Что такое wdr в экшн камере

WDR в видеокамере что это?

Что такое WDR

Одной из проблем, присущих системам видеонаблюдения, является неравномерность светового потока в процессе съёмки, вследствие чего в участках кадра с преобладанием более интенсивного потока будет наблюдаться избыточная засветлённость, а те, которым, наоборот, недостало освещённости, станут выглядеть более тёмными. Таким образом, к различным искажениям итоговой картинки приводят как избыточное освещение, так и недостаток показателя освещенности в кадре.

Для решения подобной проблемы была разработана такая технология, как WDR (Wide Dynamic Range – расширенный динамический диапазон), при использовании которой камера осуществляет попеременную съёмку двух и более кадров, имеющих различную выдержку, которые затем совмещаются в один для получения наиболее качественного изображения, в котором будут хорошо видны как светлые, так и тёмные участки.

Виды WDR и его отличие от BLC

В обычной ситуации камера вынуждена фиксировать участки различной освещённости, используя одну и ту же выдержку. При использовании функции WDR сначала задействуется более высокая выдержка для фиксации хорошо освещенных участков, а затем более низкая – для затемнённых, и из совмещения нескольких видов снимаемых областей и формируется финальное изображение.

Аппаратная реализация WDR носит название RealWDR и может обозначаться как DoubleScan при применении двукратного сканирования, либо как QuadroScan – для четырёхкратного. Существует и программная реализация технологии, называемая DWDR или D-WDR (Digital WDR – программный WDR), которая, конечно, не столь эффективна и представляет собой своеобразный фильтр, применяемый к изображениям, наподобие тех, что используются в программе Adobe Photoshop. Данный фильтр приводит к возрастанию яркости на тёмных участках и к уменьшению шумов.

Заметим, что при использовании DWDR наблюдается значительно меньшая детализация изображения, чем для аналогичной съёмки с применением RealWDR, поскольку здесь корректировке подвергается уже полностью сформированное изображение (представленное единичным кадром).

Также не следует путать данную технологию с функцией BLC (Back Light Compensation – компенсация задней подсветки), которая обеспечивает автоматическую настройку камеры, подгоняя параметры съёмки под нужный уровень компенсации воздействия встречного света. По сути, это просто подсветка, которая оказывается полезна в тех случаях, когда наблюдаемый объект освещён ярким светом, направленным сзади (при съёмке человека, заходящего с улицы в помещение; автомобиля, едущего с включёнными фарами, и др.).

В отличие от BLC, технология WDR позволяет добиваться более чёткого изображения за счёт того, что зона применения соответствующего фильтра в ней не ограничивается отдельными участками, а происходит равномерная обработка всего кадра.

Таким образом, можно провести следующую градацию всех технологий, используемых для компенсации эффектов засветки:

Где и когда применяется WDR

Функция WDR может оказаться полезной во многих ситуациях, возникающих при реальных съёмках с использованием систем видеонаблюдения или автомобильных видеорегистраторов.

Ведь исказить кадр способен как избыток внешнего освещения, так и, напротив, недостаточно яркий световой поток. Такое часто наблюдается, например, при видеосъёмках дороги в тёмное время суток, а также когда засвечивание вызвано светом от фар встречных автомобилей.

Настройка и измерение WDR

Камеры, обладающие поддержкой функции WDR, позволяют выполнять настройку её действия в зависимости от степени светового контраста изображения. Некоторые модели камер включают несколько уже предустановленных уровней WDR – высокий, средний и низкий.

Замер уровня WDR производится в децибелах, выражаясь в виде соотношения светимостей между самым засвеченным и самым тусклым объектами съёмки. Производители видеокамер часто завышают реальные показатели уровня WDR в своих устройствах, что продемонстрировано результатами многочисленных тестов. Например, в технических характеристиках может быть заявлен такой показатель WDR, как 100 дБ, тогда как результаты проведённых измерений дают максимальную величину в 76 дБ. Следовательно, при выборе конкретного устройства для видеонаблюдения следует ориентироваться на те модели, которые обещают наибольшие показатели для данного параметра.

Источник

Что такое WDR и как он работает!

WDR (Wide Dynamic Range)

Одним из главных направлений в развитии систем видео наблюдения, наряду с увеличением чувствительности и разрешения матриц, является расширение динамического диапазона.

Динамический диапазон камеры – это охват тех тонов, которые она может распознать между черным и белым. Чем больше динамический диапазон, тем больше этих тонов могут быть записаны и тем больше деталей может быть извлечено из темных и светлых участков снимаемой сцены. Каждый пиксель в изображении представляет один фотодиод на сенсоре камеры. Фотодиоды собирают фотоны света и превращают их в электрический заряд, который затем преобразуется в цифровые данные. Чем больше фотонов, которые собираются, тем больше электрический сигнал и тем ярче будет в изображении пиксель. Если фотодиод не собирает никаких фотонов света, то никакой электрический сигнал не будет создан и пиксель будет черным.

Динамический диапазон камеры может быть описан как соотношение между максимальной (при насыщении пикселя) и минимальной (на уровне погрешности считывания) измеримой интенсивностью света. Наиболее распространённой единицей измерения динамического диапазона цифровых камер является f-ступень, которая описывает разницу в освещённости в степенях числа 2. Контраст 1024:1 в таком случае может быть также описан как динамический диапазон из 10 f-ступеней (поскольку 210 = 1024). В зависимости от применения, каждая f-ступень может быть также описана как «зона» или «eV»

В обычной камере если в кадре одновременно присутствуют участки разной освещенности (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) и темные – светлее (тоже ближе к серому). Таким образом, теряется контрастность изображения. С помощью WDR можно качественно снять, к примеру, лицо человека, даже если свет падает из-за его спины, и обычная камера в этом случае фиксирует лишь темный силуэт.

WDR – что это?

Далее приведен пример включенной функции WDR в камере BSP-BO20-VF-01. В этой модели функция WDR реализована аппаратно. Динамический диапазон данной камеры 100 dB. Регулировка контрастности WDR происходит в web интерфейсе камеры.

Какие типы WDR бывают?

— WDR (Она же RealWDR, она же DoubleScan для двойного сканирования либо QuadroScan для четырехкратного сканирования соответственно) – аппаратная реализация WDR.

Аппаратная реализация: за один кадр матрица делает два сканирования (четыре для QuadroScan) с различной выдержкой. Одно сканирование – с длинной выдержкой, для осветления всех темных участков. Второй скан – короткая выдержка, для корректного отображения пересвеченных участков. Участки суммируются и получается полностью разборчивый кадр.
Программная реализация –не такая эффективная, как аппаратная. DWDR обрабатывает обычное изображение, аналогично программе Adobe Photoshop, увеличивая яркость на темных участках и уменьшая шумы. Темные участки становятся более разборчивы в случае применения реального сжатия (2-3 mbps для мегапиксельного видео) и обычного офисного монитора (имеющего проблемы с отображением всех градаций серого). При среднем и сильном сжатии потока кодек игнорирует малые перепады яркости, и «почти черный» становится черным. А если кодек и пропустил нижнюю градацию – её не пропустит матрица монитора, при содействии потери градаций по причине не оптимальности угла обзора наблюдателя. Поэтому в реальной ситуации при включении DWDR мы видим улучшение детализации на темных участках.

Источник

Что такое широкий динамический диапазон (WDR)?

Преимущества и возможности видеонаблюдения с технологией WDR

Пример использования этой технологии встречается в следующей ситуации. Когда камера направлена ​​на окно, мы можем найти области, в которые попадает больше или меньше света. С обычной камерой без WDR мы увидим очень темную часть изображения, а другую очень яркую, с которой многие детали будут потеряны. Это может быть нарушение безопасности, поскольку можем потерять часть того, что происходит в этой более темной области. Благодаря технологии WDR достигается баланс, и мы видим всю площадь этого окна с равномерным уровнем освещенности без потери деталей.

Эта «антибликовая» функция, на которую мы намекаем, известна как широкий динамический диапазон. Не вдаваясь в технические подробности, WDR объединяет изображения, полученные с помощью двух разных типов экспозиции. Затем он берет эти изображения и объединяет их в одно. В результате получается изображение, практически лишенное каких-либо проблем с освещением.

В чем отличие между True WDR и WDR Digital (DWDR)

Выбирая камеры наблюдения с технологией WDR, мы должны быть осторожны. Помимо типичных различий между брендами и моделями, вы найдете две камеры, которые будут отличаться лишь названием функции TRUE WDR и WDR DIGITAL.

Настоящие WDR используют технику комбинирования различных выдержек, в то время как цифровые WDR работают с использованием техники программной компенсации.

Камеры с истинным WDR захватывают два изображения с разной световой экспозицией и объединяют их в третье изображение, компенсируя интенсивность света для достижения оптимального общего результата освещения. Этот естественный процесс заменен компьютерной компенсацией в цифровых WDR. Здесь создается одно изображение, которое автоматически подвергается цифровой ретуши.

Камеры с истинным WDR снимают 60 кадров в секунду для достижения такого конечного результата. Для этого им требуется большая мощность для обработки изображений. По этой причине камеры True WDR, хотя и более дорогие, дают лучшие результаты.

Это один из вопросов, который нужно задать установщику системы безопасности при проектировании системы видеонаблюдения: какой тип камеры WDR вам предлагают.

Как работает WDR?

Благодаря технологии WDR объектив камеры использует разные скорости затвора, чтобы позволить больше света в одних областях изображения и меньше света в других, более ярких. Воздействие на датчик света, получаемого извне, регулируется для получения скомпенсированного изображения.

Камеры с WDR идеально подходят для различных ситуаций, когда требуется очень качественный мониторинг. Вот несколько примеров:

Камеры WDR могут быть идеальным решением, чтобы избежать нарушений безопасности, которые происходят в областях с плохим освещением. Смешивание темных областей с очень светлыми делает обычные камеры неэффективными. По этой причине необходимо произвести замену оборудования. Это усиливает принцип важности обслуживания видеонаблюдения: если отсутствует поддержка и обновление системы, тогда не будет и 100% безопасности. Во многих местах эти камеры не существуют по той простой причине, что при проектировании они еще не были доступны. Поэтому потребуется специализированное обслуживание для обновления установленного оборудования.

Причины, при которых использование WDR в камерах видеонаблюдения может быть критически важным

Опытные специалисты заранее планируют места для расположения камер, учитывая все факторы, которые способны повлиять на качество изображения.

Конечно же функция WDR не сможет обработать и улучшить изображение, если камера будет направлена на солнце, но может устранить проблемы, возникающие от попадания на объектив камеры отраженных солнечных лучей, которые препятствуют равномерному освещению сцены. Отраженный солнечный свет на изображении вашей камеры — обычное явление. Транспортные средства, водоемы и даже сайдинг на вашем доме — все это примеры некоторых потенциально отражающих поверхностей. Эти вещи, конечно, не вызывают бликов в 100% случаев, но в зависимости от места расположения объекта, времени суток, угла объекта и поворота камеры вам возможно потребуется видеонаблюдение с функцией WDR.

Окна и стеклянные двери

Когда дело касается бликов, это действительно ваш самый большой враг. Установив камеры в помещении, в их поля зрения часто оказываются окна или стеклянные двери: лобби, бутики и офисы — все это примеры. В дневное время камерам без WDR очень трудно интерпретировать изображение вокруг этих оконных стекол. Для них эти области выглядят как большие яркие точки на изображении. В большинстве случаев этого ослепления будет достаточно, чтобы что-либо перед, вокруг или за стеклом было полностью засвечено яркостью бликов. Функция WDR полностью устраняет этот яркий свет и дает вам не только возможность видеть не только то, что находится внутри этих дверей и окон, но и то, что находится за их пределами.

Известно, что люминесцентное освещение может влиять на качество изображения. Вообще говоря, если у вас есть проблема с бликами, вызванными внутренним освещением, обычно достаточно просто отрегулировать угол наклона камеры, под которым она установлена. Для тех из вас, у кого может не быть этой опции или если она просто не решается с помощью этого метода, тогда вам понадобиться функция WDR.

Фары проезжающего автомобиля

Источник

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!

Источник

ravid

Функция WDR (Wide Dynamic Range)

Что такое WDR автомобильных в видеорегистраторах?

Видео, снимаемое даже самым качественным автомобильным регистратором, не лишено некоторых изъянов. Те участки кадра, на которые во время съёмки попал более интенсивный световой поток, будут выглядеть чересчур светлыми. Наоборот, участки кадра с недостаточным освещением могут быть сильно затемнены. Это связано с тем, при одной и той же выдержке камера вынуждена фиксировать и освещённые, и затемнённые участки.

Испортить видео может как излишек интенсивности светового потока, который попадает на матрицу камеры, так и недостаток. Учитывая, что работа автомобильного видеорегистратора осуществляется чаще всего в сложных условиях внешнего освещения, количество некачественных кадров видео должно быть большим.

Справиться с этой проблемой (или хотя бы значительно уменьшить её проявление) помогает имеющаяся в большинстве современных видеорегистрирующих устройств функция WDR. Функция WDR (Wide Dynamic Range – расширенный динамический диапазон) обеспечивает особый режим съёмки, при котором камера одновременно делает два кадра с разной выдержкой.

Какие преимущества даёт подобная технология? Первый кадр видеокамера делает с минимальным временем выдержки, благодаря чему чересчур сильный световой поток не успевает засветить участки картинки. Второй кадр камера делает с максимальной выдержкой и за это время матрица успевает запечатлеть изображение самых затенённых участков.

Таким образом получаются два кадра: один максимально адаптирован для просмотра освещённых предметов, другой позволяет детально рассмотреть чересчур тёмные предметы. Дальше происходит совмещение этих двух кадров в один. Получающийся кадр обладает положительными сторонами каждого из двух исходных и в то же время лишён их недостатков.

Контрастность кадра видео получается сбалансированной на всей площади.

Функция расширенного динамического диапазона WDR способна улучшить видео, снятое в яркий солнечный день при попадании света в объектив камеры. В видеорегистраторах без функции WDR это видео, скорее всего, было бы сильно засвечено и малопригодно для детального изучения.

Ещё одной ситуацией, способной испортить видеокартинку, является съёмка дороги в вечернее или ночное время и ослепление камеры регистратора фарами встречных автомобилей. Обычные видеорегистраторы не способны сделать качественное видео в подобных условиях. Видеорегистраторы, снабжённые функцией WDR, максимально сбалансируют кадры видео и сделают возможным их просмотр.

Неравномерное освещение участков, подлежащих видеосъёмке, не будет помехой для видеорегистраторов с функцией WDR. Видео в таких условиях будет максимально сбалансированным по контрастности, без слишком светлых или чересчур затемнённых участков.

Ещё недавно технологию расширенного динамического диапазона использовали только профессиональные системы видеонаблюдения и автомобильные видеорегистраторы премиум-класса. Сейчас этой функцией снабжаются практически все регистрирующие устройства, включая их недорогие модели.

Некоторые современные автомобильные видеорегистраторы одновременно с функцией WDR используют гамма коррекцию. Такая гамма коррекция улучшает визуальное восприятие исходных кадров с разной выдержкой и получающееся видео выглядит ещё лучше и максимально комфортно для просмотра.

Камера с функцией WDR и без.

Сравнение записи на видео с функцией ВДР и без нее в ночное время суток.

Источник