Видеокамера представляет собой устройство, преобразующее световой поток в стандартный видеосигнал, который в дальнейшем транслируется на устройства обработки сигнала (мониторы, записывающие устройства и т.д.).
Основные характеристики камер видеонаблюдения:
Разрешение (ТВЛ) — параметр, характеризующий детальность изображения, одним словом, чем больше разрешение, чем лучше просматриваются мелкие детали, такие как номер автомобиля, лицо человека. Измеряется в телевизионных линиях (ТВЛ), причем подразумевается разрешающая способность по горизонтали, так как разрешение по вертикали у видеокамер одного стандарта одинаково и ограничено на одном уровне. Черно-белые видеокамеры стандартного разрешения имеют разрешение 380-420 ТВЛ, повышенного разрешения 560-570 ТВЛ, цветные видеокамеры 280-350 ТВЛ, высокого разрешения до 460 ТВЛ, а с цифровой обработкой видеосигнала (DSP) до 560 ТВЛ.
Телевизионные стандарты аналоговых камер:
| Тип камеры |
Телевизионный
стандарт |
Ограничения
горизонтального
разрешения по ТВ —
стандартам |
| Цветные камеры |
PAL |
~ 540 ТВЛ |
| Черно-белые камеры |
CCIR |
~ 600 ТВЛ |
| День-Ночь камеры |
PAL / CCIR |
~ 540 ТВЛ / ~ 600 ТВЛ |
Чувствительность (люкс) – минимальный уровень освещенности (в люксах), при котором видеокамера дает распознаваемый видеосигнал. Чем параметр меньше, тем меньше света необходимо камере для того чтобы выдать приемлемую картинку. Для обычных черно-белых видеокамер она составляет 0,4~0,01 люкс (сумерки), для высокочувствительных до 0,00015 люкс (темная ночь), для цветных 0,2~3 люкс.
Стоит упомянуть, что чувствительность черно-белых видеокамер затрагивает не только спектр видимого света, но инфракрасную область, что позволяет применять ИК-подсветки в условиях низкой освещенности.
|
Ориентировочная освещенность объектов.
|
| На улице: безоблачный, солнечный день |
Более 100 000 люкс (угол солнца 55°) |
| Солнечный день, с легкими облаками |
70 000 люкс |
| Пасмурный день |
20 000 люкс |
| Раннее утро |
500 люкс |
| Сумерки |
4 люкс |
| Ясная ночь, полная луна |
0.2 люкс |
| Ясная ночь, неполная луна |
0.02 люкс |
| Ночь, луна в облаках |
0.007 люкс |
| Ясная, безлунная ночь |
0.001 люкс |
| Безлунная ночь с легкими облаками |
0.0007 люкс |
| Темная, облачная ночь |
0.00005 люкс |
| В помещении без окон с искусственным освещением |
100 — 200 люкс |
| Хорошо освещенные помещения, офисы |
200 — 1000 люкс |
Размер матрицы — Основным элементом камеры видеонаблюдения является ПЗС — матрица — совокупность ячеек, способных передавать информацию о свете. Размер матрицы меряется по диагонали в дюймах. При выборе камеры следует учитывать, что чем больше размер матрицы, тем больше размеры камеры, но размер матрицы не влияет на качество изображения. Наиболее распространены видеокамеры с размером матрицы 1/2″, 1/3″, 1/4″.
Угол обзора видеокамеры
Угол обзора камеры — параметр, который определяется фокусным расстоянием (f) объектива. Часто этот параметр указывается в градусах. Широкому углу обзора, соответствуют маленькие фокусные расстояния (2,8-5,0 mm). Для наблюдения за удаленными объектами применяют объективы с большим фокусным расстоянием (28,0 – 75,0 mm и более). Имея объектив с широким углом обзора, можно получить хороший панорамный обзор (общую картинку), но вдаль вы будете видеть хуже, мельче, уже не сможете рассмотреть там какие-то мелкие детали. А при использовании длиннофокусных обьективов конечно сужается поле зрения, но вы будете лучше видеть вдаль.
Выбор угла обзора видеокамеры
Первое, что вам необходимо учесть, видеокамеры несколько отличаются от человеческого глаза. Ваш глаз является хоть и не совершенной, но достаточно качественной системой наблюдения. Вы можете с одинаковым успехом смотреть как вдаль, хоть до горизонта, так и различить линии на своей руке. Простым поворотом головы, вы можете посмотреть, что происходит справа от вас или слева. Камера же смотрит прямо (если это не управляемая камера) на ту дистанцию и с тем углом, с которым позволяет фокусное расстояние объектива. Именно по этому, выбор фокусного расстояния — это один из важнейших моментов при подборе оборудования системы
видеонаблюдения рязани. Если Вы подбираете объективы с фиксированным фокусным расстоянием, уделите этому особое внимание! Помимо объективов с фиксированным фокусным расстоянием существуют объективы с переменным (варифокальным). Варифокальные объективы позволяют настраивать видимое изображение непосредственно на объекте, кроме того, в будущем Вы имеете возможность изменять угол обзора., но только в заранее выбранном диапазоне. Для более удобного подбора объектива ниже приведена примерная таблица углов обзора и расстояний от камеры до объекта.
Таблица углов обзора и расстояний от камеры до объекта:
| f фокусное
расстояние
объектива |
Горизонтальный
угол обзора, для
ПЗС–матриц 1/3″ |
Возможность
обнаружения
человека |
Возможность
идентификации
человека |
Возможность
определения
номера
автомобиля |
| 2.8 mm |
86° |
до 19 м |
до 1.4 м. |
— |
| 2.9 mm |
83° |
до 20 м. |
до 1.45 м. |
— |
| 3.6 mm |
72° |
до 25 м. |
до 1.8 м. |
— |
| 4.0 mm |
67° |
до 28 м. |
до 2 м. |
до 2.6 м. |
| 6.0 mm |
48° |
до 42 м. |
до 3 м. |
до 4 м. |
| 8.0 mm |
36° |
до 56 м. |
до 4 м. |
до 5 м. |
| 9.0 mm |
30° |
до 63 м. |
до 4.5 м. |
до 6 м. |
| 12.0 mm |
25° |
до 84 м. |
до 6 м. |
до 8 м. |
| 16.0 mm |
17° |
до 112 м. |
до 8 м. |
до 10 м. |
| 25.0 mm |
12° |
до 175 м. |
до 12.5 м. |
до 16 м. |
| 50.0 mm |
6° |
до 350 м. |
до 25 м. |
до 33 м. |
| 80.0 mm |
3.3° |
до 560 м. |
до 40 м. |
до 53 м. |
| 100.0 mm |
2.8° |
до 700 м. |
до 50 м. |
до 66 м. |
| 120.0 mm |
2.1° |
до 840 м. |
до 60 м. |
до 80 м. |
Для видеокамер с размером матриц 1/2″, угол обзора будет примерно на 17-18% больше, а для матриц 1/4 — меньше.
Также стоит отметить, что угол обзора указываемый производителями видеокамер, как правило представлен не по горизонтали, а по диагонали.
Вот наглядный пример применения объективов с разным фокусным расстоянием:
Цветная или черно-белая?
Этот вопрос надо задать первым при проектировании системы видеонаблюдения. Черно-белые камеры имеют более высокую чувствительность, разрешающую способность, позволяют наблюдать объект в инфракрасном (невидимом для глаза) излучении, имеют более низкую стоимость. Основным недостатком черно-белой камеры является то, что невозможно определить цвет объекта. К примеру, голубой и желтый автомобиль на экране монитора будет выглядеть, как абсолютно одинаковый — серый.
Цветные камеры позволяют более точно определить объект наблюдения, например, фишки для игры в казино, купюры, автомобили, одежду, предметы и т.д. Недостатком является более высокая стоимость, невозможность получить качественное изображение в темное время суток, хотя в некоторых цветных камерах (более дорогих) существует режим день/ночь, т.е. камера при низкой освещенности начинает работать в черно-белом режиме.
Некоторые параметры и функций видеокамер, помогающие значительно повысить качество изображения в сложных условиях видимости:
|
Камера с объективом оснащенным автодиафрагмой (АРД), или камера, позволяющая установку подобного объектива. Принцип работы объектива с автодиафрагмой, такой же как и у нашего глаза. При высокой интенсивности света диафрагма сужается, при низкой — расширяется. Необходимо учитывать, что настройку резкости подобного объектива следует проводить: при полностью открытой диафрагме, при минимальной освещённости (густые сумерки, ночь) или же используя нейтральные светофильтры для уменьшения общей интенсивности потока. |
|
Одним из преимуществ видеокамер над человеческим глазом является то, что камеры могут «смотреть» в инфракрасном освещении (ИК). Для этого используют специальные инфракрасные осветители (ИК-подсветка) с встроенными ИК диодами. Важно знать, что цветные камеры не могут работать совместно с отдельно установленными (не встроенными в камеру) ИК — подсветками. Для работы с ИК — подсветками рекомендуем использовать камеры черно-белого изображения или камеры день/ночь с механическими сдвигаемыми ИК — фильтром (ICR) или электронным режимом (механичесский лучше). В качестве достоинства ИК – подсветки стоит отметить, что камера может «видеть» в абсолютной темноте, в качестве недостатка — изображение будет несколько неестественным. Кроме того, потребление питания данных устройств достаточно высокое. И чем дальше освещает ИК – подсветка, тем выше потребление. |
|
День / ночь (D/N). Принцип действия камер с подобной возможностью достаточно прост. При достаточном освещении — изображение цветное, при недостаточном — черно-белое (с увеличением чувствительности). Различают два основных вида день/ночь. Электронный – при недостаточном освещении камера отключает цветность и все. И единственный положительный результат от подобного действия, пропадают цветные помехи. Механический (ICR) — при недостаточном освещении камера механически сдвигает ИК — фильтр, что позволяет большему количеству света попадать на ПЗС-матрицу, тем самым увеличивая чувствительность камеры. |
|
Камеры, оснащенные механическим ИК — фильтром (ICR) При недостаточном освещении камера механически сдвигает светофильтр, что позволяет ПЗС-матрице воспринимать информацию в ближнем ИК спектре, тем самым увеличивая чувствительность камеры. К подобным камерам, рекомендуется подбирать объективы с ИК-коррекцией. |
|
Алгоритм фильтрации видеошумов, основан на сравнении соседних кадров, выявлении видеошумов и их нейтрализации (фильтрации). Основная задача DNR — получение изображения без видеошумов в условиях недостаточной освещенности. В свою очередь создан более сложный, но и более эффективный алгоритм 3D-DNR . В отличии от предыдущих версий DNR обработка каждого кадра происходит не один раз, а несколько, что позволяет получить кадр более высокого качества. Также хотелось бы уточнить, что при уменьшении шумов снижается размер файла в архиве (при записи). Экономия может составить до 40% при использовании алгоритма JPEG и до 70% в алгоритме MPEG. |
Режим WDR (Wide Dynamic Range) расширенный динамический диапазон. Благодаря этому режиму, изображение, полученное от камеры, выглядит более насыщенным и сбалансированным по цветовым характеристикам. В случае, если зона обзора имеет яркие и темные области или слишком яркий фон, у объекта наблюдения оптимальным решением будет камера с функцией WDR. Пример использования: вы наблюдаете человека на светлом фоне. Без какой либо обработки у вас светлая «картинка» и темный контур человека, как если бы вы видели его на фоне заходящего солнца. Красиво – да, информативно – нет.
Следующее поколение обработки так называемый BLC (компенсация задней засветки). В данном случае камера определяет засветку изображения и принимает решение ее компенсировать. В результате, мы различаем человека, но не видим, что происходит за ним. В случае использования камеры с режимом WDR, вы различаете не только человека, но и то, что происходит дальше. Это достигается путем совмещения одного и того же изображения, снятых в двух разных режимах.
Режим Sens-Up, позволяющий в разы увеличить чувствительность видеокамеры, во внештатной ситуации. В штатном режиме видеонаблюдения этот режим не используется. Пример использования: У вас на объекте достаточно освещения для использования камер без дополнительных функций. Но кто-то разбил фонарь, и заменить его в данный момент нет возможности. Варианта два: вы видите перед собой черный экран так, как камере недостаточно освещения, либо перед вами, очень даже неплохое (в условиях полного отсутствия освещения) изображение. Увеличение чувствительности происходит за счет накопления заряда на чувствительных элементах ПЗС-матрицы при медленной скорости срабатывания затвора и дальнейшей обработке.
