В материалах видеонаблюдения часто можно видеть, что одна часть кадра очень темная, а другая настолько яркая, что совершенно не видно никаких деталей.

Вопрос вот в чем: как эту проблему решить?

Решением являются такие технологии как WDR (wide dynamic range - широкий динамический диапазон), BLC (backlight compensation - компенсация встречной засветки) и HLC (highlight compensation - компенсации яркой засветки). Технологии WDR, BLC и HLC позволяют получать качественное видео даже в сложных условиях освещения.

WDR, BLC или HLC: какая технология лучше?

Основное различие в этих технология - это метод, который используется для корректировки качества изображения. В видеокамерах наблюдения используются две разновидности технологии широкого динамического диапазона (WDR): Digital WDR и True WDR. Для получения изображений оптимального качества с Digital WDR используют программные алгоритмы, которые осветляют темные участки кадра, а видеокамеры наблюдения с функцией True WDR объединяют кадры с разной экспозицией.

Компенсация встречной засветки (BLC) улучшает экспозицию всего изображения с помощью цифровых сигнальных процессоров (DSP), которые делят изображение на сегменты и регулируют освещение на каждом из них. Технология BLC осветляет кадр, поэтому в некоторых случаях слишком освещенные области изображения становятся практически белыми.

Компенсация яркой засветки (HLC) - это технология, используемая в камерах видеонаблюдения для обработки изображения, качество которого пострадало от засветки фар или прожекторов.

В каких случаях технологии WDR, BLC и HLC используются?

Технология WDR используется во многих высококачественных камерах видеонаблюдения. Камеры безопасности с True WDR создают сбалансированные изображения в условиях с контрастным освещением, например, на темной подземной парковке, на въезде на которую пробивается яркий солнечный свет. По сути, для видеосъемки в сложных условиях освещения технология WDR подходит лучше, чем BLC.

Технология BLC используется в камерах видеонаблюдения с CCD-матрицей для увеличения экспозиции всего кадра. Она лучше работает в плохо освещенной области.

Технология HLC обычно используется для улучшения экспозиции при появлении ярких лучей прожектора или фар.

В целом, видеокамеры с широким динамическим диапазоном создают более качественное видео, чем камеры с компенсацией засветки. DB - это мера измерения широкого динамического диапазона. Видеокамеры наблюдения с функцией WDR 120 DB создают широкий диапазон освещения, обеспечивая необходимый баланс уровня освещения даже ночью.

Камеры с WDR и BLC способны создавать качественное видео в любых условиях. Технология Digital WDR, которая обойдется покупателям дешевле, чем True WDR, также используется во многих камерах безопасности для повышения качества изображения и отлично работает днем и ночью.

Вывод

Технологии WDR, BLC и HLC были изобретены для того, чтобы видеокамеры наблюдения могли создавать качественное видео при любом освещении. Важно понимать разницу между технологиями и учитывать их особенности при выборе камер безопасности.

Несмотря на продвижение в технологиях , мы все же не рекомендуем направлять видеокамеры наблюдения прямо в сторону источников яркого света и отражающих свет поверхностей.

Источник reolink.com. Перевод статьи выполнила администратор сайта Елена Пономаренко

Многие пользователи и инсталляторы оборудования видеонаблюдения часто остаются недовольны качеством изображения только что установленной системы. И виноваты в этом, все-таки не продавцы, поставившие покупателю «не то» оборудование. Как и любое сложное профессиональное оборудование, системы видеонаблюдения перед введением в эксплуатацию требуют правильной отладки и настройки полной всевозможных нюансов.

Множество проблем, связанных с качеством картинки, заключаются в неправильной или неоптимальной настройке камеры для применения в различных условиях наблюдения. Например, всепогодная уличная камера рассчитана на работу как при дневном свете, так и в сумерках. Соответственно, и функциями такая камера обладает достаточно широкими, и при неправильной настройке такой камеры вполне возможен случай, когда камера не будет оптимально сконфигурирована ни для работы днем, ни ночью.

Вообще говоря, возможности камеры во многом зависят от применяемого процессора. Своеобразным «посредником» между процессором и пользователем выступает экранное меню камеры (OSD). Именно манипуляцией настройками этого меню мы можем управлять работой процессора камеры, и их изменение во многом определяет качество картинки.

Экранное меню у камер своеобразное поле творчества многих производителей. Иногда они (производители) предпочитают не утруждать себя написанием подробных инструкций по конфигурации своих камер с помощью этого самого меню, прикладывая только брошюрку с коротким описанием настройки основных функций. При большой распространенности камер с OSD меню нигде нет толкового описания того, как же настраивать камеру с помощью него при различных внешних условиях наблюдения. Поэтому в таких случаях монтажникам систем видеонаблюдения остается полагаться на собственный опыт, полученный при работе с OSD меню камер других производителей, благо, что многие основные функции всех камер являются однотипными.

Основная цель данной статьи помочь разобраться инсталляторам и пользователям средств видеонаблюдения в основных функциях камер и их настройке с помощью экранного меню для различных целей и условий работы.

Часто к инженерам нашей компании обращаются с вопросами - помочь разобраться в различных, почти мистических проблемах с видеокамерами. Например, недавний случай. После приобретения и установки нескольких камер, потребитель обнаружил, что одна из них показывает вместо панорамы улицы белое свечение. В ходе недолгих выяснений сути проблемы возникла мысль о сильной засветке объектива камеры. Так и оказалось: компенсация засветки была выключена, поэтому сильные блики и яркий уличный свет настолько сильно засвечивали камеру, что разобрать что-либо было почти невозможно. Настройка компенсации засветки и авторегулировки усиления быстро решила проблему и в очередной раз убедила в том, что большая часть проблем, возникающая с видеокамерами, связана всего лишь с неправильными или не оптимальными установками OSD меню.

Рассмотрим несколько условий, в которых в большинстве своем работают камеры видеонаблюдения: помещение с искусственным светом, улица днем и ночные сумерки. Во всех этих режимах освещенность, спектр и цветовая температура света будут различными, поэтому и настройки камеры работающей в этих условиях тоже будут выбираться исходя из условий работы.

I. Помещение с искусственным светом.

Обычно источниками освещения всякого рода помещений являются лампы дневного света. Цветовая температура таких ламп находится в интервале 4000-6500 К, а спектр излучения - в диапазоне 350-730 нм. Основная проблема организации видеонаблюдения в таких помещениях сильные отражения от стен, пола и предметов интерьера (см. рис. 1):

Рис. 1. Пример изображения с некорректными настройками OSD .

Поэтому в первую очередь необходимо устранить засветку объектива камеры настройкой следующих параметров:

SHUTTER -скорость срабатывания электронного затвора.Значения 1/50, 1/60, 1/120 и т.д. означают доли секунды, на которые происходит открытие электронного затвора и накопление света. В случае ярко освещенного помещения бывает полезно устанавливать значения не более 1/50. Например, вот как выглядят результаты съемки с различным временем срабатывания затвора:

Скорость срабатывания затвора

1/50 1/500 1/1600

Часто в списке режимов срабатывания затвора есть пункт FLK так обозначается скорость затвора, равная 1/120 или 1/60 данный режим позволяет избавиться от мерцания изображения, которое проявляется при искусственном освещении и частоте сети не кратной 50 Гц. Для нашей страны это неактуально, т.к. частота сети всегда равна 50 Гц.

AGC (Automatic Gain Control) автоматическая регулировка усиления (АРУ). AGC отвечает за автоматическую подстройку уровня сигнала в зависимости от условий внешней освещенности. При правильной регулировке AGC можно добиться полной или частичной компенсации засветки. Обычно экранное меню камер содержит либо ступенчатую регулировку усиления (LOW, MIDDLE, HIGH, OFF) либо относительно плавную (как, например, в камерах JetekPro):

Рис. 2 . Рис. 3 .

С AGC связана еще одна очень полезная функция D-WDR расширение динамического диапазона. Многие пользователи систем видеонаблюдения сталкивались с ситуацией, когда камера, снимающая одновременно ярко освещенные и затененные объекты (например, человека на фоне яркого света от окна), не может правильно передать детали части изображения находящейся в тени, и поэтому эта часть отображается слишком темной. Функция D-WDR позволяет избежать потери контрастности и усреднить яркость изображения. Таким образом достигается одинаково хорошее различение как ярких, так и затененных деталей изображения.

Для демонстрации работы функции расширения динамического диапазона мы поместили предмет на фоне яркого источника искусственного света.

В первом случае (левая картинка) WDR ограничен низким значением. В кадре одновременно оказываются светлые и темные зоны, поэтому камера рассчитывает экспозицию таким образом, чтобы охватить максимум градаций яркости, что вызывает потерю контрастности. Установка WDR в режим HIGH (правая картинка) задает наибольшую ширину динамического диапазона для камеры, что приводит к усреднению яркости изображения и заметному улучшению его качества.

В некоторых камерах D-WDR может иметь два режима работы: для улицы (OUTDOOR) и внутри помещения (INDOOR), поэтому при использовании камеры в помещении с искусственным светом режим работы D-WDR следует установить на INDOOR.

Еще одной проблемой в помещении может стать ослепление камеры от источника света, направленного прямо в объектив. В этом случае хорошего изображения простой регулировкой скорости затвора и настройкой AGC не добиться. Для этого в камере реализована функция подавления прямой засветки объектива HLC (Highlight Compensation компенсация задней засветки) либо различные вариации на ту

жетему BLC (Backlight Compensation), SBLC (Super Backlight Compensation). Суть одна: уменьшение влияния источников света, «ослепляющих» камеру.

Свет, засвечивающий объектив камеры способен сильно снизить эффективность применения ее как средства обеспечения безопасности.

На следующих рисунках наглядно показана работа функции HLC .

При включении функции HLC происходит автоматическая маскировка источника яркого света. При этом существенно лучше отображаются объекты, находящиеся как перед источником света, так и за ним.

Настройка цветопередачи . В помещении с искусственными источниками света, как правило, часто приходится регулировать баланс белого. Регулировка баланса белого позволяет настроить соответствие цветовой гаммы изображения, получаемого с камеры истинной цветовой гамме объекта съёмки. Как правило камеры имеют несколько режимов:

ATW - автоматическая настройка баланса белого в пределах температуры цвета в пределах 1800°K~10500°K.

AWC автоматическое слежение за балансом белого. При выборе этого режима камера будет автоматически подстраивать баланс белого исходя из внешней обстановки, в отличие от ATW , который производит однократную автоматическую настройку баланса.

MANUAL режим ручных настроек. В случае неверного отображения цветов в автоматических режимах, можно установить вручную уровень составляющих цветов: красного (RED) и синего (BLUE) с помощью отображаемых на экране ползунков.

AWCSET адаптационные настройки баланса белого. В целях получения оптимальных настроек следует навести камеру на белый лист бумаги и нажать кнопку ENTER. В случае изменения параметров освещения(например, замены ламп накаливания на флуоресцентные) процедуру необходимо будет повторять.

INDOOR (внутри помещения) если камера установлена внутри помещения, можно использовать этот режим, задающий баланс белого для цветовой температуры, лежащей в пределах 4500°K~8500°K.

OUTDOOR (вне помещения) автоматическая настройка баланса белого в пределах температуры цвета 1800°K~10500°K. в таком температурном диапазоне находится солнечный свет в течение суток. Установка баланса белого в режим OUTDOOR часто дает правильную цветопередачу при применении камеры на улице.

В итоге, при правильной настройке камеры при работе внутри помещения, изображение будет выглядеть так:

Для примера следующее изображение было получено с камеры при настройках «по умолчанию»:

разница, как видно, существенная.

I I . Улица днем.

Пример правильной настройки камеры для работы

на улице в условиях естественного освещения.

Как правило, основные проблемы, с которыми сталкивается инсталлятор на этапе настройки системы видеонаблюдения и пользователь при эксплуатации камер на улице:

засветки, вызванные бликами и отражениями света от всевозможных объектов: асфальта, стен зданий, окон и т.д.,

изменение условий освещенности. В пасмурную погоду или вечером изображение заметно теряет в качестве из-за недостатка освещенности. По этой же причине увеличивается зашумленность изображения, наблюдаемая в виде хаотического мельтешения цветных или черно-белых пикселей на экране.

Борьба с засветками и бликами при настройке уличной камеры ведется точно так же как и в описанном случае, когда камера установлена в помещении. Как правило, в солнечный день освещенность на улице существенно выше, чем в помещении с искусственными источниками света, поэтому в первую очередь следует произвести настройку электронного затвора или степени открытия диафрагмы (IRIS ):

Если же регулировкой электронного затвора или диафрагмы полностью устранить засветку не удастся, то дальнейшую компенсацию засветки следует выполнять с использованием функции WDR или BLC .

При настройке уличной камеры посредством OSD следует выставить автоматическую регулировку усиления (AGC ) в значение HIGH или MIDDLE в этом случае колебания освещенности не будут оказывать значительного влияния на яркость изображения на экране монитора.

Также при снижении освещенности на изображении становятся заметны шумы, обусловленные особенностями устройства светочувствительной ПЗС-матрицы. Для того чтобы минимизировать влияние шумов на полезный видеосигнал, следует задействовать функцию шумоподавления (DNR Dynamic Noise Reduction ):

Уровень шумоподавления во всех случаях желательно выставлять на максимальное значение.

I II . Улица ночью.

В первую очередь стоит отметить, что ночное видеонаблюдение всегда будет уступать по качеству изображения видеонаблюдению дневному. Лучшим способом организации приемлемого качества картинки с оглядкой на стоимость конечного оборудования, пожалуй, является использование инфракрасной подсветки. Установка искусственного освещения в таких случаях будет достаточно дорогостоящим предприятием как в отношении цены оборудования, его монтажа, так и эксплуатации.

Видеонаблюдение в ночное время, как правило, ведется в черно-белом режиме съемки по причине того, что чувствительность камеры в этом режиме выше, чем в цветном. Кроме того съемка в цветном режиме должна происходить без инфракрасного фильтра, что приводило бы к значительным цветовым искажениям. По этим причинам при настройке камеры, работа которой предполагается днем и ночью необходимо в первую очередь выставить режим работы на «авто» (AUTO ):

Главное меню камеры JTC -1560. Функция DAY / NIGHT установлена в режим AUTO .

Автоматическая смена режимов «день» и «ночь» позволяет камере снимать дневную панораму без искажения цветов и ночную с наилучшей возможной чувствительностью. В некоторых случаях режим автоматического перехода «день/ночь» может содержать расширенные настройки, как, например, на следующем рисунке:

Здесь S -LEVEL и E -LEVEL соответственно, начальный и конечный уровень освещенности, при котором камера будет переходить в режим «ночь» (S -LEVEL ) и в режим«день» (E -LEVEL ).

Новейшие модели камер JetekPro содержат теперь весьма полезную функцию компенсации засветок, вызванных инфракрасными осветителями при наблюдении в ночное время SmartIR . В камере JetekPro автоматически регулируется величина сигнала при его обработке процессором до приемлемого уровня, при котором на полученном изображении засветки будут минимальны, либо будут отсутствовать вообще. Доступ к настройки Smart IR можно получить через экранное меню.

Меню настройки функции SmartIR

Одна из возможностей Smart IR состоит в том, что она имеет возможность задания области крана, в которой будет срабатывать компенсация засветки. Для задания области следует выбрать пункт Area меню IR SMART (рис. 3, рис. 4). В появившемся подменю можно изменять размер области по высоте (height ), ширине (width ), перемещать область вверх-вниз (top /bottom ) и влево-вправо (left /right ). Воспользовавшись этой возможностью, мы для наглядной демонстрации работы разделили экран на две равные части в левой половине экрана задали область действия SmartIR , в правой, соответственно, SmartIR не была задействована

Разделение экрана на две части помогает очень наглядно показать работу Smart IR . Идентификация лица человека на расстоянии 1-2 метра от источника освещения отличная! В целом, качество работы Smart IR ничем не уступает Intelligent IR . Скорость срабатывания компенсации в обоих случаях примерно одинаковая.

Демонстрация работы функции SmartIR в камерах JetekPro

Однако, не все модели камер способны производить съемку в ИК-спектре. В случае, когда камера не чувствительна к ИК-освещению, ночную съемку можно проводить, используя функцию SENS -UP режим накопления. Принцип работы режима накопления построен на особенности ПЗС-матрицы: она может накапливать заряд в светочувствительных ячейках в течение длительного времени, формируя изображение даже в темноте, когда человеческий глаз не способен ничего различить. Режим накопления кроме всего прочего достаточно хорошо подавляет шумы. Фактически режимы работы SENS -UP есть не что иное, как длительные выдержки электронного затвора. И обозначение режима SENS -UP x 64 означает, что снятие «картинки» с матрицы будет происходить через время равное 1/50*64 секунды, т.е. в 64 раза медленнее, чем самое большое время срабатывания электронного затвора камеры (обычно это время равно 1/50 секунды).

Пример работы функции накопления в режиме x 2 и x 256.

Что соответствует скорости затвора 1/25 и 5 секунд.

В условиях ночной съемки становится весьма заметным шум на изображении. Его природа обуславливается наличием тепловых зарядов в полупроводниковой матрице. При большой освещенности матрицы в дневное время суток величина полезного сигнала намного больше шумового, генерируемого матрицей. Но при малой освещенности ночью величина полезного сигнала становится сравнимой с величиной шума это и приводит к появлению «снега» на картинке. Для подавления шумов применяются различные алгоритмы цифровой фильтрации. Один из них, достаточно распространенный, применяется в камерах JetekPro так называемый алгоритм 3DNR . Цифра 3 тут фигурирует не зря она показывает, что алгоритм шумоподавления анализирует не только двумерный сигнал (отдельную картинку в какой-либо момент времени), но и временную последовательность кадров третью координату. Тепловой шум по своей природе имеет свойство «зануляться», если усреднять его по времени. Этим и пользуются разработчики алгоритмов обработки изображения: грубо говоря, если за короткий промежуток времени просуммировать сигнал, представляющий собой несколько картинок, то шум частично компенсирует сам себя. Уровень шумоподавления обычно лучше выставить либо на максимальное, либо на близкое к максимальному значение.

Установка уровня DNR .

Конечно, охватить в одной статье все возможные комбинации настроек камер JetekPro не представляется возможным. Но, зная предназначение того или иного параметра OSD меню и влияние, которое он оказывает на изображение, гораздо проще понять какие настройки камеры необходимо изменять для получения наилучшего изображения в различных обстановках.

Для повышения качества видеофиксации и увеличения информативности видеозаписи, в видеонаблюдении применяются специальные технологии динамического улучшения изображения. Различными производители видеокамер используют в видеокамерах различные алгоритмы повышения качества видеосигнала, которые базируются на общих принципах обработки.

Для повышения качества изображения используются:

1. Цифровое шумоподавление (фильтрация шума)
2. Автоматическая компенсация засветки
3. Расширение динамического диапазона
4. Автофокусировка (автоматическая фокусировка объектива)
5. Автоматический баланс белого
6. Переключение режима день/ночь (автоматическое или ручное)

Цифровое шумоподавление (DNR, Digital Noise Reduction)

Визуально шум проявляется в виде «снега» на изображении с камеры.

Высокое соотношение сигнал/шум камеры наблюдения, а, следовательно, и качественное видеонаблюдение, достигаются, в том числе, цифровой фильтрацией шумов .

Существуют способы подавления цифрового шума на уровне сенсора и трактов цифровой камеры, а также шумоподавление может производиться при дальнейшей цифровой обработке видеосигнала программным обеспечением видеонаблюдения.

Подавление цифрового стохастического шума при постобработке проводится усреднением яркости пикселя по некоторой группе пикселей, которые алгоритм считает "похожими". При этом незначительно уменьшается детальность изображения. Алгоритмы отложенного шумоподавления наиболее эффективны для фильтрации мелкозернистого и среднезернистого шума.

Чем больше значение отношения сигнал/шум для видеосигнала, тем меньше помех и искажений имеет изображение на экране монитора. Значения отношения от 45 до 60 дБ соответствуют приемлемому качеству видеосигнала, значение менее 40 дБ означает высокий уровень шумов в видеосигнале и, как следствие, низкое качество видеоизображения.

Автоматическая компенсация засветки (BLC, Back Light Сompensation)

Компенсация засветки – это функция, позволяющая избежать чрезмерного затемнения объектов при встречном освещении, то есть в момент, когда объект наблюдения находится между видеокамерой и источником света.

Принцип компенсации засветки основан на сочетании автоматической регулировки усиления , регулировки диафрагмы и электронного затвора .

Автоматическая регулировка усиления (АРУ)

Автоматическая регулировка усиления - это, фактически, регулировка чувствительности матрицы видеокамеры. В случае, если уровень освещенности превышает определенный порог, АРУ позволяет ограничить нагрузку на матрицу, изменив коэффициент усиления.

Электронный затвор

Электронный затвор регулирует время проецирования кадра на матрицу видеокамеры, а точнее - время накопления электрического заряда. Чем дольше открыт затвор (чем длиннее экспозиция), тем больше света попадает на матрицу, тем больше ее засветка. При избыточном освещении экспозиция автоматически сокращается. Электронный затвор некоторых современных видеокамер обеспечивает скорость фиксации кадра до 1/100000 секунды.

Автодиафрагма

Диафрагма – это устройство в объективе видеокамеры, которое отвечает за размеры отверстия, через которое свет проникает на матрицу. Она выполняет те же функции, что и зрачок человеческого глаза, который при избыточном свете сужается, ограничивая доступ света к сетчатке. Диафрагма видеокамеры при засветке тоже сужается, тем самым снижая световую нагрузку на матрицу видеокамеры.

Для компенсации встречной засветки в цифровой видеокамере автоматически настраиваются три описанных выше параметра так, что уровень яркости остается примерно одинаковым на всей площади изображения, что позволяет избежать затемнения объектов в контражуре.

Расширение динамического диапазона (WDR, Wide Dynamic Range)

WDR (Wide Dynamic Range) - функция расширения динамического диапазона видеокамеры, которая обеспечивает балансировку цветности и яркости, с сохранением общей контрастности изображения при видеонаблюдении. Технология WDR позволяет одновременно сохранять качество видеозаписи на сильно засвеченных участках, на участках с низким уровнем освещенности и при интенсивно изменяющемся, в том числе цветном, освещении.

Эффект достигается за счет двойного открытия затвора для формирования каждого кадра видеозаписи. Первое открытие затвора происходит с высокой скоростью, второе – с меньшей. При цифровой пост-обработке полученных кадров процессором видеокамеры, изображение, полученное средствами их объединения, не содержит засвеченных и затемненных участков.

По сравнению с технологией компенсации засветки (BLC ), расширение динамического диапазона (WDR ) является более современной и более совершенной технологией улучшения изображения. В некоторых видеокамерах эти технологии могут использоваться в сочетании для достижения максимального результата.

Автоматический баланс белого (AWB , Auto White Balance )

Баланс белого (AWB ) для систем видеонаблюдения – это функция, устанавливающая в автоматическом режиме так называемую «температуру изображения» и устраняющая искажение цветовой передачи.

Функция автоматического баланса белого наиболее актуальная при видеонаблюдении в помещениях , где в течение дня меняются источники света: дневной свет, поступающий через оконные и дверные проемы в вечернее время сменяют лампы накаливания и флуоресцентные лампы.

При настройке функции баланса белого (AWB ), устанавливается контрольная цветовая температура, и в процессе работы видеокамера подстраивается таким образом, чтобы минимизировать отклонение цветовой температуры изображения от заданной, отсекая участки светового спектра.

Применение функции баланса белого (AWB ) позволяет значительно улучшить цветопередачу при видеонаблюдении в помещениях с искусственным освещением и декоративной подсветкой.

Разные производители камер видеонаблюдения могут по различному именовать данную функцию, поэтому в некоторых вариациях она обозначена другими буквенными значениями, например, Blaсk Mask BLC (BMB) или Eclipse, но принцип работы остаётся неизменным.

Как известно, видеокамеры анализируют уровень освещенности объекта и отрабатывают данные параметр для достижения стабилизации путём выдержки затвора или изменения диаметра отверстия диафрагмы на объективе. Так вот в случаях попадания слишком ярких участков в поле зрения устройства, вызывается нарушение работы данного механизма стабилизации и настройка затвора или диафрагмы приводит к тому, что большая часть затемнённой области вокруг засветлённой становится неразличимой. Например, при съёмки проходной области в ночное время, в область обзора попадает подъехавший автомобиль с включенным светом фар. Яркие фары авто засвечивают картинку практически полностью, поэтому на мониторе невозможно рассмотреть ни номер, ни авто в целом, ни детали заднего плана.

Если в таком случае исключить засвеченные участки изображения из расчёта среднего освещения, то остальные детали изображения будут лучше видимы и различимы. Именно подобной технологией и наделена функция компенсации яркой засветки. Фактически, функция просто маскирует слишком освещённые участки кадра накладывая на них серый участки, что приводит к снижению общей яркости кадра и улучшению видимости деталей в тёмных областях изображения.

Недостатки:

В целом функция очень полезная и представляет наилучшее решение во многих условиях, однако при использовании камеры в помещении холла со стеклянными дверьми, которые попадают в область обзора, лучше применять не HLC, а другие функции, например, BLC, а в идеале WDR. Вся «соль» заключается в том, что с использованием данной функции не будет видно улицу и объекты на заднем фоне (то есть за стеклянной дверью), так как обычно в таких местах фон светлее. Таким образом, технология компенсации яркой засветки не правильно воспримет яркость заднего плана и освещённость улицы и закрасит большую часть данных участков серым цветом для устранения пересвещённости. В настройках многих видеокамер наблюдения можно найти конфигурации данной функции, однако особых изменений в данном случае они не принесут, так как на улице, в дневное время, всегда будет светлее, чем в помещении.

Ещё одно неудобство может постигнуть тех, кто желает определять номерные знаки автомобилей через систему видеонаблюдения с применением инфракрасной подсветки. Все автомобильные номера покрываются светоотражающим покрытием, чтобы в темное время суток их было лучше видно при свете фар или другом направленном освещении. Так вот это покрытие отражает лучи света в точном обратном направлении, поэтому при действии ИК-подсветки, инфракрасные лучи будут отражаться и номер будет достаточно ярким, что в свою очередь приведёт к срабатыванию функции компенсации яркой засветки. Единственным решением данной проблемы может стать перемещение выносного ИК-прожектора в сторону, чтобы изменить угол преломления отражённых инфракрасных лучей.

Руководитель группы технической поддержки Бенедикт Максименко.

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:

1. Аналоговое видеонаблюдение - видеосигнал передается в аналоговом виде.
2. Цифровое IP видеонаблюдение - видеосигнал передается в цифровом виде.
3. AHD видеонаблюдение - аналоговое видеонаблюдение HD качества. Преимуществом данного стандарта является возможность передачи сигнала на расстояние до 500 м без усиления по обычному коаксиальному кабелю. По этому же кабелю могут передавляться сигналы управления PTZ камер, а также звук. Стандарты AHD:
   • AHD-L - разрешение 960H - возможность AHD камер работать подключатся к обычному аналоговому видеорегистратору;
   • AHD-M - разрешение 720p - 960p (1 - 1,3 Мп соответственно);
   • AHD-H - разрешение 1080p (full HD - 2 Мп).
4. HD-TVI
5. HD-CVI

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.