Содержание
- 1 Как выбрать камеру видеонаблюдения. Технические характеристики видеокамер
- 1.1 Чувствительность видеокамеры
- 1.2 Освещенность различных объектов в люксах
- 1.3 Минимальная освещенность
- 1.4 Чувствительность ПЗС-матрицы
- 1.5 Разрешающая способность видеокамеры
- 1.6 Отношение сигнал/шум
- 1.7 Скорость записи
- 1.8 Угол обзора
- 1.9 Влияние параметров фокусного расстояния на качество изображения
- 1.10 Режимы записи
- 2 Таблица разрешений камер видеонаблюдения
- 2.1 Обозначения качества изображения, применяющееся в стандартах сигналов (IP, HD-TVI, AHD)
- 2.2 Обозначение «Mp, Mpx, Мп» (1 Mp; 1,3 Mpx; 2,1 Мп)
- 2.3 Обозначение «р» (720p, 960p,1080p, 2160p)
- 2.4 Обозначения «H и К» (960H, 2K, 4K)
- 2.5 Обозначения качества видео, применявшиеся в устаревших аналоговых системах видеонаблюдения (D1, DCIF, 2CIF, CIF, QCIF, 380ТВЛ, 420ТВЛ, 480ТВЛ, 560ТВЛ, 600ТВЛ, 800ТВЛ, 1000ТВЛ) перевод в мегапиксели и их отличия
- 2.6 Список всех (основных и промежуточных) форматов видеоизображений с указанием горизонтального и вертикального размера кадра в пикселях и полной площади изображения в килопикселях и мегапикселях
- 2.7 Какого объема нужен жесткий диск для видеорегистратора?
- 2.8 Таблица объема (Гб) часа записи камер видеонаблюдения для кодека H.264 при разрешении D1, 1Mp (1280*720), 2Mp (1920*1080), 3Mp(2048*1536), 5M(2560×1920) при частоте кадров 8, 12, 25 к/с и различной интенсивности движения
- 3 Pixim
Как выбрать камеру видеонаблюдения. Технические характеристики видеокамер
Выбор камер видеонаблюдения осуществляется в зависимости от поставленных задач. Чтобы обеспечить необходимый обзор важно уточнить характеристики видеокамер: разрешение, фокусное расстояние, материал изготовления корпуса, дальности ИК-подсветки и т.д
Основные характеристики камер видеонаблюдения:
Чувствительность видеокамеры
Чувствительностью называют минимальную освещенность на объекте наблюдения, при которой видеокамера способна зафиксировать изображение. Измеряется чувствительность в люксах (лк). Самое минимальное значение ЛК — от 0,01 лк и менее — указывает на высокую чувствительность видеокамер в слабоосвещенных местах.
Чувствительность — это способность преобразовывать кванты света в электрический сигнал.
Освещенность различных объектов в люксах
Дневное, естественное освещение на улице | 6500 лк |
Магазины, супермаркеты | 800 лк |
Стоянки автотранспорта, товарные склады | 60…10 лк |
Ночное естественное освещение на улицеТемная ночь | 0,003 лк0,0001 лк |
Домашнее, офисное освещение | 100 – 1 000 лк |
Для видеонаблюдения в полной темноте дополнительно к видеокамерам устанавливают ИК подсветку. В современных интеллектуальных видеокамерах 5-го поколения для съемок в ночное время используется система WDR — Wide Dynamic Rang.
Стоит учитывать, что минимальная освещенность ПЗС-матрицы и минимальная освещенность наблюдаемых объектов – это разные параметры. Определяя чувствительность камеры видеонаблюдения по минимальной освещенности объектов, учитывайте параметры чувствительности датчика видеокамеры, светосилу объектива и отражающие свойства объектов.
Минимальная освещенность
Минимальная освещенность также называемая чувствительностью видеокамеры выражается в люксах. На выходе видеокамеры указан уровень параметра освещенности, при котором аппарат способен воспроизвести изображение. Этот уровень может составлять даже 10%, что при включенной АРУ будет казаться значительно больше.
Динамический диапазон ПЗС-матрицы видеокамеры определяется как максимальный сигнал по отношению к среднеквадратичному значению фона экспозиции, то есть отношение темных и ярких объектов в пределах одной сцены. Чем выше это отношение, тем более темные элементы видны на ярком общем фоне кадра.
Чувствительность ПЗС-матрицы
ПЗС-матрица – это устройство, состоящее из светочувствительных элементов. Чем выше плотность светочувствительных элементов в ПЗС-матрице, тем более высокое разрешение будет давать камера.
Другими словами качество воспроизводимой видеокамерой картинки зависит от количества ТВЛ (телевизионные линии) — это количество горизонтальных полос в «картинке».
Минимальная чувствительность ПЗС-матрицы (низкое разрешение) — 380 — дает нечеткую (размытую) картинку. Самая высокая чувствительность ПЗС-матрицы (высокое разрешение) — 650 ТВЛ — выводит четкую, ясную картину.
Разрешающая способность видеокамеры
Разрешающая способность видеокамеры — это максимальное число линий (ТВЛ — телевизионные линии), помещающихся в одном кадре монитора, в стандартном видеосигнале CCIR/PAL это 625 строк, стандарт EIA/NTSC различает до 525 строк.
Обычно разрешающая способность указывается по горизонтали — в максимальном разрешении до 650 ТВЛ (позволяет различать самые мелкие детали на большом расстоянии). Но, с учетом искажения сигнала от цифровой обработки, влияния различных параметров входящих в систему видеонаблюдения элементов, длины кабельной трассы и т.д.
, оптимальным вариантом для просмотра нормального изображения будет 400 — 480 ТВЛ.
Разрешающая способность помогает прибору раздельно наблюдать, фиксировать и (или) отображать рядом расположенные точки графического образа объекта. Измеряется числом раздельно отображаемых точек, приходящихся на дюйм поверхности кадра. Первое число — количество точек по горизонтали, второе — по вертикали. Иногда её измеряют в CIF.
Отношение сигнал/шум
Возникающие на изображении посторонние артефакты называют шумом, который особенно проявляется в условиях недостаточной видимости в момент записи видео. Формула по току имеет вид S/N=20lg (Uc/Uш) Формула по мощности сигнала имеет вид S/N=10lg (Pc/Pш)
Измеряется в децибелах (дБ) и численно равно десятичному логарифму отношения амплитуды напряжения видеосигнала к среднеквадратичному значению напряжения фона, умноженному на 20. На экране зашумленное изображение выглядит как зернистость или снег, а в цветном изображении появляются короткие цветные полоски или вспышки. При отношении сигнал / шум 45 дБ шум практически не заметен.
Качественное изображение достигается высоким соотношением сигнал / шум и зависит от хорошей освещенности объектов, высококачественной ПЗС-матрицы, светосильной оптикой и наличием цифровой фильтрации шумов в электронных схемах камеры наблюдения. Некоторые модели видеокамер оснащены технологией динамического шумоподавления, например, камеры Samsung SSNR III.
Скорость записи
Скорость записи измеряется в кадрах в секунду. Иногда производителями используется pps — количество полуполей, отображаемых видеосистемой за секунду. 1fps = 2pps.
Человеческий глаз видит 24 кадра за секунду. Соответственно, если скорость записи с камеры составляет 25 кадров, то этого вполне достаточно.
В дополнение можно сказать, что скорость записи видео ряда обуславливается количеством камер, подключаемых к каждой плате. Для одной и двух видеокамер, подключенных к одной плате, обеспечивается скорость записи по 25 кадр/сек на камеру. При четырёх камерах количество кадров в секунду падает до 15 кадр/сек для каждой камеры. Если камер три, то одна из них будет писаться со скоростью 25 кадр/сек, две другие — по 15 кадр/сек.
Угол обзора
Угол обзора — очень важный параметр для видеокамеры, так как в зависимости от фокусного расстояния, угол обзора определяет масштаб изображения, входящего в кадр. Чем меньше фокусное расстояние видеокамеры, тем больший угол зрения наблюдаемого пространства можно получить и наоборот. Соотношения угла обзора от фокусного расстояния зависят от размера изображения на матрице.
(При равном фокусном расстоянии, чем размер изображения на матрице больше – тем больше угол обзора).
Для «стандартизации» используют значение фокусного расстояния «в плёночном эквиваленте» — т.е. как у плёночных фотоаппаратов. Зависимость приведена в таблице:
Влияние параметров фокусного расстояния на качество изображения
Объектив (фокусное расстояние), мм | Угол обзора по вертикали, град | Угол обзора по горизонтали, град | Угол обзора по диагонали, град | Дистанция распознавания, м | Дистанция наилучшего качества |
2,5 | 90 | 120 | 150 | 2 | 0,7 |
2,9 | 78 | 104 | 130 | 3 | 1,2 |
3,4 | 70 | 94 | 110 | 3,4 | 1,4 |
3,5 | 65 | 79 | 100 | 3,5 | 1,45 |
3,6 | 54 | 72 | 92 | 3,5 | 1,5 |
3,7 | 52 | 70 | 90 | 3,8 | 1,6 |
4,0 | 48 | 65 | 75 | ||
4,3 | 47 | 62 | 73 | 4 | 1,8 |
5,5 | 40 | 55 | 70 | 5 | 2 |
6,0 | 32 | 42 | 53 | 6 | 2,3 |
8,0 | 24 | 32 | 40 | 8 | 3 |
12,0 | 17 | 22 | 28 | 12 | 4 |
16,0 | 12 | 17 | 21 | 16 | 6 |
25,0 | 8 | 11 | 14 | 25 | 10 |
50,0 | 4 | 5,5 | 7 | 50 | 20 |
75 | 2,8 | 3,7 | 4,6 | 70 | 30 |
Режимы записи
- Непрерывная запись — это постоянная круглосуточная запись видеоизображения,
- Запись по расписанию — запись в определенное время суток,
- Запись по тревоге — запись начинается при поступлении определенного сигнала,
- Запись по детектору движения — запись осуществляется только во время изменения изображения,
- Экстренная запись или запись в ручном режиме — запись начинается по команде оператора (при нажатии кнопки).
Источник: https://video.tcb-spb.ru/sistemy-bezopasnosti-i-videonablyudeniya/182-kharakteristiki-kamer-videonablyudeniya
Таблица разрешений камер видеонаблюдения
Цель этой статьи — устранить путаницу в обозначениях разрешающей способности камер видеонаблюдения и помочь понять какой объем памяти необходим для записи видео с тем или иным разрешением.
Обозначения качества изображения, применяющееся в стандартах сигналов (IP, HD-TVI, AHD)
Разрешающая способность («разрешение» записи или «размер кадра» видео) определяется количеством пикселей (точек) при оцифровывании изображения (по горизонтали и вертикали соответственно).
Обозначение «Mp, Mpx, Мп» (1 Mp; 1,3 Mpx; 2,1 Мп)
MP – это общее число мегапикселей (миллионов точек), полученное перемножением числа столбцов (точек по горизонтали) на число строк (точек по вертикали). Например, для камеры 1080p: 1920 столбцов умножаем на 1080 строк и получаем 2МР (точнее, 2.07МР, но обычно это обозначают как 2MP или 2.1MP).
Обозначение «р» (720p, 960p,1080p, 2160p)
Число с символом «p» соответствует полному числу строк в данном видео (количество точек в кадре по вертикали). Например, видео, обозначаемое как 720p, содержит 720 строк пикселов (при общей площади 1.3Mp). , обозначаемое как 1080p, содержит 1080 строк пикселов (при общей площади 2.1Mp). Наконец, видео, обозначаемое как 2160p, содержит 2160 строк пикселов (при общей площади 8.3Mp).
Сам по себе значок «р» указывает на прогрессивную развертку (в отличие от чересстрочной). В настоящее время практически все камеры для видеонаблюдения имеют прогрессивную развертку, так что значок «р» в этом смысле уже не играет особого значения.
Обозначения «H и К» (960H, 2K, 4K)
Обозначение «H и K» указывает на число столбцов (точек по горизонтали), выраженное H — в единицах, К — в тысячах и округленное. Например, видео с обозначение 4K содержит около 4000 столбцов пикселов. Реально видео «4К» содержит или 3840 столбцов, или 4096 столбцов, хотя в видеонаблюдении это почти всегда 3840.
Обозначения качества видео, применявшиеся в устаревших аналоговых системах видеонаблюдения (D1, DCIF, 2CIF, CIF, QCIF, 380ТВЛ, 420ТВЛ, 480ТВЛ, 560ТВЛ, 600ТВЛ, 800ТВЛ, 1000ТВЛ) перевод в мегапиксели и их отличия
ТВЛ (телевизионные линии) — это интересная единица измерения, определяемая по испытательным таблицам в ходе тестирования камер и обозначает количество вертикальных линий (видимых переходов яркости) в кадре.
По сути — это количество пикселей по горизонтали кадра, помноженное на коэффициент 0,65 (чтобы учесть неизбежные потери четкости в процессе преобразования и обработки видеосигнала). Вертикальное же разрешение в пикселях жестко задано количеством строк в телевизионном стандарте (576 в европейском и 480 в американском) и не меняется в зависимости от разрешения камеры, заявленного производителем.
Поэтому разрешения более 420 ТВЛ, передаваемые в обычном аналоговом телевизионном стандарте, можно назвать не совсем честными, так как они дают повышенную четкость только по горизонтали.
TVL (телевизионных линий) | Пиксели (горизонталь x вертикаль) | Мегапиксели (Мп, MPx) |
380ТВЛ | 640×480 px | 0,3 Mp |
420ТВЛ | 720×576 px | 0,36 Mp |
честное 480ТВЛ | 800×600 px | 0,5 Mp |
честное 560ТВЛ | 933×700 px | 0,65 Mp |
честное 600ТВЛ | 1024×756 px | 0,75 Mp |
честное 800ТВЛ | 1280×960 px | 1,23 Mp |
честное 1000ТВЛ | 1600х1200 px | 1,92 Mp |
D1 — «полный» кадр, размер изображения 704х576 — позволяет получить максимальное качество изображения при использовании аналоговой камеры высокого разрешения (более 540 ТВЛ)
DCIF — «расширенный» кадр, размер изображения 528х384. По сравнению с D1 характеризуется 30% потерей исходной информации.
2CIF — «длинный» кадр, размер изображения 704х288 — используется одно поле изображения, но с максимальным разрешением по горизонтали. Характеризуется хорошим горизонтальным разрешением и позволяет почти в 2 раза уменьшить объем создаваемого архива по сравнению с D1. Однако низкое вертикальное разрешение, не позволяет вести видеорегистрацию в узких зонах наблюдения (наблюдение вдоль коридора). Используется в основном при панорамном обзоре.
CIF — «четверть» кадр, размер изображения 352х288 — усеченное поле. Обычно используется только при наблюдении по сети при ограниченной пропускной способностью канала, а также регистрации общей ситуации при малых зонах обзора (от 3 до 5 м). При этом малый объем видеопотока позволяет резко увеличить продолжительность архива.
QCIF — размер изображения 176х144 — используется только при сетевом мониторинге по низкоскоростным каналам связи с потоком до 56-128 Кбит/с. О качестве изображения можно сказать только то, что «видно какое то движение», и более ничего.
Каталог систем видеонаблюлдения
Список всех (основных и промежуточных) форматов видеоизображений с указанием горизонтального и вертикального размера кадра в пикселях и полной площади изображения в килопикселях и мегапикселях
QVGA | 320×240 | 4:3 | 76,8 кпикс |
SIF (MPEG1 SIF) | 352×240 | 22:15 | 84,48 кпикс |
CIF (MPEG1 VideoCD) | 352×288 | 11:9 | 101,37 кпикс |
WQVGA | 400×240 | 5:3 | 96 кпикс |
[MPEG2 SV-CD] | 480×576 | 5:6 | 276,48 кпикс |
HVGA | 640×240 | 8:3 | 153,6 кпикс |
HVGA | 320×480 | 2:3 | 153,6 кпикс |
nHD | 640×360 | 16:9 | 230,4 кпикс |
VGA | 640×480 | 4:3 | 307,2 кпикс |
WVGA | 800×480 | 5:3 | 384 кпикс |
SVGA | 800×600 | 4:3 | 480 кпикс |
FWVGA | 848×480 | 16:9 | 409,92 кпикс |
qHD | 960×540 | 16:9 | 518,4 кпикс |
WSVGA | 1024×600 | 128:75 | 614,4 кпикс |
XGA | 1024×768 | 4:3 | 786,432 кпикс |
XGA+ | 1152×864 | 4:3 | 995,3 кпикс |
WXVGA | 1200×600 | 2:1 | 720 кпикс |
HD 720p | 1280×720 | 16:9 | 921,6 кпикс |
WXGA | 1280×768 | 5:3 | 983,04 кпикс |
SXGA | 1280×1024 | 5:4 | 1,31 Мпикс |
WXGA+ | 1440×900 | 8:5 | 1,296 Мпикс |
SXGA+ | 1400×1050 | 4:3 | 1,47 Мпикс |
XJXGA | 1536×960 | 8:5 | 1,475 Мпикс |
WSXGA (?) | 1536×1024 | 3:2 | 1,57 Мпикс |
WXGA++ | 1600×900 | 16:9 | 1,44 Мпикс |
WSXGA | 1600×1024 | 25:16 | 1,64 Мпикс |
UXGA | 1600×1200 | 4:3 | 1,92 Мпикс |
WSXGA+ | 1680×1050 | 8:5 | 1,76 Мпикс |
Full HD 1080p | 1920×1080 | 16:9 | 2,07 Мпикс |
WUXGA | 1920×1200 | 8:5 | 2,3 Мпикс |
2K | 2048×1080 | 256:135 | 2,2 Мпикс |
QWXGA | 2048×1152 | 16:9 | 2,36 Мпикс |
QXGA | 2048×1536 | 4:3 | 3,15 Мпикс |
WQXGA | 2560×1440 | 16:9 | 3,68 Мпикс |
WQXGA | 2560×1600 | 8:5 | 4,09 Мпикс |
QSXGA | 2560×2048 | 5:4 | 5,24 Мпикс |
WQXGA | 3200×1800 | 16:9 | 5,76 Мпикс |
WQSXGA | 3200×2048 | 25:16 | 6,55 Мпикс |
QUXGA | 3200×2400 | 4:3 | 7,68 Мпикс |
QHD | 3440×1440 | 21:9 | 4.95 Мпикс |
WQUXGA | 3840×2400 | 8:5 | 9,2 Мпикс |
Ultra HD | 3840×2160 | 16:9 | 8,3 Мпикс |
4K | 4096×2160 | 256:135 | 8,8 Мпикс |
4128×2322 | 16:9 | 9,6 Мпикс | |
4128×3096 | 4:3 | 12,78 Мпикс | |
HSXGA | 5120×4096 | 5:4 | 20,97 Мпикс |
WHSXGA | 6400×4096 | 25:16 | 26,2 Мпикс |
HUXGA | 6400×4800 | 4:3 | 30,72 Мпикс |
Super Hi-Vision | 7680×4320 | 16:9 | 33,17 Мпикс |
WHUXGA | 7680×4800 | 8:5 | 36,86 Мпикс |
Какого объема нужен жесткий диск для видеорегистратора?
Руководствуясь таблицей, приведенной ниже, можно посчитать сколько гигабайт в час будут передавать на видеорегистратор все камеры.
Таблица объема (Гб) часа записи камер видеонаблюдения для кодека H.264 при разрешении D1, 1Mp (1280*720), 2Mp (1920*1080), 3Mp(2048*1536), 5M(2560×1920) при частоте кадров 8, 12, 25 к/с и различной интенсивности движения
Для уменьшения объема хранимой видеоинформации в видеорегистраторах применяются различные алгоритмы ее компрессии.
Основным преимуществом алгоритма H.264 является межкадровое сжатие, при котором для каждого следующего кадра определяются его отличия от предыдущего, и только эти отличия после компрессии сохраняются в архиве.
При работе алгоритма периодически в архиве сохраняются опорные кадры (I-кадры), представляющие собой сжатое полное изображение, а затем на протяжении 25-100 кадров сохраняются только изменения, называемые промежуточными кадрами (P- и B-кадрами).
Такой способ компрессии позволяет получить высокое качество изображения при малом объеме, но требует большего объема вычислений, чем компрессия в стандарте MJPEG.
При использовании алгоритма MJPEG компрессии подвергается каждый кадр не зависимо от наличия в нем отличий от предыдущего. Поэтому единственным способом уменьшения объема сохраняемых данных является увеличение компрессии и тем самым снижение качества записи. Такой способ используется только в простых автономных видеорегистраторах, не требующих длительного хранения информации.
Еще одним преимуществом алгоритма H.264 является его возможность работы в режиме постоянного потока (CBR — constant bit rate) при котором степень компрессии видеоинформации изменяется динамически и таким образом четко фиксируется объем создаваемого архива за одну секунду. Такая особенность алгоритма позволяет однозначно определить максимальный объем архива за час непрерывной работы системы, а также необходимый сетевой трафик при удаленном доступе.
Источник: https://stavkomvideo.ru/blog/tablitsa-razreshenij-kamer-videonablyudeniya
Pixim
В последнее время в моду вошло указывать в характеристиках видеокамер параметр — эффективное горизонтальное разрешения (ЭТВЛ). Производители видеокамер с технологией Pixim заявляют разрешение 690 ЭТВЛ, примером таких камер могут послужить внутренняя полусфера INNOVI SW115 или уличная ИК камера SW360. Что же это такое ЭТВЛ и как его померить?
Начнем с истории. Камеры видеонаблюдения захватывают двумерные изображения, однако на протяжении десятилетий в отрасли охранных видеосистем использовалась одномерная спецификация для разрешения по горизонтали. На это есть исторические причины, связанные с принципами работы первых ламповых камер, но с тех пор практика указания числа телевизионных строк (ТВЛ) по горизонтали (HTVL) так и не изменилась. Прежде всего, это обусловлено тем, что аналоговые ПЗС-сенсоры по своему существу ограничены в плане эффективного разрешения по вертикали, что снижает их общее эффективное разрешение.
Отрасль охранных видеосистем развивается. Теперь конечные пользователи сравнивают IP-камеры по количеству мегапикселей, которое является двумерным показателем общего разрешения изображения. Для камер видеонаблюдения требуется аналогичный критерий, который позволил бы конечным пользователям принимать более обоснованные решения при покупке, чем в случае использования устаревшей спецификации, предполагающей указание HTVL. Это количество вводит пользователей в заблуждение и иногда неправильно применяется в отрасли.
Ограничения аналоговых ПЗС-сенсоров, связанные с разрешением по вертикали Важно понять неотъемлемое ограничение, налагаемое на разрешение по вертикали при использовании решений для обработки изображения, основанных на чересстрочном захвате изображения.
Аналоговые ПЗС-сенсоры, используемые в камерах видеонаблюдения, захватывают видео с чересстрочной разверткой посредством процесса, называемого суммированием пар строк. Этот процесс несколько повышает чувствительность при низкой освещенности и действует в качестве фильтра нижних частот, но имеет побочный эффект, заключающийся в снижении эффективного разрешения по вертикали на 25 %1.
Это означает, что 480-строчный ПЗС-сенсор ограничивается максимальным разрешением 360 строк по вертикали и что общее разрешение изображения уменьшается на 25 %.
Для конечных пользователей это является недостатком, поскольку цифровые видеорегистраторы и мониторы вполне способны использовать все 480 строк по вертикали. Формирователи изображения, выполняющие прогрессивный захват изображения (как в случае технологии Digital Pixel System® от Pixim), поддерживают полное разрешение по вертикали.
Метод, используемый для захвата изображения, не зависит от метода, используемого для вывода изображения. Камеры видеонаблюдения обычно выводят видео в формате с чересстрочной разверткой, но для захвата видео камера может использовать формат как с прогрессивной, так и с чересстрочной разверткой.
Не обращая внимания на тот факт, что просмотр и запись видео с разрешением по горизонтали свыше 540 (ГТВЛ) невозможны для типичной системы видеонаблюдения, взгляните на изображение, получаемое новым ПЗС-сенсором, который предназначен для захвата изображения с разрешением 650 (ГТВЛ).
В нем используется захват изображения с чересстрочной разверткой, поэтому для него характерны те же ограничения на разрешение по вертикали, что и для его предшественников с разрешением 540 (ГТВЛ). Это видно на рис.
2, где показано измерение числа ТВЛ по вертикали (ВТВЛ) для этого сенсора с использованием стандартной испытательной таблицы CCTV Labs для систем видеонаблюдения.
Разрешение измерено в точке, где важной особенностью является большой уровень шума цветности, который появляется в изображении до маркера измерения, соответствующего 200 вертикального разрешения (ВТВЛ). Эта часть испытательной таблицы является черно-белой, поэтому шум цветности появляется из-за проблем дискретизации, которые являются прямым следствием ограничений сенсора, связанных с разрешением по вертикали. Это настоящие артефакты, которые влияют на качество изображения, получаемого с помощью камеры.
Четыре строки начинают отображаться как три, поэтому измеренное число строк данной камеры действительно оказывается меньше теоретического предела в 360 (ВТВЛ). Важной особенностью, на которую следует обратить внимание, является большое количество шума цветности, который появляется в изображении до маркера измерения, соответствующего 200 (ВТВЛ). Эта часть испытательной таблицы является черно-белой, поэтому шум цветности появляется из-за проблем дискретизации, которые являются прямым следствием ограничений сенсора, связанных с разрешением по вертикали.
Это настоящие артефакты, которые влияют на качество изображения, получаемого с помощью камеры.
Рис.2. Измерение разрешения по вертикали для сенсора с разрешением 650 ТВЛ по вертикали. Можно заметить шум цветности на всем протяжении штрихового клина
испытательной таблицы и уменьшение исходного размера до 360 ТВЛ по вертикали.
Рис. 3. Измерение разрешения по вертикали для сенсора, в котором используется захватс прогрессивной разверткой. Появление шума цветности отсутствует до достижения предела
разрешения сенсора по вертикали 460 ТВЛ
На рис. 3 показано то же самое изображение, полученное от сенсора на основе технологии Digital Pixel System от Pixim, в котором используется захват с прогрессивной разверткой. Обратите внимание, что в изображении не появляется шум цветности, пока штриховой клин не достигает предела разрешения сенсора в точке, где строки начинают сходиться (460 ВТВЛ).
Эффективное разрешение
Разрешение камеры по горизонтали в типичных системах видеонаблюдения ограничивается максимальным значением в 540 ГТВЛ вследствие внутренних ограничений композитных видеовходов цифровых видеорегистраторов и ЖК-мониторов. В настоящей статье также показано, что теми же композитными видеовходами поддерживаются разрешения до 480 ВТВЛ.
Разрешение по вертикали является важным фактором, влияющим на качество изображения, но этот показатель редко упоминается в материалах о продукции и в инструкциях на камеры видеонаблюдения.
Ситуация едва ли изменится в ближайшее время, поэтому целесообразно ввести концепцию спецификации эффективного разрешения, которая учитывала бы как горизонтальную, так и вертикальную составляющую разрешения, и представляла их в виде единого числа с использованием привычной для отрасли охранных видеосистем терминологии.
В спецификации эффективного горизонтального разрешения (ЭТВЛ) общее разрешение изображения нормируется по вертикальному разрешению изображения, захватываемого с помощью ПЗС-сенсоров с чересстрочной разверткой, являющихся на сегодняшний день наиболее часто применяемыми в камерах видеонаблюдения.
Нормирование подразумевает простое деление на константу в целях уменьшения большого числа общего разрешения, которое трудно запомнить и с которым трудно работать. В результате получается число, которое является более удобным для целей сравнения и попадает в числовой диапазон, адекватно воспринимаемый конечными пользователями.
Слово «эффективное» означает готовность к работе или действию, следовательно, в данной спецификации для камеры вычисляется некоторый показатель, характеризующий полное полезное изображение, которое производит данная камера, с использованием следующей формулы:
Эффективное горизонтальное разрешение (ЭТВЛ) = Общее разрешение (Г x В) / 360 ВТВЛ
Рассмотрим случай сенсора с разрешением 650 HTVL, с которого было получено изображение на рис. 2. Если в качестве рассматриваемого показателя задать для него полное горизонтальное разрешение, заявленное в спецификации производителя, и учесть его максимальное разрешение по вертикали, составляющее 360 VTVL, то общее разрешение изображения составит 234 000 пикселей (650 х 360). Если применить к данному сенсору формулу для вычисления HTVL Effective, то в результате математических операций получится эффективное разрешение, составляющее 650 HTVL Effective, что точно соответствует заявленному значению.
234 000 пикселей / 360 ТВЛ = 650 ЭТВЛ
Сенсор с прогрессивным захватом, с помощью которого было получено изображение на рис. 3, имеет общее разрешение изображения, составляющее 248 400 пикселей (540 x 460). Используя ту же формулу, получим эффективное разрешение, составляющее 690 строк по спецификации HTVL Effective.
248 400 пикселей / 360 ТВЛ = 690 ЭТВЛ
Таким образом, показатель общего разрешения, захватываемого сенсором, позволяет конечному пользователю делать более объективные выводы о степени детализации просматриваемых и записываемых изображений при их получении от данной камеры. Значения разрешения IP-камер уже определяются аналогичным образом, поскольку они выражают разрешение в переводе на фактическое количество мегапикселей, которое может захватить сенсор. Спецификация ЭТВЛ основывается на той же концепции общего разрешения.
Эффективное разрешение — это полезное разрешение
Увеличение разрешения по вертикали означает повышение эффективного разрешения изображения, получаемого от камеры и позволяет камерам видеонаблюдения захватывать изображение с большим количеством полезных деталей.
В то же время это препятствует появлению при захвате шума цветности, который смазывает детали в изображениях, неоправданно «раздувает» размеры файлов цифровых видеозаписей и создает помехи при работе аналитических алгоритмов. Стандартные видеорегистраторы, так же как и стандартные ЭЛТ- и ЖК-мониторы, поддерживают дополнительное разрешение по вертикали.
Эффективное разрешение является наилучшим показателем, действительно отражающим эффективность камеры видеонаблюдения с точки зрения захвата деталей.
Сведения об авторе
Джефф Джонс (Jeff Jones) является директором по маркетингу продуктов компании Pixim. Его вклад в систему управления продукцией компании базируется на опыте работы в области полупроводников и встраиваемых систем.
До прихода в Pixim Джефф Джонс являлся старшим техническим директором компании LSI Corporation, где отвечал за цифровые видеорешения для потребительской электроники и профессионального вещательного оборудования.
Джефф Джонс является обладателем патентов США и имеет степень бакалавра в области электротехники, полученную в Калифорнийском университете (г. Ирвайн), а также степень магистра делового администрирования, полученную в Калифорнийском государственном университете (г. Фуллертон).
Цитаты
«По мнению компании Frost & Sullivan, предлагаемая спецификация HTVL Effective является наиболее подходящим и точным показателем фактического полезного разрешения камер видеонаблюдения.
В наш век цифрового захвата изображений, цифровой записи и воспроизведения спецификация HTVL-E предоставляет пользователям охранных видеосистем более точный ориентир для сравнения разрешения видеокамер, основанных на различных технологиях.
Стандарт обеспечивает простоту измерений на любых камерах видеонаблюдения при использовании сенсоров изображения любого типа (как с прогрессивной, так и с чересстрочной разверткой), поэтому компания Frost & Sullivan поощряет широкое использование данного стандарта в отрасли охранных видеосистем».
Сандип Махешвари (Sandeep Maheshwari)
Вице-президент группы промышленной автоматизации и электроники Frost & Sullivan
«Новая спецификация HTVL Effective обладает двумя основными преимуществами по сравнению с существующими стандартами разрешения систем видеонаблюдения. Во-первых, конечные пользователи систем безопасности, интеграторы, дилеры и консультанты получат возможность сравнить фактическое полезное разрешение камер, в которых используются сенсоры изображения на основе различных технологий (как с прогрессивной, так и с чересстрочной разверткой).
Во-вторых, наконец-то получена спецификация, в которой учитывается общее захватываемое разрешение — как по горизонтали, так и по вертикали. До введения этой новой спецификации игнорировался решающий вклад вертикальных ТВ-линий в видеосигнал высокого разрешения, получаемый от систем видеонаблюдения.
Однако видеомониторы и видеорегистраторы, широко используемые в миллионах установок для видеонаблюдения, полностью поддерживают расширенное количество вертикальных ТВ-линий».
Мишель Абрахам (Michelle Abraham)
Главный аналитик In-Stat
Источник: http://kb-sb.ru/pub/11/92