Как выбрать камеру видеонаблюдения по завуалированным характеристикам
Все мы умеем выбирать камеру, но не все умеем делать это правильно. В то время как сеть завалена обзорами на любую технику, исчезающее мало становится материалов, в которых действительно грамотно раскрываются возможности устройств.
Оптические приборы в этом отношении пострадали больше всего. Каждый человек знает про мегапиксели и разрешение, но когда речь заходит о более тонких материях, начинает «плавать». Если вы задумываетесь о покупке камеры (и не являетесь экспертом в этой области), полезно будет разобраться, что на самом деле означают непонятные аббревиатуры в характеристиках. Разобраться – это значит не только прочитать описание.
Про очевидное
Если начать гуглить «по каким характеристикам выбрать камеру видеонаблюдения», удастся познакомиться с удивительным миром интернета нулевых. Там, где еще обитают черно-белые камеры, аналоговые камеры, важность светочувствительности в люксах. Некоторые характеристики накладываются друг на друга (и взаимно аннигилируют) – не стоит об этом забывать.
Поэтому мы сосредоточимся на современных IP-камерах, поддерживающих облачный сервис Ivideon, и не будем касаться очевидных характеристик. Скорее всего, вы понимаете разницу между разрешением 1080р и720р, диагональным и горизонтальным углами обзора, а также знаете об инфракрасной светодиодной подсветке.
Однако часто в описании камер можно встретить аббревиатуры: 3DNR, AWB, AGC, WDR и другие. Что это такое и почему нельзя ориентироваться только на мегапиксели, разрешение и угол обзора? Важно ли вообще понимать все характеристики или достаточно один раз посмотреть пример видеозаписи выбранной камеры?
WDR (Wide Dynamic Range)
WDR (Wide Dynamic Range) – широкий динамический диапазон. Эта технология позволяет получать высокое качество изображения при любом перепаде уровней освещенности.
Динамический диапазон – это параметр камеры, характеризующий ее способность передать в изображении каждого кадра очень яркие и очень темные элементы сцены. Величину динамического диапазона обозначают в децибелах (дБ).
Динамический диапазон (ДД) реального участка территории обычно значительно превышает собственный ДД камеры, который в большинстве случаев находится на уровне 52−60 дБ: безоблачный солнечный день на улице – это 180 дБ, а хорошо освещенное помещение – от 126 дБ до 140 дБ.
Один из способов устранить этот недостаток – использовать математический алгоритм обработки каждого кадра изображения, в результате чего удается перераспределить яркость таким образом, чтобы весь кадр стал информационно насыщенным. Такая технология получила название Wide Dynamic Range, хотя на самом деле ничего общего с динамическим диапазоном она не имеет.
Камера без WDR не способна дать четкое изображение находящихся в тени объектов там, где есть как очень светлые, так и затененные участки или же свет падает сзади, например, если человек стоит на фоне ярко освещенного окна.
Типичные ситуации, когда сложно обойтись без WDR:
BLC (Back Light Compensation)
Back Light Compensation – компенсация встречной засветки. Технология позволяет скомпенсировать ярко освещенный задний план для хорошей проработки объектов, расположенных на переднем плане. Из-за BLC теряется информация в ярко освещенных участках сцены, зато объекты на переднем плане становятся хорошо проработанными.
При BLC микропроцессор выравнивает (сглаживает) освещенность по всему полю зрения камеры. Большинство камер сегодня имеют поддержку BLC, но она не идет ни в какое сравнение с возможностями Wide Dynamic Range. В лучшем случае BLC помогает сбалансировать условия освещения, чтобы выяснить, что находится на переднем плане изображения, однако фон остается размытым.
3DNR (3-Dimensional Noise Reduction)
3-Dimensional Noise Reduction (3DNR) – трехмерное шумоподавление. Технология 3DNR подавляет в изображении шумы, проявляющиеся при слабом освещении в условиях, когда в кадре присутствуют быстро двигающиеся объекты. 3DNR анализирует различия между последовательными кадрами видеоизображения и подавляет шумы с помощью перемешивания данных на кадре.
К недостаткам алгоритма можно отнести дополнительные дефекты и смазывания, проявляющиеся при движении в кадре. Однако, если режим шумоподавления включается только для отдельных кадров, то итоговое изображение получается и не шумным, и качественным.
AWB (Auto White Balance)
AWB – автоматический баланс белого цвета. Функция компенсирует искажения цветов, вызванные разными источниками освещения (солнечный свет, лампа накаливания или флуоресцентный свет), отсекая ненужный спектр света. При этом камера устанавливает температуру изображения цвета таким образом, чтобы получившиеся цвета на изображении имели те же оттенки и выглядели в точности так же, как происходит их восприятие невооруженным глазом.
Существует несколько различных алгоритмов AWB, но большинство из них подразделяются на две категории. Глобальные алгоритмы используют все пиксели изображения для оценки цветовой температуры. Локальные алгоритмы используют только подмножество пикселей на основе предопределенных правил отбора для этой задачи. Существуют также гибридные алгоритмы, которые выбирают лучший алгоритм на основе содержимого изображения.
AGC (Automatic Gain Control)
AGC – автоматическая регулировка усиления сигнала. Технология предназначена для улучшения качества изображения при недостаточном или чрезмерном освещении.
AGC начинает работать, когда освещенность на объекте имеет низкий уровень, а полностью открытая диафрагма не в состоянии компенсировать недостаток освещенности. Камера автоматически усилит видеосигнал, полученный в условиях более низкой освещенности, чтобы оптимизировать четкость изображения на плохо освещенной сцене. Однако чем больше будет усиливаться сигнал, тем выше будет и уровень помех на экране.
ROI (Region Of Interest)
Region Of Interest – область интереса. Технология позволяет устанавливать повышенное качество изображения в выделенных областях, выбранных на экране. Выделенная на кадре область записывается с максимальным качеством, остальная часть изображения записывается с меньшим разрешением. Использование данной функции значительно снижает трафик и место, занимаемое под архив.
Smart IR
ИК-подсветка засвечивает лицо, затрудняя опознание, когда человек близко подходит к камере. Smart IR – это технология, которая позволяет регулировать интенсивность ИК светодиодов камеры для компенсации расстояния до объекта. При съемке в темноте адаптивная ИК подсветка Smart IR автоматически регулирует мощность излучения в зависимости от расстояния до наблюдаемого объекта в кадре, позволяя получить изображение без пересвеченных областей.
HLC (High Light Compensation)
Реализации технологии HLC в камерах Hikvision
High light compensation — компенсация яркой засветки. В автоматическом режиме отслеживается точка яркой засветки и делается повторный кадр с игнорированием данных от ячеек матрицы в этом месте. HLC применяется для устранения отрицательного влияния на работу камеры ярких источник света попадающих в объектив. Наиболее часто этот режим используется при борьбе со светом автомобильных фар. Кроме того, HLC помогает устранить хоть небольшую, но заметную засветку вокруг уличных фонарей.
Заключение
На видео выше представлены записи с двух камер видеонаблюдения (Hikvision и Nobelic), у которых технические характеристики практически идентичны. Как видите, запись камеры ведут по-разному. Нельзя однозначно сказать, что какой-то поток видеоданных получился хуже другого. Тем не менее, разница видна невооруженным взглядом. На каком решении остановить свой выбор – зависит только от ваших потребностей, личного мнения и соотношений по другим параметрам (например, по цене).
Какое изображение лучше?
Мы перечислили далеко не все дополнительные возможности камер, но разобрали те моменты, которые вызывают больше всего вопросов у наших пользователей. Есть вы хотите улучшить свои знания в теории, есть множество разных источников – например книга А. Гонта «Практическое пособие по видеонаблюдению». Однако одной лишь теории не хватит, чтобы выбрать камеру видеонаблюдения. Всегда смотрите примеры видео!
Какая разница между WDR и D-WDR? BLC и D-WDR это одно и то же? Как разобраться?
Эти три функции имеют одно общее назначение – улучшить изображение способом осветления темных областей. Но в чем конкретно их разница?
По порядку от простого к наилучшему:
– объект наблюдения становиться темным и неразборчивым при ярком фоновом свете
BLC (компенсация засветки)
– повышение уровня экспозиции для всего изображения
– объект наблюдения становиться светлее и четче
– передержка в ярко освещенных участках, (яркие зоны становятся еще светлее)
Цифровой D-WDR (программный WDR)
– регулируется гамма Y – значение для осветления темных зон
– хорошее качество картинки
– картинка может быть немного размыта
Настоящий WDR (аппаратный WDR, сенсор)
– объединяет длинные и короткие экспозиции в одном кадре
– наилучшее качество изображения
– может иметь незначительные проблемы воспроизведения цвета
В отличии от настоящего WDR – цифровой WDR (D-WDR) – является программным методом, оптимизирующим четкость картинки посредством регулировки гамма значений, для осветления только темных областей. Уровень D-WDR, как правило, не так тщательно отрегулирован в целях сведения к минимуму возможного снижения качества изображения, то есть изображение часто размывается. С WDR же можно создавать изображения с чрезвычайно широким динамическим диапазоном. Датчик может захватить несколько изображений с короткой и длинной экспозицией, а затем объединить их в одном кадре. WDR может регулироваться с помощью трех заданных уровней в соответствии с условиями освещения. Правильная калибровка уровня WDR играет важную роль.
При установке видеонаблюдения, необходимо учитывать множество нюансов, одним из важнейших факторов являются источники света и общая освещенность объекта наблюдения. В случае если объектив камеры, будет направлен против света, будет происходить засветка объектов, находящихся в кадре. Иными словами, вы утратите возможность отчётливо рассмотреть все детали происходящего на записи. Именно для того, чтобы избежать данного эффекта, была разработана функция BLC.
BLC (Back Light Compensation) – это функция камеры видеонаблюдения, которая позволяет компенсировать излишки освещения на объекте видеонаблюдения. Функция имеет как автоматический, так и ручной режим работы. Ручной режим работы позволяет выделить зоны по которым будет вестись обработка.
Как происходит засветка?
Причина засветки кадра кроется в светочувствительности матрицы. Дело в том, что матрица может воспринимать ограниченное количество света. В случае, если света оказывается слишком много, на изображении появляется светлое пятно. К примеру, если расположить яркий источник света, прямо за спиной человека и попробовать запечатлеть его на видео, то матрица камеры перегрузится на столько, что все остальные объекты потеряют четкость и окажутся в тени.
В случае с охранной системой видеонаблюдения, это может привести к тому, что вы не сможете рассмотреть номера автомобилей, лица людей и других мелких объектов.
Технологии BLC позволила частично избавиться от этих проблем. Ее возможно встретить и в видеокамерах для пользовательской съемки, и даже в мобильных телефонах.
Как работает BLC?
Работа функции BLC основана на настройках максимального уровня освещения. В случае максимальный уровень превышен на отдельных участках изображения, оно искусственно снижается. При просмотре видео на мониторе компьютера, вы увидите уже обработанный вариант кара.
Часто функция BLC используется в тандеме с автоматическим затвором, который периодически закрывается, тем самым отсекая источник света от чувствительной матрицы, что приводит к снижению вероятности засвечивания.
КАРТИНКА
Функция BLC – безусловно полезна при ведении видеонаблюдения в условиях неравномерного освещения объекта, которые могут быть вызваны как природными, так и иными факторами.
Освещённость кадра играет большую роль в формировании итогового качества видеоряда. Сложные условия освещения влияют на целостность итоговой «картинки» при видеонаблюдении. Иногда из-за перепадов освещения какие-то части кадра могут быть излишне тёмные, а другие – настолько яркие, что на них невозможно рассмотреть детали.
Решаются проблемы освещённости в современных камерах видеонаблюдения с помощью трёх технологий:
На сегодняшний день каждая из упомянутых технологий активно используется в системах видеонаблюдения, но методы корректировки качества изображения у них разные. Главное помнить, что каждый случай индивидуален, и там, где одна технология справится «на ура», другая не покажет желаемого результата, и наоборот.
Компенсация встречной засветки (BLC), если говорить понятным языком, занимается осветлением кадра. Технология настраивает и автоматически оптимизирует экспозицию всего изображения. Однако работает она на всей плоскости изображения, поэтому на слишком освещённых областях возможны пересветы – они становятся практически белыми. Компенсация яркой засветки (HLC) – эта технология предназначена для корректировки качества изображения и устранения пересветов, которые образуются под влиянием света прожекторов, фар или других направленных источников освещения.
Широкий динамический диапазон (WDR) подразделяется на два вида: Digital WDR и True WDR. Для корректировки качества изображений в сложных условиях освещения Digital WDR осветляет тёмные участки кадра на программном уровне, а вот True WDR – объединяет кадры с разной экспозицией.
Наиболее универсальной и распространённой технологией из перечисленных является WDR. Однако не стоит забывать, что в частных случаях HLC и BLC могут оказаться эффективнее. Выбор камеры в любом случае требует индивидуального подхода.
Что такое WDR, BLC и HLC в камерах видеонаблюдения?
Различные технологии в камерах видеонаблюдения направлены на то, чтобы повысить качество изображения. Но довольно часто случаются ситуации, когда процессы цифровой обработки сигнала не просто не являются необходимыми, но и могут испортить изображение в конкретных условиях эксплуатации. Это способствует тому, что нужно определиться, какой процесс обеспечивают конкретные технологии в камерах видеонаблюдения, а также их актуальность в конкретных условиях эксплуатации. Рассмотрим с вами, что такое WDR, BLC и HLC в камерах видеонаблюдения.
Компенсация яркой засветки HLC
Это популярная технология, которая у некоторых производителей может иметь другое название, но ее суть остается неизменной. Каждый знает, что во время работы камера проводит обработки определенного уровня освещенности. Меняется исключительно значение выдержки электронного затвора или осуществляется при управлении диафрагмой объектива. В случае, когда в области зрения камеры расположены слишком яркие объекты, они будут влиять на эту обработку и настройку затвора, либо диафрагмы по средней яркости.
Это приведет к тому, что невозможно будет различить детали на темных участках. При исключении яркого участка, тогда темные тона будут более различимыми. Именно это и делает функция яркой засветки – затемненный участок становится видным. Одно из наиболее подходящих ситуациях, когда нужна компенсация яркой засветки – это ситуации, когда засвечены номера авто фарами этого же транспорта.
Очевидно, что функция HLC – эффективное решение, которое позволяет сделать картинку более яркой и качественной. Но в ситуациях, когда устанавливается система видеонаблюдения в холле зданий с входом из стекла, оптимально будет использовать функцию WDR или BLC, чем HLC. В противном случае не вы не будете видеть улицу – там обычно светлей и компенсация украсит изображение улицы серым цветом. Хотя есть наличие регулировки компенсации, но это не позволит полностью решить ситуацию.
Компенсация задней подсветки BLC
Технология BLC предназначается для компенсации или выравнивания встречной засветки, компенсируя яркость изображение во время проведения видеосъемки в случае засвеченного заднего фона. Обычно это приводит к низкому качеству объектов, расположенных на переднем плане. Данная технология способна выровнять яркость к нужным параметрам, сохранив необходимые показатели на всем участке видео. Функция дает возможность отчетливо увидеть темный объект, который расположен перед слепящим задним фоном. Например, когда человек стоит перед окном. Актуальной будет в ситуациях, когда камера наблюдения наведена на объекты с ярким солнечным освещением или ярким светом фонарей.
Широкий динамический диапазон WDR
Распространенная функция, которая применяется фактически в каждой камере видеонаблюдения. Это связано с тем, что обычно в матрице камеры не хватает динамики, особенно это проявляется в условиях наблюдения за людьми в офисе, аэропорту и других зданиях, имеющих стеклянный вход. Свет с улицы создает сильную засветку, а автоматическая диафрагма и затвор настраиваются по всему полю кадра на средние значения – это приводит к тому, что многие объекты будут невидны.
Для реализации технологии WDR применяется специальная матрица с двойной плотностью и сканированием, чтобы из одного полукадра осуществить два снимка с различной выдержкой. На выходном сигнале складываются два изображения, что дает возможность увидеть на экране детали в темных и светлых участках изображения.
