"Настоящий" WDR в телекамерах Effio-P


Автор: Николай Чура технический консультант компании "Система СБ"

Телекамеры с матрицами 960Н Exview HAD II и DSP Effio-E уже хорошо известны на рынке и завоевали широкое признание.

Возможности Effio

Все больше производителей охранных телекамер используют элементную базу Effio. Этому способствует получаемое отличное изображение с великолепной цветопередачей, минимальным цветовым муаром и артефактами Младший представитель модельного ряда DSP Effio, вариант "Е", не обладает большим выбором дополнительных функций, но обеспечивает самое главное - высокое качество изображения.


В табл. 1 представлены функциональные возможности всех процессоров ряда Effio.

Effio-E против Effio-S

Наиболее распространен, естественно, "младший" вариант Effio-E. Средний вариант Effio-S на российском рынке практически не встречается Около полугода назад появились модели камер с Effio-P. Причина малого распространения S-варианта довольно очевидна, поскольку различия между "Е" и "S", на наш взгляд, весьма незначительные. Режим цифрового увеличения чувствительности (накопление заряда) для современных CCD-камер не так востребован, как в CMOS-камерах, тем более с учетом распространения режима ICR (подвижного срезающего ИК-фильтра) в цветных камерах "день/ночь" при упрощении и удешевлении механизма переключения Цифровой зум в CCTV-камерах крайне неэффективен ввиду ограниченного исходного разрешения, которого всегда не хватает.

Цифровая стабилизация носит главным образом маркетинговый характер, поскольку камеры наблюдения в основном постоянного визирования. К тому же стабилизация снижает разрешение, а оно и так не очень высокое. По нашему мнению, дешевле камеру хорошенько закрепить.

Достоинства Effio-S и Effio-P

Серьезным достоинством процессоров "S" и "Р" является наличие шумоподавления временного типа 3DNR, которое, несмотря на незначительный смаз подвижных фрагментов, визуально существенно более эффективно в сравнении с пространственным 2DNR.

В табл. 2 приведены типы CCD для стандарта PAL и наиболее распространенного формата 1/3" (диагональ 6 мм), применяющиеся в камерах Effio.


Из таблицы видно, что матрицы для реализации режима WDR с двойным сканированием имеют в 1,5 раза меньшую чувствительность, чем модели EXview HAD II, как и более современные модели Super HAD II (ICX811).

Сравнение WDR

Известно, что только в CMOS-сенсорах PIXIM доступно адаптивное накопление практически в каждом пикселе. Для CCD наиболее эффективным методом расширения динамического диапазона телекамеры является метод двукратного экспонирования сенсора В DSP Effio-P как раз реализован подобный алгоритм. Из особенностей работы можно отметить работоспособность двойного сканирования при использовании объективов с ручной диафрагмой. Это означает, что временные интервалы накопления не фиксированы, как в первых реализациях данного метода, и позволяют адекватно работать автоматическому электронному затвору.

На фото приведен стоп-кадр изображения с четырех камер, одновременно снимающих зону перед наружной дверью и за ней. Освещенность за дверью в результате февральской пасмурной погоды составляла около 1 000-1500 лк. Освещенность внутри помещения при закрытой двери составляла около 0,1 лк. При открытии двери освещенность перед дверью достигала около 10 лк.


Изображение в первом квадранте обеспечивала камера с технологией Double Scan SONY 960H Effio-P. Во втором квадранте - камера с технологией WideLux, подобной двойному сканированию, но с другими временами накопления. В третьем квадранте - камера с технологией электронного расширения динамического диапазона ATR Effio-E. Базовое изображение четвертого квадранта - камера без WDR.

Из полученного изображения очевидно, что максимальное расширение динамического диапазона демонстрируют видеокамеры с двойным сканированием - квадранты 1 и 2 соответственно. Как и предполагалось, несколько менее эффективна система ATR. Причем на первых двух изображениях видно, что за эту эффективность пришлось заплатить чувствительностью. Что подтверждает значительный уровень шума на изображении Double Scan Effio-P.

Достоинством процессоров "S" и "Р" является наличие шумоподавления временного типа 3DNR, которое, несмотря на незначительный смаз подвижных фрагментов, визуально существенно более эффективно в сравнении с пространственным 2DNR

При желании с видеоматериалами по данному испытанию можно ознакомиться на YouTube под названием "Сравнительный видеотест камер Vision Hi-Tech с функцией WDR (1, 2, 3)". Камеры этой компании использовались, поскольку у нее представлены все реализации WDR. А для сравнения методов лучше применять камеры от одного производителя с единой технологической идеологией.

Эффективный WDR

В заключение можно сделать вывод, что при использовании CCD наиболее эффективной вплоть до настоящего времени является технология двойного сканирования в той или иной реализации.

Сама эффективность, естественно, не так хороша, как ожидается или обещается. Кроме того, эта технология, впрочем, как и цифровые методы, рождает дополнительные проблемы с изображением:

  • снижение чувствительности и разрешения;
  • цветовые артефакты;
  • незначительное искажение цветопередачи и т.п.
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #2, 2013