Валюта
Большая распродажа
Готовые комплекты
AHD видеокамеры
IP видеокамеры
Аналоговые видеокамеры
Видеорегистраторы
Аксессуары для видео
Прочее
Календарь
2019
<< Май
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  
Облако тегов
Загрузка флеш...
Применение видеокамер высокого разрешения в реальных условиях.
20-11-2013
Применение видеокамер высокого разрешения в реальных условиях.

В последние время существенно увеличилась потребность в повышении качества и точности изображения. Стали широко рекламироваться камеры с цифровой обработкой сигнала. Прогресс не остановить. Да это и не нужно делать. А вот подходить к решению конкретных задач нужно всегда обдуманно и расчетливо. Целью статьи не является задача сравнить аналоговое и IP или HD видеонаблюдение, а попыткой помочь в решении выбора оборудования к вашим задачам. Видеонаблюдение за коттеджем и видеонаблюдение в банке имеет все-таки определенное различие. Что главное-«Цена вопроса» или «любой ценой»?

Одним из аргументов в пользу применения камер высокого разрешения преподносят, что  за счет высокого разрешения видеокамер можно сэкономить. Первое и главное преимущество мегапиксельных видеокамер перед аналоговыми– каждая камера отображает больше деталей, а значит для решения одинаковых задач, их нужно меньшее количество. Применяют даже такой термин, как  "цена на один пиксель". Хотя это справедливо не для всех ситуаций. В реальной жизни, например на контроле периметра, где камеры устанавливают последовательно, каждой из них реально просматривает лишь узкую полосу по центру. Поэтому видеокамера разрешением 1 Мпкс имеет в 1,7 раза большее линейное разрешение, а значит, такие камеры можно поставить (в идеальном случае, если это разрешение действительно реализуется) в 1,7 раза реже. При этом общее количество пикселей, информацию от которых вам надо передавать и хранить, вырастет в 1,7 раза, хотя эффект будет такой же, что и с обычными камерами. Конечно, качество изображения непосредственно перед мегапиксельными камерами  будет чуть лучше, чем от обычной, но на дальних участках,  контролируемого одной камерой,  различимость деталей будет точно такой же. При этом на периметре просто недостаточно просматривать только длинные прямые участки, и даже обычных камер в среднем приходится ставить раза в полтора чаще, чем на основании теоретических расчетов. Поэтому на периметре выигрыш в количестве от применения мегапиксельных камер перед аналоговыми будет не более чем 1,5. Конечно, если цель стоит не сэкономить на количестве камер, а просто хотите получить картинку более высокого качества при том же стандартном 50–70-метровом расстоянии между камерами, то вы действительно получите картинку лучше. Если конечно вы готовы за это платить. Может быть, все это справедливо только к периметру?  Возьмем задачу распознавания номеров. Одна видеокамера обычного высокого разрешения достаточно хорошо контролирует одну полосу движения , но две полосы все равно не получится. Ситуация повторяется, как и на периметре, перейдя с обычных на мегапиксельные, вы получаете улучшение качества, но вовсе не значительную экономию количества камер. А с учетом более высокой стоимости одной камеры суммарная стоимость проекта почти наверняка возрастет. Рассмотрим задачу контроля входа. Необходима одна видеокамера, нацеленная на дверь. Даже обычная камера обычного разрешения успешно справляется с задачей распознавания лица. Мегапиксельная тоже справится с этой задачей, даже лучше. Но поставить половину камеры не получится, сколько бы мегапикселей в ней ни было, все равно в этой ситуации нужна ровно одна видеокамера.

Так что об экономии речь не идет. Ну, хорошо. Но качество-то всегда и наверняка будет лучше?

Цена – не единственный параметр, который неожиданно может оказаться менее выигрышным, чем с обычными камерами.

Объем информации
Рассмотрим этот параметр – количество информации, которую вы можете сохранить или передать. Мегапиксели генерируют мегабайты на каждый кадр. Конечно, применяется цифровое сжатие, но это соттветственно ухучшает качество изображения. Если вы сожмете 5 Мпкс в такой же объем по памяти, в какой привыкли сжимать четверть мегапикселя как у видеокамеры стандартного разрешения, изображение наверняка получится субъективно хуже. Увеличение количества пикселей при ограниченном объеме хранения или пропускной способности канала после некоторого размера приводит к ухудшению изображения. Начиная с некоторого уровня сжатия, информация о наличии дополнительных пикселей начинает вытеснять полезную информацию об изображении. Скорее всего, ситуация будет другая: качество-то будет лучше, а вот объем израсходованных гигабайтов на диске возрастет. Это тоже обернется  увеличенными расходами на сетевое оборудование и дисковые накопители. Как мы уже видели, за качество надо платить. Не стоит думать, что, используя новое оборудование, удастся сэкономить, удастся лишь с пользой потратить больше денег.

Количество мегапикселей 
Следующий хорошо известный факт – чем больше мегапикселей в том же размере чувствительной матрицы, тем хуже ее чувствительность, тем хуже передача полутонов. Гонка за мегапикселями оборачивается уменьшением размера пикселя. Были времена, когда видеокамера обычного разрешения стоила очень дорого, когда выпускались черно-белые камеры 1", 2/3" и только-только появлялись 1/3", сразу отметели, что на камерах размером меньше 1/2" качество передачи полутонов существенно хуже. При этом речь шла о всего лишь 480 пикселях по горизонтали, то есть размер пикселя у  1/3" камер был больше 10 мкм. Для сравнения: у современных мегапиксельных матриц с размером 1/2" при 5 Мпкс размер каждого пикселя примерно 2х2 мкм. А если камера цветная, то еще вдвое меньше. Думаете, развитие технологии позволяет улучшить ситуацию, да? Есть законы физики, которые не обойти. А если в светочувствительной матрице видеокамеры в 1 пиксель умещается максимум 4 электрона, то, как ни крути, она сможет передать не больше чем 2 уровня серого. Для ячеек размером около 2 мкм максимальное количество электронов составляет около тысячи, что дает теоретический (недостижимый в реальности!) предел около 50 градаций яркости. Поэтому у профессиональных фотоаппаратов матрица не меньше чем стандартный кадр пленки, то есть эквивалентна 8/3" в тех единицах, в которых обозначают матрицы видеокамер? А даже 10 Мпкс на уменьшенный менее 2" формат матрицы, как считается, приводят к заметному снижению качества передачи полутонов. Лучшие из современных мегапиксельных видеокамер 5-мегапиксельные формата 2/3" – по размеру ячейки соответствуют средней фотомыльнице. Это вполне приемлемо, но если вы увидите 10-мегапиксельную камеру формата 1/3" – будьте осторожны, низкое качество изображения будет заметно невооруженным глазом! При этом фото делается в идеальных условиях, на них терпеливо позируют. Преступник в поле зрения видеокамеры ждать не будет, выдержка нужна значительно короче, а освещенность будет значительно хуже, так что чувствительность у матрицы будет выкручена за пределы, которые не позволяет себе ни один из производителей фотоаппаратов.

Время считывания 
Еще один существенный недостаток больших по количеству мегапикселей матриц – долгое время считывания информации. Сейчас стали популярны КМОП-сенсоры, у которых время считывания может быть значительно меньше. Но и у них далеко не вся площадь кристалла занята светочувствительными ячейками, так что чувствительность опять же будет ниже, чем можно было бы ожидать для такого размера пикселя. Для выбора видеокамерыеры, в рекламе количество кадров в секунду может быть указано вовсе не для максимального разрешения.

Чувствительность 
В целом чувствительность мегапиксельных камер так же  значительно хуже, чем обычных. Чувствительность всегда была любимым объектом рекламы. Заявления об обычных видеокамерах, превышающих квантовый предел чувствительности, одно время появлялись  постоянной. Для мегапиксельных камер пока идет гонка мегапикселей, на чувствительность обращают мало внимания. Для сравнения вспомните: вы давно привыкли, что стандартная черно-белая видеокамера показывает приемлемую картинку, когда вы глазом ничего не видите, так? А теперь вспомните, при фотографировании любой фотоаппарат  обязательно включает вспышку, когда вы еще замечательно видите объект съемки. Прошу учесть, что видеокамеры от фотоаппаратов отличаются только тем, что их принудительно заставляют работать с малой выдержкой, то есть им еще сложнее получить хорошее изображение, чем фотоаппарату.

Разрешение
Дошли до главного- разрешение. Казалось бы,  тут все понятно. Собственно так и говорят: разрешение камеры столько-то мегапикселей. Но не так все просто. В оптике разрешение определяется довольно однозначно – количество штрихов на мм, которое создает полосы с модуляцией около 20% (критерий Рэ-лея). В телевидении понятие разрешения несколько размылось, определение говорило о количестве полос, которые можно "различить". Но каков критерий различимости? Обычно считали, что 10 или даже 5% – вполне хороший показатель, который можно различить. Впрочем, после появления ПЗС-матриц все производители перестали заявлять о требуемой глубине модуляции и считали, что "можно различить" ровно столько полос, сколько пикселей в матрице. Конечно, для успешного различения необходимо выполнить ряд условий, но в принципе вроде бы их действительно можно различить.

Объективы 
Помимо алгоритмов сжатия, качество легко может испортить разрешение объектива. Даже у идеальной оптики есть дифракционный предел при сильном диафрагмировании. То есть на ярком солнце разрешение объектива значительно ухудшается. А в оптимальных условиях с максимально открытой диафрагмой? В этом случае, наоборот, даже идеальная геометрическая оптика дает весьма небольшую глубину резкости. То есть в фокусе резкость, может быть, и будет, а шаг вперед или шаг назад – и вы не в фокусе, можете вскрывать сейфы сколько угодно, вас никто не опознает. По крайней мере мегапиксели тут не помогут. Но все таки, а хотя бы в самых-самых идеальных условиях, в самом фокусе имеющиеся объективы смогут обеспечить качество, достойное мегапиксельной видеокамеры? Не факт. Конечно, сейчас даже объективы уже называют "мегапиксельными", хотя там еще нет цифровой обработки изображения. Имеется в виду, конечно, что такой-то объектив производитель рекомендует для применения на мегапиксельных камерах. Конечно, 5-мегапиксельный объектив от уважаемой компании, несомненно, лучше чем 1-мегапиксельный no-name. Тем не менее не верьте, что он обеспечит возможность различить 5 млн точек.

Есть такой объективный параметр качества объектива – контрасточастотная характеристика. Показывает, сколько процентов модуляции остается от стольких-то штрихов на миллиметр. Параметр обычно измеряется в белом свете, раздельно для радиальных штрихов (по радиусу от центра кадра) и тангенциальных (вдоль окружности), а главное, как функция от расстояния от оси объектива. В центре кадра реальное разрешение объектива, может быть, почти соответствует расстоянию между пикселями в целевой 5-мегапиксельной матрице. В том смысле, что имеет контраст хотя бы на уровне 2–3%. Как будто это поможет вам различить преступника в серой одежде на сером фоне. И это еще до того, как за дело принялись алгоритмы компрессии. А ближе к углам разрешение наверняка очень сильно падает.

Так что, возвращаясь к задаче расстановки камер при охране периметра, мы совсем не получаем ожидаемого выигрыша по заявленному разрешению. Именно на дальнем плане контролируемого участка искажения оптики заведомо ухудшат картинку. Или нет достаточной глубины резкости. И в результате мы не можем поставить меньше камер в сравнении с аналоговым. Но зато качество изображения по центру будет заметно лучше.

Мы не  противники мегапиксельных камер. Наоборот. Просто хочется подчеркнуть, что всего лишь за деньги, причем не за такие уж и большие, вы можете заметно улучшить качество изображения. На обычных камерах  фактически достигнут потолок качества, сколько бы вы ни тратили денег, существенно улучшить качество картинки вам бы не получится. А теперь вы можете потратить деньги и сделать это с толком.

Интернет- магазин «Охрана и безопасность» 

2010 © Ohrana-zsg.ru О компании Акции Скидки Видеоролики Дилерам Доставка и оплата Контакты
Создание Интернет-магазина Ohrana-zsg.ru - PHPShop. Все права защищены © 2003-2019.