Расширенный функционал современных камер
Использование цифровых сигнальных процессоров (DSP) в схемотехнике современных аналоговых камер позволило не только улучшить качество формируемого изображения – а именно повысить четкость, чувствительность и динамический бюджет, – но и реализовать спектр дополнительных функций с учетом специфики отрасли.
Производителей DSP для CCTV камер в мире не так уж и много. В первую очередь это, конечно, электронные гиганты Sony, Panasonic, Samsung Techwin и Sharp. Выпускаемые этими компаниями процессоры расходятся по всему миру и используются многочисленными производителями охранных телекамер.
Впрочем, это совсем не означает, что все камеры имеют одинаковые характеристики. Разработчику предоставляется возможность поиграть с каждой функцией, определить пределы настройки, отказаться от какого-то параметра или, наоборот, выбрать его. Однако общие черты, присущие особенностям конкретного DSP, хорошо проглядываются.
Функциональные возможности современной аналоговой камеры с цифровой обработкой сигнала столь многочисленны, что тезис IP-камера – предел совершенства может быть подвергнут критике. Особенно впечатляют успехи некоторых компаний – разработчиков DSP, начавших первые попытки внедрения аналитических детекторов в аналоговые камеры. Это способно повысить накал конкурентной борьбы между аналоговыми и цифровыми системами, особенно в связи с текущей экономической ситуацией в мире.
OSD-меню, детектор движения, стабилизация изображения, подавление шума, инверсия изображения, компенсация «битых» пикселей, зоны маскирования изображения, титры, интерфейс дистанционного управления камерой RS-485 или по коаксиальному кабелю – вот далеко не полный перечень доступных функций, которые можно обнаружить в спецификациях на современную камеру.
В данной публикации приводится описание наиболее распространенных функций, встречающихся в моделях различных производителей телекамер.
| Меню на экране (On-Screen Display-меню) – характерная функция современной камеры с цифровой обработкой сигнала, обеспечивающая возможность графического отображения параметров и настроек камеры. OSD-меню предоставляет собой не только удобный пользовательский интерфейс, но и саму возможность систематизированной настройки множества параметров, что физически невозможно реализовать с помощью dip-переключателей.
Функция инверсии изображения (flip/mirror) позволяет перевернуть изображение, поменять стороны – лево/право или верх/низ. Данная функция полезна при установке камеры на потолок в перевернутом положении и сзади движущегося автомобиля.
Цифровое масштабирование (digital zoom) – не бесполезная функция, несмотря на критический взгляд многих специалистов. Для поворотных камер с объективом-трансфокатором использование этой функции дает дополнительную возможность лучше рассмотреть мелкий предмет (например, номер автомобиля). Разумеется, в рамках разумного увеличения 4–8 крат. Для стационарных камер цифровое увеличение ограничено до 1,5–2 крат и может применяться для небольшой коррекции угла поля зрения неточно выбранного объектива. Разумеется, цифровое масштабирование влечет потери качества изображения, однако для камеры с высоким разрешением (500–600 твл), выполняющей задачу просмотра относительно небольшой области, потери не столь критичны.
Стабилизация изображения (Image Stabilization) – функция, призванная компенсировать движение объектов в кадре и улучшить качество изображения благодаря меньшей смазанности. В CCTV камерах обычно используется цифровая стабилизация. Это менее дорогостоящее решение, чем стабилизация оптическая со стабилизирующим элементом в оптике. Разумеется, и менее эффективное. Фактически электронная стабилизация позволяет компенсировать смаз изображения при высоких значениях выдержки. Также существуют алгоритмы для компенсации вибрации промышленной частоты, при установке камеры на стены производственных зданий или трансформаторных.
| Зоны маскирования (Privacy Masking) – функция, появившаяся в телекамерах несколько лет назад и поддержанная на законодательном уровне в ряде европейских стран. Функция позволяет создать несколько непрозрачных областей на изображении и тем самым скрыть от глаз оператора приватные зоны. Зоны маскирования призваны в первую очередь защитить неприкосновенность частной жизни в большом городе, где близость домов и коммерческих зданий, на которых установлены поворотные камеры с мощной оптикой, позволяет без труда наблюдать за жильцами. Зоны могут быть двухмерными и даже трехмерными, что позволяет максимально точно скрыть любой объект.
Компенсация «битых» пикселей – функция, реализующая алгоритм автоматического вычисления дефектных пикселей матрицы камеры и замещения каждого из них сигналом с соседнего пикселя. Функция требует специальной процедуры – объектив камеры закрывается, через OSD-меню активируется алгоритм поиска нерабочих пикселей (их можно видеть на экране монитора как точки белого свечения на черном фоне), и через несколько секунд изображение уже лишено дефекта.
Компенсация пиковой яркости или HLC (High Light Compensation) – данная функция решает задачу купирования пиковой яркости в изображении. Яркие источники света, как, например, фары автомобиля, становятся серыми, что позволяет рассмотреть номер въезжающей на парковку машины.
Подавление шума на изображении или SSNR (Samsung Signal Noise Reduction) – функция, позволяющая снизить зашумленность изображения при низкой освещенности. Данная функция не только субъективно повышает качество изображения в ночное время, но и позволяет объективно повысить чувствительность камеры. Шум на изображении растет с усилением сигнала в камере при снижении освещенности на объекте. Уровень усиления ограничивается значениями 24–30 дБ. При этом зашумленность изображения является приемлемой. В камерах с функцией SSNR усиление достигает 37 дБ. При этом чувствительность максимальная и шум на изображении остается субъективно приемлемым.
Детектор движения (Motion Detection) – функция детектора движения в телекамере появлялась и исчезала в моделях разных производителей на протяжении нескольких лет. С распространением цифровых систем записи, в которых функция видеодетектора реализована для каждого канала, от детекторов в камере отказались. Но ненадолго. Сначала детекторы слежения за объектом появились в поворотных купольных камерах, а теперь несколько производителей заявили о реализации аналитических детекторов в аналоговых камерах. Речь идет о детекторах оставленных и перемещенных предметов, направлении движения и пересечении линии. Каким образом камера сообщает о произошедшем событии? Все по тому же коаксиальному кабелю (протокол Coaxitron), витой паре (RS-485) или замыкая встроенный в камеру контакт.
Как было отмечено выше, набор функциональных возможностей современной камеры напрямую зависит от возможностей цифрового сигнального процессора. Сегодня определяющим фактором в конкурентной борьбе между производителями становится фактически не модель ПЗС-матрицы, а DSP. Следовательно, компании – разработчики процессоров способны занять лидирующее место в рейтинге производителей CCTV и привнести новые возможности в отрасль и новые технологии в телекамеры.
|
|