В современном мире видеокамеры востребованы не только для профессиональной записи, но и для видеонаблюдения за общественными и частными объектами. Качество видеоряда, который записывается и передается на экран монитора, во многом зависит от технических возможностей камеры. Эти параметры камеры — первое, на что следует обратить внимание при выборе оборудования для конкретных нужд. Также важно выбрать камеру, предлагающую полный набор функций, необходимых в практическом применении. Без определенных функций покупка будет бесполезной, а наличие ненужных функций приведет к тому, что покупатель заплатит значительно большую цену.
Улучшение качества изображения при различных уровнях освещенности
- Улучшение функциональности компенсации встречной засветки (BLC);
- Комбинированное использование длинных и коротких экспозиций в одном кадре (WDR) благодаря аппаратной интеграции;
- Программные манипуляции для осветления затемненных участков (D-WDR).
Конечная цель этих инструментов одинакова: повысить качество изображения в условиях недостаточного или чрезмерно интенсивного освещения. Ниже приведены несколько примеров, иллюстрирующих необходимость обработки изображений:
- Номерные знаки автомобилей сложно определить при включенных фарах в условиях недостаточной освещенности.
- Чрезмерная освещенность может скрыть черты лица человека, входящего через дверь в контролируемое помещение.
- Недостаточное освещение может затруднить различение мелких деталей в зоне наблюдения.
Это иллюстрация кадра в его базовом виде, без применения дополнительных функций улучшения:
Световой поток регулируется путем сужения или расширения диафрагмы в зависимости от определенной настройки при использовании функции компенсации задней засветки. Динамическое изменение экспозиции стало возможным благодаря электронному затвору и автоматической диафрагме, что в конечном итоге повышает четкость и резкость объекта на снимке. Однако стоит отметить, что недостатком функции BLC является то, что она может привести к тому, что пересвеченные второстепенные участки изображения будут казаться еще ярче.
Здесь показана фотография, сделанная с включенной функцией компенсации встречной засветки:
Камера с функцией WDR снимает кадр одновременно с двумя разными выдержками: короткой и длинной. Короткая выдержка позволяет получить четкое изображение самого объекта, но с размытыми деталями в окружающих областях, в то время как длинная выдержка захватывает тень в области объекта и обеспечивает хороший обзор областей кадра вокруг него. Затем аппаратное обеспечение камеры объединяет две четкие области в одно изображение. Полученное изображение четкое, хотя возможны незначительные цветовые искажения.
Вот пример того, как применяется аппаратное наложение кадров:
Программная функция D-WDR осуществляет цифровую манипуляцию градиентами серого цвета в фиксированном кадре, обеспечивая четкость и видимость объекта при сохранении цветопередачи. Однако следует отметить, что это может привести к некоторому размытию окружающего фона.
Вот иллюстрация того, как программное обеспечение обрабатывает кадр:
Автоматическая регулировка светового сигнала
Одним из важнейших аспектов для камер наблюдения является их способность регулировать интенсивность светового потока в зависимости от условий освещения. Функция AGC, которая расшифровывается как Automatic Gain Control, — это технология, отвечающая за динамическое управление световым сигналом. Она работает в сочетании с другими функциями улучшения изображения.
При включенной функции автоматической регулировки усиления камера автоматически адаптирует настройки видео в зависимости от интенсивности света в сигнале. Это гарантирует, что оператор всегда сможет увидеть четкое изображение даже в местах с недостаточным освещением.
Плунжер динамического усиления имеет стандартный диапазон 12 — 20 дБ. Влияние функции AGC зависит от таких факторов, как разрешение камеры, условия освещения, близость объектов в поле зрения камеры, угол обзора и другие технические характеристики устройства.
Взаимосвязь между углом обзора и фокусным расстоянием
Параметр угла обзора — это показатель того, какая часть сцены захватывается камерой, и выражается он в градусах. На этот параметр влияет фокусное расстояние объектива камеры, которое измеряется в миллиметрах.
Широкоугольные камеры с объективами размером от 2.8 — 5.Объективы 0 мм обычно используются для съемки панорамного вида местности. С другой стороны, длиннофокусные объективы с фокусным расстоянием от 28.0 и 75.0 мм лучше подходят для съемки детальных кадров крупным планом.
При выборе камеры важно учитывать, имеет ли она фиксированный фокус или варифокальный объектив (который может быть настроен вручную или автоматически). Специалисты часто используют сводную таблицу соотношения параметров, чтобы помочь выбрать наиболее подходящую камеру для конкретной задачи.
Зум-объективы или зум-объективы — это объективы фотокамер, которые имеют возможность регулировать фокусное расстояние. Видеокамера с варифокальными возможностями может делать широкоугольные снимки с небольшого расстояния и увеличивать объекты на дальнем расстоянии.
Чувствительность — важная характеристика для видеонаблюдения
Минимальный уровень освещенности, при котором видеокамера может различать объекты в своем поле зрения, определяется ее параметром чувствительности, который измеряется в люксах. Чувствительность матрицы фотоаппарата напрямую влияет на качество изображения: при более высокой чувствительности для получения четкой картинки требуется более интенсивная подсветка.
Для черно-белых камер наблюдения параметр чувствительности обычно составляет от 0.4 — 0.01 люкс, в то время как у цветных камер этот показатель составляет 3.от 0 до 0.3 люкс. Высокочувствительные устройства, предназначенные для наблюдения в условиях плохой видимости, таких как туман, дождь или снег, могут иметь параметр, равный 0.00015 lux.
Функция подавления электромагнитных шумов
При работе видеокамеры в различных условиях освещения присутствует шум, который может негативно повлиять на качество изображения. Видеокамера оснащена функцией DNR, которая служит для устранения электромагнитных шумов. Помехи можно классифицировать по различным признакам. Существует несколько типов шума:
- импульсный шум, который проявляется в виде зерен на картинке;
- пятнистые размытия с беловато-серым оттенком;
- гауссовский шум.
Видеокамера оснащена функциями 2D и 3D-DNR, которые призваны уменьшить искажения изображения, вызванные шумом. 3D-обработка особенно эффективна для достижения этой цели.
В левой части изображения — необработанный кадр, а в правой — кадр, улучшенный с помощью функции шумоподавления.
Заключение
Все вышеперечисленные факторы прямо или косвенно влияют на качество съемки. Цена видеокамеры напрямую зависит от ее технических характеристик. Важно выбрать устройство, обладающее рядом характеристик, которые наиболее точно соответствуют предполагаемым условиям использования.
