Параметры видеокамеры: что такое wdr, blc, dnr и agc, чувствительность, угол обзора и фокусное расстояние

Основные термины видеонаблюдения

Данная статья создана для того, чтобы разобраться с основной терминологией в системах видеонаблюдения. В описаниях товаров камер видеонаблюдения, регистраторов Вы часто видите непонятные для вас названия и цифробуквенные обозначения. В данной статье приводится описание этих обозначений и терминов, чтобы разобраться что к чему и как это работает.

Стандарты видеонаблюдения:

Функции и технологии камер видеонаблюдения:

AGC (Automatic Gain Control) – автоматическая регулировка усиления. При включенном режиме AGC, камера автоматически усиливает видеосигнал при уменьшении освещенности.

Технология позволяет получить качественную картинку на мониторе при малой освещенности объекта. Как правило, диапазон регулировки усиления ограничивается диапазоном 12-20 дБ (т.е.

4-10 раз), так как большее увеличение усиления видеосигнала приводит к высокому зашумлению и ухудшению изображения.

ALC (Automatic Light Control) – это технология автоматической регулировки освещенности. Применяется для оптимальной работы автодиафрагмы на сценах с повышенной контрастностью.

Управляемый процессор ALC принудительно раскрывает отверстия диафрагмы с целью выделения темного объекта даже при очень высокой общей освещенности. Данный метод возникает за счет “затемнения в белом” наиболее освещенных участков.

Настройка происходит при максимально контрастной сцене.

ATW (Auto Tracking White) – автоматическая подстройка баланса белого с адаптацией под изменяющиеся условия освещённости. Если цветовая температура в диапазоне от 1,800°K до 10,500°K (например: флюоресцентная лампа или открытый воздух), то используется этот режим при настройке видеокамеры.

AWB (Automatic White Balance) – автоматический баланс белого. Эта функция позволяет компенсировать искажения цветов, вызванные разными источниками освещения (солнечный свет, лампа накаливания или флуоресцентный свет).

ATR (Адаптивное Воспроизведение Тона) – функция, обеспечивающая выборочную компенсацию для улучшения контраста объектов, а также воспроизведения цветов в случае, когда в изображении есть области как с наличием очень ярких, так и сильно затемненных областей. Функция ATR улучшает качество картинки камеры видеонаблюдения, выполняя оптимизацию цветной составляющий изображения с учетом ярко-стной составляющей сигнала в этой области.

AE (Automatic Exposition) – электронный затвор, позволяющий поддерживать постоянную яркость изображения независимо от освещенности наблюдаемой сцены. Управление затвором объектива с большим количеством значений возможно в ручном и автоматическом режимах (SHUTTER в меню).

BLC (Back Light Compensation) – компенсация заднего света или компенсация встречной засветки – это функция видеокамеры, которая позволяет управлять автоматической регулировкой усиления и электронным затвором не по всей площади экрана, а по его центральной части, что позволяет компенсировать излишек освещения, мешающий восприятию. Функция позволяет избежать переключения из режима «ночь» в режим «день» при кратковременной засветке фотодатчика в результате резкого перепада освещенности и получить качественное изображение даже при условии, что в камеру направлен яркий источник света или объект находится на фоне ярко освещенного участка. Если свет за объектом яркий и направлен прямо в объектив, то диафрагма сужается, и объект переднего плана выглядит темным и размытым на изображении. Благодаря функции BLC отверстие диафрагмы все равно открывается широко, так что объекты на переднем плане получаются светлыми и четкими даже на фоне яркого света. В большинстве случаев BLC обеспечивает нормальную освещенность центральной части кадра, но на некоторых моделях камер видеонаблюдения BLC может подбирать значение диафрагмы по нескольким зонам кадра, обеспечивая тем самым наилучшее качество изображения.

WDR (Wide Dynamic Range) – широкий динамический диапазон – соотношение максимального значения яркости изображения и ее минимального значения. Функция позволяет организовать качественный просмотр как светлых, так и темных участков кадра.

Двойное сканирование кадра с помощью быстрых современных процессоров делит кадр на две части, состоящие из темных и светлых участков кадра. Каждая составляющая обрабатывается отдельно (темная часть становится ярче, светлая остается прежней или немного уменьшается по яркости), потом эти две части совмещаются в кадр.

Получается картинка из одинаково качественно обработанных темных и светлых участков. Кроме яркости автоматически подстраивается и контраст изображения.

D-WDR (Digital Wide Dynamic Range) — расширенный динамический диапазон с цифровой обработкой сигнала позволет получить качественное изображение одновременно ярких и темных участков кадра.

Количество градаций серого (полутонов), которые может передать видеокамера составляет лишь часть полного спектра от чисто белого до чисто черного цвета.

И если в кадре одновременно присутствуют и яркие и темные участки (например яркое небо в солнечный день и объект в тени), то видеокамера вынуждена рассчитывать экспозицию, пытаясь охватить максимум градаций яркости. В результате яркие объекты оказываютя темнее (ближе к серому) и темные – светлее (тоже ближе к серому).

Таким образом, теряется контрастность изображения. Технология расширения динамического диапазона как раз и позволяет передать все градации серого во всех участках кадра с максимальной достоверностью, сохранив контрастность, но при этом происходит потеря детализации. А вот для сохранения детализации (четкости) и применяется цифровая обработка этот процесс и представляет технологию D-WDR.

DIS (Digital Image Stabilization) – система цифровой стабилизации изображения. Функция позволяет компенсировать мелкие дрожания камеры. 

DNR (Digital Noise Reduction) – система шумоподавления в цветном изображении при низкой освещенности.

Названий этой функции много, зависит от производителя чипа или камеры: Наиболее распространенные: 3D-DNR (3 Demension Signal Noise Reduction), SSNR (Samsung Signal Noise Reduction), 2DNR.

Следует отметить, что 2DNR и 3DNR отличаются способом обработки сигнала и соответственно качеством получаемого результата. При выключенном режиме DNR изображение “покрыто” разноцветными шумами, что резко увеличивает объем записи.

2DNR – технология подавления шума, алгоритм 2DNR предполагает обработку отдельных кадров видеоизображения, анализируя и исправляя пиксели, которые с большой вероятностью представляют собой шум.

 2DNR демонстрирует хороший результат применительно к движущимся объектам, этот алгоритм используется в частях кадра, где присутствует движение.

 В режиме 2D-NR изображение сглаживается, что делает его более читабельным и значительно сокращает объем записываемых регистратором данных. Степень сглаживания регулируется видеопроцессором.

3DNR – технология подавления шума, 3DNR анализирует различия между кадрами, чтобы скорректировать пиксели и улучшить качество. Как правило, 3DNR лучше подавляет шум, чем 2DNR, но при этом движущиеся объекты могут выглядеть размытыми. Технология 3DNR используется в статических областях области обзора.

3DNR+2DNR – одновременное использование двух функций (камеры позволяют задавать необходимую степень обработки отдельно для каждой функции) позволяет сделать изображение более качественным и существенно снизить уровень шумов.

HLI (High Light Inverter) – функция затемнения переосвещенных пикселей позволяет нивелировать влияние засветки от направленного источника света на все изображение, свет будет локализован в участках, в которых находится его источник. Благодаря этой функции камера видеонаблюдения способна эффективно работать при встречной засветке, например, от света автомобильных фар.

IR-cut (Infraredcut) – инфракрасный фильтр.

Не дает возможности лишнему инфракрасному изображению, которое не видит человеческий глаз попадать на матрицу, что позволяет получить четкое неискаженное изображение, избежать засветок, вызываемых инфракрасным излучением.

В условиях плохой освещенности ИК фильтр отключается, чувствительность камеры увеличивается, матрица регистрирует весть излучаемый спектр. Для того чтобы человеческий глаз видел изображение неискаженным, при отключенном IR-фильтре применяется черно-белое изображение.

ICR, “День-ночь” (Infrared Cut filter mechanically Removable) — механически сдвигаемый ИК-фильтр, расположенный перед матрицей видеокамеры. Часто его называют функцией “день-ночь”.

 В ночное время инфракрасное излучение используется видеокамерой для достижения детального изображения в темноте или в условиях низкой освещенности.

 В дневное время, ИК-фильтр с помощью механического привода сдвигается, закрывая светочувствительную матрицу видеокамеры, чтобы избежать нежелательных побочных эффектов, вызванных инфракрасным излучением.

MD (Motion detect) – детекция движения, настраиваемая по чувствительности и местоположению в кадре.

Все изображение разделятся, например, на 720 зон (48х15) и каждая из зон может быть настроена на детектирование движения с заданием общего уровня чувствительности.

 В случае обнаружения движения процессор выделяет сработавшую зону кратковременной окантовкой и незначительным повышение яркости, что в дополнение к детектору регистратора может повысить вероятность записи произошедшего события. 

OSD (On-Screen Display) – OSD-меню или дисплей на экране. При необходимости может отображаться поверх основного изображения. Данное меню применяется для дополнительных настроек камер видеонаблюдения, вызвать такое меню возможно при наличии на кабеле камеры специального джойстика управления.

PM (Privacy mask) – функция маскирования приватных зон позволяет пользователю скрывать части изображения, которые не должны отображаться в кадре. Можно настроить несколько приватных зон.

Sens-UP (или DSS — Digital Slow Shutter) — функция обработки видеосигнала, позволяющая пользователю выбрать скорость срабатывания электронного затвора видеокамеры.

При этом, увеливается время накопления заряда на матрице (время экспозиции), что приводит к повышению чувствительности видеокамеры в условиях недостаточного освещения.

 Отрицательной стороной технологии является увеличение степени размытия картинки пропорционально увеличению времени экспозиции.

Smart-IR – управление яркостью свечения ИК диодов. Неправильный подбор ИК подсветки значительно ухудшает качество изображения в ночном наблюдении. При этом одна часть сцены залита белым светом, а вторая остается темной с неразличимыми деталями.

Причиной этого может быть неправильная конструкция ИК прожектора или избыточная мощность ИК светодиодов. Для устранения последнего недостатка процессор кроме режим D-DWR обеспечивает динамическое управление мощностью ИК прожектора на основе анализа уровня освещенности.

При этом мощность подсветки увеличивается по мере снижения яркости изображения, т.е. компенсирует недостаток света, а не включается или выключается по сигналу датчика, как в обычных камерах. Таким образом, рассматриваемая функция позволяет не засвечивать области изображения при приближении объекта наблюдения к камере.

Например, при приближении человека, Smart-IR снизит интенсивность подсветки, и его лицо не превратится в светлое пятно.

ИК-подсветка – используются при построении систем видеонаблюдения, работающих в условиях низкой освещенности, а также при отсутствии какого-либо света.

Принцип действия основан на излучении данного типа света в ИК-диапазоне (720-940нм), невидимого для человеческого глаза, но воспринимаемого ПЗС-матрицей видеокамеры (только в черно-белом режиме).

ИК-подсветка представляет собой совокупность ик-диодов или коллиматоров, размещенных возле объектива камеры и излучающих свет ик-диапазона в область обзора камеры, также могут применяться отдельные ИК-прожекторы. Характеризуется дальностью подсветки от 5 и до 100 и более метров.

Фокусное расстояние камеры видеонаблюдения

Фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения- это параметр видеокамеры, который мы берем за основу при расчете зоны видеонаблюдения.  От его величины и физического размера матрицы зависит угол обзора объектива. Проведя не сложные геометрические расчеты можно довольно точно определить зону, которая будет попадать в кадр камеры видеонаблюдения.

Для ведения видеонаблюдения на обширном участке используются камеры с широким углом обзора , а при просмотре объектов «зажатых» , типа длинный коридор с узким.

Параметры, влияющие на угол обзора

Как уже писалось выше, три параметра видеокамеры взаимозависимы, это:

Чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше угол обзора. Следовательно, можно наблюдать за объектами, которые находятся на относительно большом удалении от камер видеонаблюдения. И наоборот, чем меньше фокусное расстояние, тем больше угол обзора. Соответственно в кадр камеры попадает больше объектов.

Угол обзора, также зависит от размера чувствительного элемента –матрицы. Чем больше размер матрицы, тем меньше угол обзора камеры и наоборот.

Расчет фокусного расстояния объектива видеокамеры

Расчет фокусного расстояния камеры видеонаблюдения необходим для правильного подбора видеокамеры. Конечно, производители указывают в технических характеристиках нам физический размер матрицы, фокусное расстояние и иногда угол обзора. Но для общего понимания, посмотрим, что влияет на выбор фокусного расстояния, это:

Итак, имея заданные  технические характеристики камеры, можно рассчитать  фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения по следующим формулам:

F= h*S/Н или F= v*S/V,

где h – размер матрицы по горизонту;

S – расстояние до объекта видеонаблюдения;

H – горизонтальный размер объекта;

 v – размер матрицы по вертикали;

 V – вертикальный размер объекта.

Размеры сторон матрицы камеры видеонаблюдения приведены  в таблице:

Размер матрицы 1/4” 1/3” 1/2” По горизонтали, мм 3,2 4,8 6,4 По вертикали, мм 2,4 3,6 4,8

Пример расчета фокусного расстояния и выбор камеры

Необходимо наблюдать за въездом и проходом через ворота на территорию предприятия;

Задача наблюдения: обнаружение машин и людей при въезде входе на территорию предприятия;

Ширина прохода и ворот 6 метров;

Расстояние от камеры до прохода 7 метров;

Камера Proto AHD-1W-EH10F(?)IR, после буквы F должно указываться фокусное расстояние. Его мы рассчитаем по вышеприведенной формуле:

F=3.2*7/6=3,7 мм,

где 3,2 размер матрицы по вертикали, т.к. в камере Proto AHD-1W-EH10F(?)IR установлена матрица размером  1/4”. Так как объективы на видеокамере выполнены с фиксированными фокусными расстояниями, то выбираем ближайший меньший т.к. если выбрать ближайший больший, то часть объекта не будет попадать в кадр камеры.

Выполним ещё одну проверку камеры на пригодность. Зона контроля имеет ширину 6 метров, задача стоит обнаружение. При обнаружении человека необходимо, чтобы на один метр контроля приходилось 20-30 пиксел разрешения камеры.

При несложных расчетах видно, что камере Proto AHD-1W-EH10F36IR по силам не только обнаружение, но и распознавание человека на объекте, не говоря уже о машинах. На самом деле ещё необходимо вычислить фокусное расстояние по вертикали, а также высоту и угол установки видеокамеры, но мы эти расчеты намеренно упускаем, т.к.

мы не ставим перед собой задачу полного расчета, мы хотели показать на данном примере только методику расчета фокусного расстояния и выбора камеры по этому расчету.

Фокусноерасстояние, мм Угол обзора, градусов По горизонтали По вертикали 2 77 62 2,2 72 57 2,4 67 53 2,8 59 46 3 56 44 3,3 52 40 3,6 48 37 4 44 33 4,5 39 30 5 35 27 6 30 23 7 26 19 8 23 17 9 20 15 10 18 14 12 15 11 16 11 8,6 20 9,1 6,9 25 7,3 5,5 30 6,1 4,6 40 4,6 3,4 50 3,7 2,7 60 3,1 2,3 70 2,6 2,0 80 2,3 1,7 100 1,8 1,4 120 1,5 1,1 Фокусноерасстояние, мм Угол обзора, градусов По горизонтали По вертикали 2 100 84 2,2 95 79 2,4 90 74 2,8 81 65 3 77 62 3,3 72 57 3,6 67 53 4 62 48 4,5 56 44 5 51 40 6 44 33 7 38 29 8 33 25 9 30 23 10 27 20 12 23 17 16 17,1 12,8 20 13,7 10,3 25 11,0 8,2 30 9,1 6,9 40 6,9 5,2 50 5,5 4,1 60 4,6 3,4 70 3,9 2,9 80 3,4 2,6 100 2,7 2,1 120 2,3 1,7 Фокусноерасстояние, мм Угол обзора, градусов По горизонтали По вертикали 2 110 94 2,2 105 88 2,4 100 83 2,8 91 75 3 87 71 3,3 82 66 3,6 77 61 4 71 56 4,5 65 51 5 59 46 6 51 39 7 44 34 8 39 30 9 35 27 10 32 24 12 27 20 16 20,2 15,2 20 16,2 12,2 25 13,0 9,8 30 10,9 8,2 40 8,2 6,1 50 6,5 4,9 60 5,4 4,1 70 4,7 3,5 80 4,1 3,1 100 3,3 2,5 120 2,7 2,0

Для расчетов основных параметров камер видеонаблюдения можно использовать бесплатный калькулятор, с помощью которого можно не только получить численные значения показателей, но и визуально определить, как будет выглядеть группа силуэтов людей в кадре. Скачать калькулятор можно здесь.

Часто возникают ситуации, когда нет возможности четко определить зону контроля видеокамерой, или возникает необходимость менять размер этой зоны, но с небольшой периодичностью. Бывает и так, что человек хочет на месте более точно определить зону контроля.

В этих случаях поможет камера с вариофокальным объективом, на которых можно менять без особых проблем фокусное расстояние вручную. Если же у вас возникает потребность приблизить или отдалить объект оперативно, то можно использовать камеру с моторизированным объективом.

Существуют камеры, позволяющие не только оперативно менять фокусное расстояние (приближать, отдалять объект), но и изменять ракурс видеонаблюдения в пределах 360 градусов по горизонтали и 180 градусов по вертикали.

Такие камеры называются Speed doome, о них вы можете почитать в статье «Скоростные купольные камеры»

Есть камеры с коридорным режимом видеонаблюдения. Такая камера устанавливается вертикально, а изображение поворачивается на 90 градусов. Таким образом, на мониторе отображается картинка не горизонтально, а вертикально. При этом отражается  больше «полезной» информации, чем это было бы при нормальном расположении камеры.

Статьи

Угол обзора камеры видеонаблюдения – таблица расчетов от фокусного расстояния в 180 градусов

Видеокамера – механическое устройство, состоящее из корпуса, объектива и электронного преобразователя оптического изображения в электронный вид сигналов:

Основные характеристики

В любом оптико-механическом устройстве, в том числе и в камере наблюдения, есть ряд важных характеристик, по которым определяется эффективность их работы:

• фокус и светочувствительность объектива;
• разрешающая способность;
• формат ПЗС-матрицы;
• возможность цифровой обработки сигнала;
• угол обзора видеокамеры;

Все эти характеристики тесно взаимосвязаны между собой и определяют, собственно мощность оптического инструмента.

Рассмотрим одним из важнейших показателей – угол обзора видеокамеры. Чтобы было понятнее, что это такое, можно провести аналогию с человеческим оптическим инструментом, глазом – это угол зрения, охват максимально видимого пространства.

Угол обзора

Угол обзора, характеризует видимый обхват наблюдаемого пространства. Напрямую зависит от фокусного расстояния объектива и размера ПЗС-матрицы. Так, при одинаковых объективах, угол обзора будет больше у видеокамеры с большей матрицей.

Угол обзора – важный параметр для камеры наблюдения. Чем он больше, тем шире зона наблюдения. Отсюда следует, что при большем охвате наблюдения одной камерой, меньше их понадобится, чтобы контролировать определённую площадь. Для определения количества приборов наблюдения необходимо рассчитать угол обзора.

Расчёт

Схема расчета фокуса

Расчёт можно производить несколькими методиками.

Угол обзора напрямую зависит от фокусного расстояния. Отсюда следует, что рассчитав последнее, посредством вышеприведённой таблицы 1, можно определить искомый угол.

Формула расчёта выглядит так: f = r*A/L, где:

Таким образом, будет рассчитан тот угол наблюдения, при котором объект будет занимать почти весь экран монитора. Принимая во внимание важность объекта и целесообразность наблюдения территории находящейся вокруг него, определяется в % та часть экрана, которою может занимать охраняемый предмет.

При этом окончательная формула принимает вид: f = r*A/(100*L/h), где:

• h – полный размер объекта на экране, выраженный в процентах;

Расчёты вручную по такой методике достаточно трудоёмкое занятие, поэтому были разработаны соответствующие программы для компьютерных вычислений.

Пример расчёта:

Объект наблюдения – въездные ворота на территорию предприятия. Задача, стоящая перед службой наблюдения — фиксировать марки и номерные знаки въезжающих и выезжающих автомобилей.

Исходные данные для расчёта:

• r = 10 метров, — расстояние от объектива до границы ворот;
• h = 5%, — размер объекта на мониторе по горизонтали;
• A = 8,46 мм (1/3”), — размер матрицы;
• L = 0,52 метра, — размер номерного знака;

Тогда фокусное расстояние объектива составит: f = 10*8,46/(100*0,52/5) = 10,429 мм.

Сверившись с таблицей, видим, что угол зрения камеры составит около 27 градусов.

Угол обзора, можно определить более коротким путём, но надо учесть, что недорогие объективы страдают оптическими искажениями, особенно сильна сферическая аберрация.

Формула расчёта: a = 2arctg(b/2f), где:

• a – угол обзора видеокамеры, в метрических градусах;
• тригонометрическая функция (арктангенс);
• b – размер матрицы в миллиметрах по одной из сторон;
• f – эффективное фокусное расстояние объектива в миллиметрах;

Пример расчёта:

Современные короткофокусные объективы позволяют достигать угла обзора свыше 180 градусов (дверные глазки), но здесь возникает другая проблема. Линейные очертания объектов сильно искажаются сферической аберрацией – изображение принимает изогнутую форму. Отсюда следует вывод: чем больше фокусное расстояние, тем чётче виден объект, но под меньшим углом наблюдения.

Чёткость изображения

Чёткость изображения, или разрешение камер наблюдения – это способность устройства уверено фиксировать минимальные размеры объекта наблюдения на определённом расстоянии до камеры.

Разрешение, и соответственно, чёткость изображения зависят:

• от качества объектива и его фокусного расстояния;
• от технических характеристик ПЗС-матрицы (количество и качество пикселей);
• от расстояния: «объектив – наблюдаемый объект»;

Если используется визуальное приёмное устройство (монитор), то добавляются:

• качество преобразования сигнала в приёмном устройстве (видеорегистраторе);
• технические характеристики воспроизводящего прибора (монитора);

Для разных камер, — аналоговых и по IT-технологиям (цифровые) чёткость определяется по своим характеристикам.

Аналоговые видеокамеры

Разрешение телевизионных линий

Для данного типа камер применяется показатель ТВЛ – телевизионные линии. Показывает, какое количество чередующихся чёрно-белых линий размещается на мерном участке в вертикальной или горизонтальной плоскостях.

Аналоговые камеры, по степени разрешения, подразделяются на приборы:

• со средним качеством изображения: около 500 пикселей, — соответствует 380…420 ТВЛ;
• высокая степень разрешения: свыше 750 пикселей, — больше 1000 ТВЛ, соответственно;

В цифровых, IP-камерах, показатель чёткости определяется пикселями, точнее, числом, получаемым от перемножения количества пикселей по вертикали и горизонтали, соответственно. В сопроводительных инструкциях указывается это число, выраженное в мегапикселях.

Многим знакома эта характеристика — так характеризуются свойства видеокамеры в мобильном телефоне.

Расстояние до объекта

Фокусное расстояние до объекта

На рис.

1 (в начале статьи) показано, что объекты «1» и «2», находящиеся под одним и тем же углом обзора, на матрице отображаются одинаково, количество задействованных пикселей на восприятие обоих объектов, равно.

Иными словами, количество информации приходит разное, но ближе расположенный объект, обладает меньшим объёмом данных — его детализация получается чётче, мелкие детали не «смазываются», не сливаются друг с другом.

Для того чтобы увеличить разрешение, детализацию объекта, необходимо приблизить объект «2» к объективу. Осуществляется это изменением фокусного расстояния, то есть, камера «наезжает» на объект. Но это применимо только для видеокамер, имеющих объективы с изменяемым фокусным расстоянием («плавающий» объектив).

Возможно оснащение приёмного устройства специальным программным обеспечением, позволяющим обрабатывать полученный цифровой сигнал, с целью увеличения детализации наблюдаемого объекта. Но это повлечёт к значительному удорожанию системы видеонаблюдения.

Примеры зависимости чёткости картинки от фокусного расстояния объектива, угла обзора и расстояния до объекта приведены в таблице:

Фокусное расстояние объектива, мм Горизонтальный угол обзора для матрицы = 1/3”, линейные градусы Возможность обнаружения человека, метры (данные ориентировочные) Возможность идентификации человека, метры(данные ориентировочные) Возможность определения номера автомобиля, метры(данные ориентировочные) 2,8 86 19 1,4 — 3,6 72 25 1,8 — 4,0 67 28 2 5 8,0 36 56 4 5 12,0 25 84 6 8 25,0 12 175 12,5 16 50,0 6 350 25 33 80,0 3,3 560 40 53 120,0 2,1 840 60 80

Примечание: человек с нормальным зрением охватывает около 34…38 градусов в горизонтальной плоскости. Это соответствует примерно 6,9 мм среднего фокусного расстояния с матрицей = 1/3”. Камеры с объективами менее 7 мм (короткофокусные) будут оптически удалять объект; при объективах свыше 7 мм (средне- и длиннофокусные) происходит визуальное приближение объекта.

При расчётах дистанций, за основу принимаются европейские нормы:

• 20 пикселей/метр — норма для разрешения при обнаружении объекта в поле обзора;
• 100 пикселей/метр — показатель, применяемый при распознавании объекта;
• 250 пикселей/метр — разрешение при идентификации;

В тексте приведены определяющие факторы, отвечающие за угол обзора видеокамеры.

Но в процессе эксплуатации возникают такие факторы, влияющие на показатели прибора:

• нарушение работоспособности объектива, в случае изготовления оптической составляющей из полимерного материала (помутнение объектива);
• некачественное закрепление корпуса к опорной конструкции (дрожание от порывов ветра или других воздействий);
• утрата своих свойств смазочной составляющей в конструкции видеокамеры (сложность перемещения самой камеры или объектива);
• электронные помехи, влияющие на передаваемый сигнал, а также другие различные факторы;

Кроме теоретических расчётов по углу обзора, важными факторами являются:

• точка установки, должна обеспечить максимальный обзор в вертикальной и горизонтальной плоскостях;
• защищенность от воздействия климатических или каких-либо механических воздействий;
• доступность, при совершении профилактических работ по поднастройке видеокамеры и профилактическому обслуживанию;

Каждый объект требует индивидуального подхода при определении угла обзора, чёткости картинки на мониторе. Всё это определяется при постановке задач по определению параметров наблюдаемой территории и рассчитывается специалистами.

0,00, (оценок: 0)Загрузка…

Что такое 3D DNR , DWDR и BLC

В данной статье мы расшифруем, что означают магические буквы 3D DNR , DWDR и BLC в характеристиках многих камер наблюдения.

1.Начнем с 3D DNR. 

В переводе с анлийского 3D adaptive Noise Reduction Filter.

Функция 3DNR (3D-DNR) предназначена для уменьшения искажений до приемлемого уровня или их полного устранения.

В ходе эксплуатации камер внутреннего или наружного видеонаблюдения возникают помехи, которые снижают качество изображения. Вследствие этого какие-то детали могут остаться незамеченными. Особенно это касается объектов с усиленным режимом охраны и мест с большим количеством техники, создающей помехи.

Помимо стороннего оборудования (станков, электроприборов, кабелей, антенн и т. д.), помехи и искажения вызываются и самой камерой, в которой происходит постоянное течение электрического тока.

В зависимости от вызывающих их причин помехи бывают нескольких видов:

• Импульсные, которые визуально отображаются в виде точек белого цвета. Их можно представить в виде одной дельта-функции. Помехи в виде пятен белого или серого цвета. Представляют собой 2 дельта-функции.
• Гауссовы шумы, вызывающие снижение четкости картинки, изменение цветности. Обычно причина их появления связана с токами внутри самой видеокамеры.

Преимущества 3D DNR

Следует отметить, что, очищая изображение от шумов, можно его испортить. Процедура очистки может исказить цветопередачу или привести к размытию изображения. Однако правильное применение технологии 3D DNR дает немалые выгоды.

Во-первых, она обеспечивает более чистый сигнал, что позволяет при его сжатии экономить дисковое пространство.

Кроме того, камеры, оснащенные технологией 3D DNR, дают более резкое изображение, что облегчает идентификацию тех, кто попал в кадр.

Наконец, технология 3D DNR повышает эффективность обнаружения движения в системе видеонаблюдения — детектор лучше отличает истинное движение от помех, особенно при низкой освещенности.

2.DWDR

В переводе с английского DWDR (Digital Wide Dynamic Range, расширенный динамический диапазон с цифровой обработкой сигнала) — технология, которая позволяет получить качественное изображение одновременно ярких и тёмных участков кадра.

Дело в том, что количество градаций серого (полутонов), которые может передать видеокамера, составляет лишь часть полного спектра, от чисто белого до чисто чёрного цвета.

И если в кадре одновременно присутствуют яркие и тёмные участки (например, яркое небо в солнечный день и объект в тени), то видеокамера вынуждена рассчитывать экспозицию, пытаясь охватить максимум градаций яркости.

В результате, яркие объекты оказываются темнее (ближе к серому), а тёмные — светлее (тоже ближе к серому). Таким образом, теряется контрастность изображения.

Технология расширения динамического диапазона как раз и позволяет передать все градации серого во всех участках кадра с максимальной достоверностью, сохранив контрастность, но при этом происходит потеря детализации.

Для сохранения детализации (чёткости) применяется цифровая обработка, что в совокупности и составляет технологию Digital Wide Dynamic Range.

Способность камеры применять специальные средства – цифровую обработку исходящего сигнала, для расширения динамического диапазона, называют функцией DWDR.

Разница между DWDR и WDR

DWDR и WDR фактически выполняют одну и ту-же функцию. Они реализуют расширение динамического диапазона, но радикально отличаются принципом действия:

WDR – использует аппаратные средства для реализации расширения динамического диапазона – цифровой сигнальный цветной сопроцессор.

Эта функция более качественно и быстро обрабатывает поступающую со светочувствительной матрицы информацию. Распознает объекты, которые расположены в местах проблемных для съемки.

Однако, модели видеокамер где реализована эта технология значительно дороже сопоставимых по качеству изображения изделий с функцией DWDR;

DWDR – применяет программные алгоритмы обработки видео. Это дает вполне удовлетворительный уровень распознания объекта в темноте, но довольно посредственное качество распознания засвеченных участков.

3. BLC

BLC( от англ. Back Light Compensation) – технология компенсации задней засветки или компенсация заднего света. Данная функция может включаться на камерах как вручную, так и автоматически.

Во включенном режиме, микропроцессор будет выравнивать (сглаживать) освещенность по всему полю зрения камеры. Часто применяется на объектах с ярким задним фоном.

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.

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.

Обзор камеры для наружных систем видеонаблюдения Avigard AVG-247HD

Маркировка самой новой линейки видеокамер Avigard включает в себя индекс HD, который явно дает понять о поддержке высокого разрешения видеосъемки.  700 телевизионных линий по горизонтали – именно это «потолок» на сегодняшний день для аналоговых систем видеонаблюдения.

В литературе или на различных Интернет-ресурсах можно встреть также общую маркировку формата 960H – это говорит о том, что камера поддерживает разрешение 976 (по горизонтали) на 582 (по вертикали) эффективных пикселей.

Оба эти разрешения означают примерно одно и то же и могут использоваться равноценно.

Одной из моделей, воплотившей в себе все прелести высокого разрешения и расширенной функциональности является камера Avigard AVG-247HD. Устройство относится к классу наружных видеокамер, обладает небольшими габаритами и пыле-, влагозащищенным корпусом.

В комплект поставки AVG-247HD входит сама камера, погодозащитный козырёк, инструкция по установке с перечислением функционала и технических характеристик, стандартный монтажный комплект из дюбелей и шурупов.

Корпус камеры выполнен из металла и окрашен в стильный молочно-белый цвет. Камера имеет частично разборную конструкцию, состоящую из отвинчивающегося сегмента, под которым прячется объектив и модуль платы подсветки.

Резьба модуля имеет резиновую прокладку, обеспечивающую защиту от попадания влаги или пыли внутрь аппаратной части. Камера поставляется совместно с кронштейном, в котором предусмотрен кабель-канал.

Кронштейн имеет габариты сопоставимые с размером корпуса видеокамеры и имеет несколько степеней регулировки. Так, после установки устройства, камеру можно вращать по вертикали, горизонтали и вращать относительно центральной оси.

Все регулировочные узлы закреплены с помощью болтов, без отвертки изменить положение не получится. Ни корпус камеры, ни кабели питания/сигнала не оснащены органами управления – в AVG-247HD отсутствует OSD-меню, основные функции вшиты в процессор видеокамеры.

Разрешение видеокамеры составляет полноценные 700 телевизионных линий, она базируется на 1/3″ матрице SONY EXview HAD CCD II (ICX673AKA) и 76-пиновом процессоре EOS RJ-8. По умолчанию процессор оснащен множеством современных функций, повышающих качество видеозаписи при неблагоприятных условиях видеосъемки, но какие именно технологии здесь присутствуют – мы узнаем позже.

Для трансляции и записи видеосигнала формата 960H подойдёт не любой видеорегистратор – для этого понадобится совместимое устройство, такое, например, как Avigard AVG404HFS-Е. Если вы хотите воспользоваться стандартным видеорегистратором формата D1 или CIF – сигнал от камеры запишется в соответствующих разрешениях.

Итак, второй по важности характеристикой любой видеокамеры является объектив. Здесь установлен фиксированный, 3.6-миллиметровый широкоугольный объектив, угол обзора которого равняется приблизительно 88°.

К сожалению, изменить фокусное расстояние не получится – камера рассчитана исключительно на общий обзор, который в основном и требуется для наружных систем видеонаблюдения.

Объектив, установленный в камере очень качественный, выполненный по новой технологии, которая помогает избегать появления искажений по краям изображения.

Класс видеокамер для наружного применения предусматривает наличие инфракрасной подсветки и AVG247HD не стала исключением – здесь установлено 26 мощных светодиодов, рассчитанных на  дальность действия 20 м. Присутствие какого-либо источника освещения для видеосъемки необязательно, камера может снимать в абсолютной темноте, при 0 люкс.

Камера автоматически переходит в черно-белый режим видеосъемки при недостатке освещения (1 лк) и активизируется режим «Ночь». Когда уровень освещения поднимается до достаточного уровня, камера активирует режим «День» и возобновляется съемка в цветном режиме. Помогает определить уровень освещенности датчик, расположенный на модуле светодиодной подсветки.

Из стандартных технологий, представленных в данной модели нужно выделить автоматическое усиление сигнала (AGC – Automatic Gain Control), позволяющее увеличить качество картинки в условиях низкой освещенности.

Компенсация задней засветки (BLC – Backlight Compensation) – технология, подавляющая избыточную яркость источника освещения, приводя к оптимальному значению показатели яркости и контрастности на разных участках кадра.

Двумерное шумоподавление (2-DNR) позволит минимизировать цветовые артефакты при недостаточных условиях освещения в цветном режиме видеосъемки. Функция будет особенно актуальна при сумеречном свете в утреннее или вечернее время суток.

Расширенный динамический диапазон (WDR – Wide Dynamic Range) улучшает значения света/полутеней при недостаточном освещении, за счет чего повышается яркость и четкость на всех участках кадра.

Работа всех перечисленных функций осуществляется в автоматическом режиме, оптимальные значения характеристик выставлены на заводе при производстве видеокамеры.

Габариты корпуса видеокамеры, как уже упоминалось ранее, невелики – длина вместе с установленным кронштейном составляет 160 мм, а ширина – всего 69 мм. Вес составляет приблизительно 300 грамм.

Камера питается от источника постоянного тока напряжением 12 В, потребляемый ток – приблизительно 260 мА.

Температурный диапазон, в котором камера показывает оптимальные результаты составляет от -10°С до 50°С, при снижении активности работы или дезактивации, камера легко выдерживает отрицательную температуру до -20°С.

Ориентировочная стоимость модели Avigard AVG-247HD составляет 583 гривны, это более чем демократичная цена для камеры такого класса. За данную сумму, вы получаете устройство полностью готовое к работе уже из коробки – остаётся только подключить камеру к источнику питания и приема сигнала – блоку питания и видеорегистратору/монитору.

Благодаря универсальности модели, ее можно устанавливать на объектах любой сложности с самыми специфическими условиями эксплуатации. Небольшие габариты видеокамеры дают возможность монтировать устройство непосредственно внутри помещения, причем не только в офисе или квартире, но и в цехах на производстве или в других помещениях с экстремальным климатом.

Если вы хотите купить видеокамеру Avigard AVG-247HD с доставкой по Киеву или любому другому городу Украины – обращайтесь по телефонам (044) 362-03-31, (050) 822-27-22, (096) 999-06-42, (093) 642-56-61 и наши менеджеры помогут вам сделать заказ, а также ответят на все вопросы по работе оборудования.

AHD-камеры видеонаблюдения – особенности и отличия

После того как современная электроника стала базироваться на цифровых технологиях многие предрекали полный закат аналоговой техники и уход её с рынка.

Но эти заявления были несколько преждевременными. Во многих отраслях техники аналоговые приборы продолжают занимать достойное место.

AHD-камеры прекрасно зарекомендовали себя в системах промышленного и бытового видеонаблюдения.

Что такое AHD-видеокамеры

AHD-камера или аналоговая камера высокого разрешения, разработанная с учетом самых инновационных технологий. Это видеоустройство обеспечивает передачу изображения с разрешением до 1080р, аудио сигнала и сигналов управления на расстояние до 500 метров по стандартному коаксиальному кабелю типа РК-75.При этом обеспечивается высокая помехозащищённость транслируемого сигнала.

Обычно такие матрицы отличаются более высоким уровнем шумов по сравнению с ПЗС матрицами, но современные ACS-технологии позволили заметно снизить шумы от дискретных элементов.

Сигнал с матрицы в цифровом виде поступает на процессор обработки изображений (ISP), где разделяется наяркостную и цветовую составляющие, каждая из которых обрабатывается по отдельному алгоритму.

В процессоре используется система шумоподавления с поддержкой широкого динамического диапазона WDR, что позволяет получить на выходе высокое качество изображения при разных уровнях освещённости.

В процессе обработки ISP-модуль выполняет следующие функции:

• Почти полное устранение шума
• Коррекция динамического диапазона
• Удаление засветок изображения
• Регулировка чувствительности
• Обработка сигналов управления камерой

С выхода процессора высококачественный цифровой сигнал подаётся на вход  преобразователя (ЦАП), где он конвертируется в аналоговый сигнал, который практически без потерь транслируется по коаксиальному кабелю на большое расстояние.

Этот инфракрасный фильтр с помощью механического привода перекрывает объектив, препятствуя попаданию избыточного инфракрасного излучения. В дневное время такое излучение может искажать цвет, нарушать контрастность и вызывать размытие картинки. Ночью фильтр убирается, чтобы объект, подсвеченный инфракрасной подсветкой, не выглядел тёмным пятном.

Самое главное отличие AHD-камер высокого разрешения от цифровых камер наблюдения заключается в отсутствии компрессии сигнала. То есть сжатия видеосигнала не происходит. Это позволяет избежать эффекта «подтормаживания» и «зависания» изображения, который свойственен IP-камерам.

Применение новейших аналоговых камер

AHD камеры видеонаблюдения  могут быть использованы в любых системах безопасности поскольку они выпускаются как для внутреннего применения так и для наружной установки.

По разрешающей способности аналоговые HD-камеры делятся на три типа:

Видеокамеры первого типа обеспечивают разрешение 960Н, что не соответствует формату HD, поэтому в данном классе устройств они находятся условно.

Камеры AHD-М имеют разрешение 720р (1280 Х 720), а камеры AHD-H относятся к устройствам высокого класса с разрешением 1920 Х 1080.

Несмотря на качество  изображения и другие высокие  характеристики стоимость AHDкамер высокого разрешения лишь не намного превышает стоимость бюджетных камер для видеонаблюдения.

Виды камер

По конструктивному исполнению AHD-камеры делятся на следующие виды:

• Миниатюрные
• Купольные
• Корпусные
• PTZ камеры

Миниатюрные камеры высокого разрешения обычно используются для организации видеонаблюдения в квартирах и частных домах. Компактный размер камер позволяет им вписаться в любой интерьер и не слишком бросаться в глаза.

Купольные камеры представляют собой модуль, предназначенный для установки на потолке. Сама камера скрыта за тонированной полусферой, поэтому визуально определить, в какую сторону сориентирован объектив практически невозможно. Такие устройства находят широкое применение в офисных системах безопасности.

Корпусные камеры имеют прямоугольный металлический корпус. Они могут монтироваться на стенах и потолках торговых и производственных помещений.

Камеры этого типа часто оборудуются длиннофокусными или широкоугольными объективами, которые позволяют получить необходимую картинку.

Корпусные камеры устанавливаются на рабочих местах кассиров торговых учреждений или в офисах банков. Они позволяют контролировать и проверять все финансовые операции.

PTZ-камеры используются для уличного наблюдения. Они комплектуются поворотным механизмом, который позволяет в автоматическом или ручном режиме управлять зоной обзора видеокамеры.

С помощью управляющих сигналов можно настраивать трансфокатор, изменяя фокус объектива и, при необходимости приближать или отдалять изображение.

Камеры видеонаблюдения уличные, выполненные по AHD технологии позволяют передавать сигналы телеуправления по тому же коаксиальному кабелю, что и видеосигнал. Это позволяет избежать прокладки дополнительных линий, что снижает затраты на организацию видеонаблюдения.

Выбор AHDкамеры по основным параметрам

Аналоговые камеры для видеонаблюдения имеют ряд характеристик, по которым осуществляется их выбор.

Это следующие параметры:

• Разрешение
• Фокусное расстояние
• Чувствительность
• Отношение сигнал/шум
• Дополнительные возможности
• Вариант исполнения

Камеры AHD выпускаются двух типов, оба из которых предусматривают высокое качество изображения. Поэтому выбор камеры по разрешению затруднения не представляет. Угол обзора камеры наблюдения определяется фокусным расстоянием объектива.

Чем меньше фокусное расстояние (ФР), тем больше угол обзора и наоборот.

• ФР – 2,5 мм – угол обзора 1200 – оптимальное расстояние распознавания 2 метра
• ФР – 4,0 мм – угол обзора 650 – оптимальное расстояние распознавания 4 метра
• ФР – 12,0 – угол обзора 250 – оптимальное расстояние распознавания 12 метров

Так для обзора помещения большой площади, где не требуется высокая детализация изображения, следует выбирать камеру с небольшим фокусным расстоянием. Для жилых помещений самым оптимальным вариантом будет установка камеры с фокусным расстоянием 3,4-3,6 и углом обзора около 900.

Чувствительность таких видеокамер определяет тот уровень освещённости, при котором возможно получение нормального и разборчивого изображения. Величина чувствительности измеряется в люксах (лк).

Если видеокамера будет использоваться в дневное и ночное время, она должна иметь чувствительность не менее 0,01 лк, так как этот уровень соответствует освещённости объектов в безлунную ночь.

Все современные камеры для видеонаблюдения имеют автоматическую регулировку чувствительности, поэтому камера с 0,01 люкс одинаково хорошо покажет и ночную картинку, и изображение при ярком солнечном освещении.

Такое параметр как соотношение сигнал/шум далеко не всегда указывается в технической документации на видеокамеру. Этот параметр измеряется в децибелах (дБ). У хорошей AHD видеокамеры он должен быть не менее 45-48 дБ.

К дополнительным возможностям видеокамер можно отнести наличие ночной инфракрасной подсветки и встроенного микрофона. Для обеспечения работы камеры видеонаблюдения в условиях плохой освещённости она оборудуется инфракрасной подсветкой на светодиодах.

Они обеспечивают получение зоны отчётливой видимости в ночное время на расстоянии 6-12 метров от объектива. Переключение режимов день/ночь осуществляется автоматически.

Встроенный высокочувствительный микрофон используется в тех случаях, когда кроме просмотра изображения требуется прослушивание контролируемого помещения.

Заключение

Появление в структуре систем видеонаблюдения с AHD позволило при невысоких затратах организовывать эффективные системы безопасности.

  Стоимость таких устройств намного ниже, чем у цифровых камер, а по своим техническим характеристикам они могут даже превышать цифровые приборы.

Простота подключения и отсутствие сложных настроек ставят AHD-камеры на первую строчку рейтинга в сфере видеонаблюдения.

Похожие записи:

На что влияет диафрагма фотоаппарата, как выбрать фокусное расстояние, что такое зум фотокамеры

Проводные, беспроводные и автономные видеокамеры скрытого наблюдения в квартире, доме или офисе

Как выбрать и подключить автомобильную видеокамеру переднего или заднего обзора