно одинаковую яркость и четкость, что позволяет в деталях рассмотреть не только передний план, но и задний. Достигается это благодаря тому, что камера делает снимки с разной экспозицией, и потом совмещает их для получения кадра с оптимальной яркостью всех объектов.

D-WDR - программная реализация широкого динамического диапазона , которая несколько хуже, чем полноценный WDR.

Классы защиты IK (Vandal-proof, антивандальные) и IP (от влаги и пыли)

Этот параметр важен, если вы выбираете камеру для наружного видеонаблюдения или в помещение с высокой влажностью, пыльностью и проч.

Классы IP - это защита от попадания внутрь посторонних предметов различного диаметра, в том числе пылевых частиц, а также защита от влаги. Классы IK - это антивандальная защита, т. е. от механического воздействия.

Самыми распространенными среди наружных камер видеонаблюдения классами защиты являются IP66, IP67 и IK10.

• Класс защиты IP66 : камера полностью пыленепроницаема и защищена от сильных водяных струй (или морских волн). Внутрь вода попадает в незначительных количествах и не нарушает работу видеокамеры.
• Класс защиты IP67 : камера полностью пыленепроницаема и может выдержать кратковременное полное погружение под воду или долго находиться под снегом.
• Антивандальный класс защиты IK10 : корпус камеры выдержит попадание 5 кг груза с 40 см высоты (энергия удара 20 Дж).

Скрытые зоны (Privacy Mask)

Иногда возникает необходимость скрыть от наблюдения и записи некоторые участки, попадающие в поле зрения камеры. Чаще всего это связано с охраной неприкосновенности частной жизни. Некоторые модели камер позволяют настроить параметры нескольких таких зон, закрыв определенную часть или части изображения.

К примеру, на рисунке ниже на изображении с камеры скрыты окна соседнего дома.

Другие функции камер видеонаблюдения (DIS, AGC, AWB и др.)

OSD меню - возможность ручной настройки множества параметров камеры: экспозиции, яркости, фокусного расстояния (если есть такая опция) и т. д.

- съемка в условиях плохой освещенности без инфракрасной подсветки.

DIS - функция стабилизации изображения с камеры при съемке в условиях вибрации или движения

EXIR Technology - технология инфракрасной подсветки, разработанная Hikvision. Благодаря ей достигается большая эффективность подсветки: большая дальность при меньшем энергопотреблении, рассеивании и т. д.

AWB - автоматическая регулировка баланса белого цвета в изображении, с тем, чтобы цветопередача была как можно ближе к естественной, видимой человеческим глазом. Особенно актуальна для помещений с искусственным освещением и различными источниками света.

AGC (АРУ) - автоматическая регулировка усиления. Применяется для того, чтобы выходной видеопоток с камер всегда был стабильным, независимо от силы входного видеопотока. Чаще всего усиление видеосигнала требуется в условиях слабой освещенности, а уменьшение - наоборот, при слишком сильном освещении.

Детектор движения - благодаря этой функции камера может включаться и вести запись только при возникновении движения на объекте наблюдения, а также передавать сигнал тревоги при срабатывании детектора. Это помогает сэкономить место для хранения видео на видеорегистраторе, разгрузить канал передачи видеопотока, и организовать оповещение персонала о произошедшем нарушении.

Тревожный вход камеры - это возможность включить камеру, начать запись видео при наступлении какого-либо события: срабатывания подключенного датчика движения или другого подключенного к ней датчика.

Тревожный выход позволяет запустить реакцию на зафиксированное камерой тревожное событие, например, включить сирену, отправить оповещение по почте или SMS и т. д.

Не нашли характеристику, которую искали?

Мы постарались собрать все часто встречаемые характеристики камер для видеонаблюдения. Если вы не нашли здесь пояснение какого-то непонятного для вас параметра - напишите в комментариях, мы постараемся добавить эту информацию в статью.

сайт

Для повышения качества видеофиксации и увеличения информативности видеозаписи, в видеонаблюдении применяются специальные технологии динамического улучшения изображения. Различными производители видеокамер используют в видеокамерах различные алгоритмы повышения качества видеосигнала, которые базируются на общих принципах обработки.

Для повышения качества изображения используются:

1. Цифровое шумоподавление (фильтрация шума)
2. Автоматическая компенсация засветки
3. Расширение динамического диапазона
4. Автофокусировка (автоматическая фокусировка объектива)
5. Автоматический баланс белого
6. Переключение режима день/ночь (автоматическое или ручное)

Цифровое шумоподавление (DNR, Digital Noise Reduction)

Визуально шум проявляется в виде «снега» на изображении с камеры.

Высокое соотношение сигнал/шум камеры наблюдения, а, следовательно, и качественное видеонаблюдение, достигаются, в том числе, цифровой фильтрацией шумов .

Существуют способы подавления цифрового шума на уровне сенсора и трактов цифровой камеры, а также шумоподавление может производиться при дальнейшей цифровой обработке видеосигнала программным обеспечением видеонаблюдения.

Подавление цифрового стохастического шума при постобработке проводится усреднением яркости пикселя по некоторой группе пикселей, которые алгоритм считает "похожими". При этом незначительно уменьшается детальность изображения. Алгоритмы отложенного шумоподавления наиболее эффективны для фильтрации мелкозернистого и среднезернистого шума.

Чем больше значение отношения сигнал/шум для видеосигнала, тем меньше помех и искажений имеет изображение на экране монитора. Значения отношения от 45 до 60 дБ соответствуют приемлемому качеству видеосигнала, значение менее 40 дБ означает высокий уровень шумов в видеосигнале и, как следствие, низкое качество видеоизображения.

Автоматическая компенсация засветки (BLC, Back Light Сompensation)

Компенсация засветки – это функция, позволяющая избежать чрезмерного затемнения объектов при встречном освещении, то есть в момент, когда объект наблюдения находится между видеокамерой и источником света.

Принцип компенсации засветки основан на сочетании автоматической регулировки усиления , регулировки диафрагмы и электронного затвора .

Автоматическая регулировка усиления (АРУ)

Автоматическая регулировка усиления - это, фактически, регулировка чувствительности матрицы видеокамеры. В случае, если уровень освещенности превышает определенный порог, АРУ позволяет ограничить нагрузку на матрицу, изменив коэффициент усиления.

Электронный затвор

Электронный затвор регулирует время проецирования кадра на матрицу видеокамеры, а точнее - время накопления электрического заряда. Чем дольше открыт затвор (чем длиннее экспозиция), тем больше света попадает на матрицу, тем больше ее засветка. При избыточном освещении экспозиция автоматически сокращается. Электронный затвор некоторых современных видеокамер обеспечивает скорость фиксации кадра до 1/100000 секунды.

Автодиафрагма

Диафрагма – это устройство в объективе видеокамеры, которое отвечает за размеры отверстия, через которое свет проникает на матрицу. Она выполняет те же функции, что и зрачок человеческого глаза, который при избыточном свете сужается, ограничивая доступ света к сетчатке. Диафрагма видеокамеры при засветке тоже сужается, тем самым снижая световую нагрузку на матрицу видеокамеры.

Для компенсации встречной засветки в цифровой видеокамере автоматически настраиваются три описанных выше параметра так, что уровень яркости остается примерно одинаковым на всей площади изображения, что позволяет избежать затемнения объектов в контражуре.

Расширение динамического диапазона (WDR, Wide Dynamic Range)

WDR (Wide Dynamic Range) - функция расширения динамического диапазона видеокамеры, которая обеспечивает балансировку цветности и яркости, с сохранением общей контрастности изображения при видеонаблюдении. Технология WDR позволяет одновременно сохранять качество видеозаписи на сильно засвеченных участках, на участках с низким уровнем освещенности и при интенсивно изменяющемся, в том числе цветном, освещении.

Эффект достигается за счет двойного открытия затвора для формирования каждого кадра видеозаписи. Первое открытие затвора происходит с высокой скоростью, второе – с меньшей. При цифровой пост-обработке полученных кадров процессором видеокамеры, изображение, полученное средствами их объединения, не содержит засвеченных и затемненных участков.

По сравнению с технологией компенсации засветки (BLC ), расширение динамического диапазона (WDR ) является более современной и более совершенной технологией улучшения изображения. В некоторых видеокамерах эти технологии могут использоваться в сочетании для достижения максимального результата.

Автоматический баланс белого (AWB , Auto White Balance )

Баланс белого (AWB ) для систем видеонаблюдения – это функция, устанавливающая в автоматическом режиме так называемую «температуру изображения» и устраняющая искажение цветовой передачи.

Функция автоматического баланса белого наиболее актуальная при видеонаблюдении в помещениях , где в течение дня меняются источники света: дневной свет, поступающий через оконные и дверные проемы в вечернее время сменяют лампы накаливания и флуоресцентные лампы.

При настройке функции баланса белого (AWB ), устанавливается контрольная цветовая температура, и в процессе работы видеокамера подстраивается таким образом, чтобы минимизировать отклонение цветовой температуры изображения от заданной, отсекая участки светового спектра.

Применение функции баланса белого (AWB ) позволяет значительно улучшить цветопередачу при видеонаблюдении в помещениях с искусственным освещением и декоративной подсветкой.

Устанавливая видеонаблюдение на объекте, мастер обязательно учитывает, насколько освещенным является участок, на который будет направлена камера. Если объектив «смотрит» в сторону, откуда большую часть дня льется свет, будет происходить засветка ряда объектов. То есть, оператор не сможет рассмотреть подробности всего происходящего на охраняемой территории. Это одна из причин, по которым столь большая роль уделяется планированию точек монтажа устройств слежения.

С засветкой сталкиваются также владельцы обычных камер и телефонов. Функция BLC - это опция, позволяющая компенсировать засветку . С ее помощью все объекты в кадре выглядят одинаково освещенными, хотя по факту это не всегда соответствует действительности.

Почему происходит засветка

Видеокамеру часто сравнивают с органами зрения человека - она также имеет свою четкость, светочувствительность, воспринимает определенное количество кадров в секунду. Когда мы смотрим на предмет, находящийся между нами и ярким источником освещения, не всегда выходит рассмотреть его подробности.

Причина засветки кроется в том, что отдельные пиксели, из которых состоит матрица, способны воспринять определенный максимум света. Если его больше, на изображении, выведенном на экран, появится просто светлое пятно. Однако и до того, как максимум достигнут, происходит своеобразное насыщение. К примеру, солнце за спиной у человека «нагружает» матрицу настолько, что ее мощности становится недостаточно для четкого восприятия других элементов.

Пиксели не успевают накопить достаточный заряд, поэтому в лучшем случае фото объекта получается менее освещенным, чем на самом деле. Это создает определенные проблемы и в охранном видеонаблюдении:

Не всегда получается распознать номер автомобиля, если у последнего включены фары;

Яркий свет мешает рассмотреть лицо человека, проникшего на территорию;

Сложно рассмотреть мелкие детали (надписи на коробках с товаром).

Появление технологии BLC позволило частично избавиться от этих проблем. Ее возможно встретить и в видеокамерах для пользовательской съемки, и даже в мобильных телефонах.

Компенсация засветки BLC

Если простыми словами объяснить что это (BLC), удалось, расскажем о том, как эта компенсация работает на практике. Всего есть 3 варианта:

Использование диафрагмы, которая бы в случае увеличения потока света сверх некого предела, сужалась. Подобное и происходит в мире живых существ - при недостаточном освещении диафрагма максимально раскрывается, а при чрезмерном - сужается до предела;

Автоматическая регулировка усиления - предварительная обработка изображения, основанная на настройках максимального уровня освещения. Если они превышены на отдельном участке, оно искусственно занижается. На выходе (экране телевизора, мониторе) оператор увидит уже обработанные данные;

• Применение затвора, который бы периодически закрывался, отсекая источник света от чувствительной матрицы. Если он был открыт непродолжительное время, то вероятность засвечивания снижается.

Обычно применяется комбинированный вариант, в котором сочетаются все перечисленные способы. Что значит BLC для видеонаблюдения? Это возможность вести его в условиях неблагоприятной освещенности, вызванных природными и другими факторами. В той или иной степени функция используется в большинстве современных камер.

C1300M-RU (11/04)

КОМПЕНСАЦИЯ ФОНОВОЙ ЗАСВЕТКИ (BLC)

При наличии яркой фоновой засветки предметы на изображении могут выглядеть темными или
показываться в виде силуэта. Компенсация фоновой засветки улучшает качество показа предметов,
находящихся в центре изображения. Система использует центр изображения для настройки
диафрагмы. При наличия яркого источника света за пределами этого участка, его изображение будет
размыто до белого цвета. Телекамера будет регулировать диафрагму так, чтобы обеспечить
требуемую экспозицию предметов в чувствительной зоне.

Имеются два варианта настройки компенсации фоновой засветки:

ВКЛ. - компенсация фоновой засветки включена.
ВЫКЛ. (по умолчанию) - компенсация фоновой засветки не включена.

УРОВЕНЬ ВИДЕОСИГНАЛА

Выберите один из следующих уровней видеосигнала:

НОРМАЛЬНЫЙ - 1,0 В (амплит.)
ВЫСОКИЙ (настройка по умолчанию) - 1,2 В (амплит.) для компенсации потерь в телевизионном

ШИРОКИЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН (WDR)

Режим широкого динамического диапазона обеспечивает уравновешивание самого яркого и самого
темного участков изображения с целью получения изображения с более равномерной яркостью и
более четкой проработкой деталей. При включении режима WDR соотношение между самыми и
темными и самыми яркими участками изображения может быть в 80 раз больше, чем при
выключенном режиме WDR.

Предусмотренные варианты настройки – ВЫКЛ. и ВКЛ. По умолчанию используется вариант ВЫКЛ.
Если широкий динамический диапазон включен, то частота кадров уменьшается со стандартного
значения 30 кадров в секунду до 15 кадров в секунду.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если компенсация фоновой засветки включена, то следует снизить уровень
автоматического диафрагмирования и выставить уровень автоматического управления ИК-
фильтром на более темные условия. См. разделы Автоматическое диафрагмирование и
Уровень автоматического управления ИК-фильтром .

СИСТЕМА PELCO EXSITE IPSXM

ИНВЕРТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА

<СИСТЕМНАЯ ИНФОРМАЦИЯ>
<НАСТРОЙКА ДИСПЛЕЯ>
<НАСТРОЙКИ УСТРОЙСТВА>
<КАЛИБРОВКА ПОЗИЦИИ>

СБРОС НАСТРОЙКИ ТЕЛЕКАМЕРЫ
ВЫКЛЮЧЕНИЕ-ВКЛЮЧЕНИЕ ПИТАНИЯ ТЕЛЕКАМЕРЫ

<ТЕЛЕКАМЕРА>
<ДВИЖЕНИЕ>
<ВКЛЮЧЕНИЕ ПИТАНИЯ>
<СЕТЕВАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ>
<ПРЕДУСТАНОВКИ>
<ЦИКЛОГРАММЫ>
<ЗОНЫ>
<БЛАНКИРОВАНИЕ ОКНА>
<СИГНАЛИЗАЦИЯ>
<СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЬ>

<ОЧИСТИТЬ>
<ПАРОЛЬ>

НАЗАД
ВЫХОД

НАСТРОЙКИ УСТРОЙСТВА

ТИП ОСВЕЩЕНИЯ
АВТОФОКУСИРОВКА
ПРЕДЕЛ УВЕЛИЧЕНИЯ
СКОРОСТЬ ТРАНСФОКАЦИИ
ПРЕДЕЛ НИЗКОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ
ОТСЕЧНОЙ ИК-ФИЛЬТР
АВТ. УРОВЕНЬ ИК

<ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ НАСТРОЙКИ>

НАЗАД
ВЫХОД

НАРУЖНОЕ

ТЕЛЕКАМЕРА

СКОРОСТЬ ЗАТВОРА

ПРЕДЕЛ АРУ

АВТ. ДИАФРАГМИРОВАНИЕ
УРОВЕНЬ АВТОДИАФР.
АВТОДИАФР. ПО МАКС. ЯРКОСТИ

АВТ. РЕЗКОСТЬ
УРОВЕНЬ РЕЗКОСТИ

АВТ. БАЛАНС БЕЛОГО
УСИЛЕНИЕ R
УСИЛЕНИЕ B

КОМПЕНСАЦИЯ ФОНОВОЙ ЗАСВЕТКИ
УРОВЕНЬ ВИДЕО
ШИРОКИЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН

НАЗАД
ВЫХОД

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ НАСТРОЙКИ

Широкий динамический диапазон ВКЛ (ON)

Широкий динамический диапазон ВЫКЛ (OFF)

Расшифровка BLC звучит как Back Light Compensation. Считается, что данная функция устанавливается на всех современных камерах. Она позволяет получать более светлое изображение (без затемнения) впереди стоящего объекта при наличии сильного источника света на заднем плане. Однако компания Microdigital оснащает функцией BLC не все камеры. Некоторые ее модели вообще лишены подобных возможностей, а в таких изделиях как предусматривается ее отключение. Попробуем в этом разобраться.

Принцип работы BLC

Данный метод получения изображения был известен еще фотографам позапрошлого века. Если на заднем фоне присутствует сильный источник света, который затемняет объект, то достаточно немного больше приоткрыть диафрагму, чтобы его осветлить. Однако при этом сильно засвечивается и сам задний план, порой превращаясь а монотонное белое пятно.

В современных камерах данная функция при включении работает в автоматическом режиме. Устройство самостоятельно определяет уровень освещенности объекта и производит расчет диаметра, на который открывается диафрагма.

Применение в видеонаблюдении

Такие компании как Microdigital прекрасно понимают все достоинства и недостатки данной функции, связанные с системой видеонаблюдения. Камерам в данной области использования необходимо:

четкое изображение объектов как на переднем, так и на заднем плане;

отсутствие темных зон, созданных путем искусственного воздействия на матрицу;

хорошая узнаваемость объектов съемки в не зависимости от погодных условий и времени суток.

Учитывая это, на более дешевых моделях данная функция не используется. Дело в том, что без программной компенсации другого типа она дает только хорошее изображение переднего плана, практически полностью скрывая то, что происходит сзади. Для видеонаблюдения это совершенно недопустимо.

В более дорогих моделях функция BLC реализована вместе с другими дополнениями, которые частично компенсируют засвет и снижают эффект размытия заднего фона. Особенно хорошо сочетается баланс задержки выдержки и зазора диафрагмы для достижения хорошего качества. Поэтому очень часто BLC используют вместе с DSS.

Перспективное решение для видеонаблюдения

В современных моделях типа MDS-i3091-2H функция BLC реализована намного иначе. Учитывая то, что мы имеем дело с цифровой матрицей, а не обычной пленкой, то существует возможность реализовать подобный эффект программным методом в разных зонах кадра. Фактически мы используем BLC именно там, где это необходимо.

В итоге получается полностью избавиться от эффекта засветки на впереди стоящих объектах. При этом задний план практически не пострадает от потери контрастности. Все объекты, располагающиеся на нем также будут видны. Однако подробные функции доступны только в дорогих изделиях, поскольку для их быстрой реализации требуется современное оборудование.

Необходимость или роскошь

Учитывая большую стоимость камер видеонаблюдения с реализацией разных функций многие люди задаются вопросом о том, нужно ли тратиться на BLC или достаточно обычного устройства. Отвечая на это, специалисты рекомендуют сначала определиться с местом установки. Дело в том, что если вам необходимо устройство для работы в помещении, то вы всегда сможете выбрать такой угол монтажа, при котором свет с улицы или от приборов освещения не будет попадать в объектив. Также это применимо и к приборам наружного наблюдения, которые находятся на одном месте, не имеют автоматического или ручного поворота, а также оснащены специальным козырьком. В этих случаях использование BLC не обязательно.

Если же вы хотите чтобы камера могла менять точку обзора и при этом не терять качество съемки при попадании мощного света, то стоит задуматься о приобретении такой модели как MDS-i3091-2H. В случаях, когда необходимо вести наблюдение за объектом строго под определенным углом, а место монтажа устройства предполагает, что перед камерой находится источник освещения, то наличие функции BLC просто необходимо.

Вместо вывода

Благодаря BLC мы можем получить изображение хорошего качества даже при попадании на объектив пучков света. В современных видеокамерах наблюдения данная функция реализована на таком уровне, что даже устраняется побочное действие, делающее предметы на заднем плане размытыми. Большинство экспертов считает, что наличие BLC просто необходимо при создании профессиональной системы безопасности. Поэтому если вам важно получить качественное изображение даже в самых сложных и порой критичных условиях, то такое дополнение будет как раз кстати.

Windows