Технический прогресс, гаджеты и некоторые предрассудки

Глупо спорить о том, что новые технологии открывают во всех областях жизни новые возможности. Технический прогресс в видеонаблюдении, безусловно, кардинально улучшил как качество изображения, так и возможности его получения при неблагоприятных условиях наблюдения

Николай Чура
Технический консультант ООО "Система СБ" и ООО "Микровидео Группа"

Многие технические решения, такие как различные методы шумоподавления, увеличение чувствительности камер накоплением по времени ("медленный" затвор) или по площади матрицы ("бининг"), а также путем расширения спектральной полосы приема (режим "день/ночь", IRC), были известны давно и использовались в специальных устройствах локации и связи. Однако все эти технологии были бы недоступны без широкого применения цифровых методов обработки и существенного удешевления их реализаций.

Преувеличенные надежды

К сожалению, применение множества технологий в телекамерах, кроме расширения возможностей пользователей, таит в себе некоторую опасность "преувеличенных надежд" и путаницу в их применении без четкого понимания физического смысла этих методов. Более того, производитель и продавец часто пользуются незнанием пользователя, чтобы преувеличить достоинства оборудования, а зачастую и сами не совсем в курсе принципов действия режимов телекамер и их реальных возможностей.

Мне вспоминается показательный случай с демонстрацией встроенной видеокамеры популярного гаджета. Мой знакомый вдохновенно расхваливал ее возможности выдавать, кроме видимого цветного изображения, картинку в рентгеновских, инфракрасных и ультрафиолетовых лучах. Право, там не обещали только "нейтронного" изображения. Это подтверждалось соответствующими пунктами меню и клавишами. Естественно, все это - чистая имитация путем обработки обычного телевизионного изображения в видимой и ближней ИК-области и не дает никакой ожидаемой информации. Очень часто мы также находимся под впечатлением звонких терминов, за которыми нет ничего серьезного.

Остановимся на некоторых особенностях и проблемах использования современных видеокамер, снабженных процессором обработки изображений (DSP) и управляемых через экранное меню (OSD).

Резкость и фокусировка изображения

Довольно часто потребители обращаются с претензией по поводу недостаточной резкости изображения в популярных сейчас камерах со встроенными объективами с автодиафрагмой При этом пытаются добиться более четкого изображения через меню камеры, увеличивая "четкость" (Sharpness) и контраст (Contrast) Или, что еще хуже, хаотично изменяя настройки в меню. Учитывая количество этих настроек и их возможных комбинаций, это совершенно напрасные усилия. Нам еще повезло в том, что не все так называемые режимы что-то реально меняют в изображении. Естественно, никакие электронные или программные методы не в состоянии улучшить плохо сфокусированное изображение. Потерянная информация не восстанавливается.

Резкость изображения зависит только от качества оптики, фокусного расстояния и ее настройки При прочих равных условиях более длиннофокусные объективы с теми же апертурами принципиально дают более размытое изображение в силу дифракционных ограничений размеров фокального пятна. Поэтому применять бюджетные камеры с длиннофокусными объективами для наблюдения на больших расстояниях нецелесообразно. В этом случае лучше воспользоваться "возможностями телевидения для передачи изображения" и поставить камеру с короткофокусным объективом ближе к объекту.

Фокусировка объектива производится обязательно при полностью открытой диафрагме. Это вызвано увеличением глубины резкости объектива при его диафрагмировании. Для этого необходимо фокусировать объектив в сумерках или использовать нейтральные светофильтры с поглощением хотя бы порядка 100 крат. В этом случае автоматическая диафрагма открывается. Или временно, для фокусировки, перевести камеру из режима с автодиафрагмой (DC) в режим с автоматическим электронным затвором (АЕ), когда автодиафрагма также должна открыться.

Цветопередача

В настоящее время практически все камеры цветного изображения снабжаются функцией "день/ночь". Переход в режим "ночь" предполагает отключение цветности и управление подвижного ИК-фильтра при его наличии. На наш взгляд, простой переход в черно-белый режим вообще не имеет смысла, поскольку все характеристики камеры остаются неизменны Возможно только субъективное снижение раздражающего действия цветного шума.

Камеры с постоянно расширенной в область ИК спектральной характеристикой имеют значительные искажения цветопередачи. Они могут применяться только для искусственного освещения, полностью лишенного ИК-излучения (люминесцентные и аналогичные им энергосберегающие и светодиодные лампы). Примечательно, что никакой процессор не в состоянии скорректировать подобные искажения цветопередачи, так же как и увеличить чувствительность ночного режима при неизменной спектральной чувствительности камеры.

Перспективные модели камер

Наиболее перспективны камеры с подвижным ИК-фильтром. При наличии меню может быть выбран режим "день/ночь", цветной и черно-белый. В более совершенных моделях в меню может быть изменен уровень перехода по величине освещенности и времени воздействия ее изменения. На фото приведены изображения, полученные камерами "день/ночь" в режимах цветного и черно-белого изображения без ИК-чувствительности (квадранты 1 и 2) , а также с постоянной ИК-чувствительностью и с подвижным ИК-фильтром (квадранты 3 и 4). На изображении 3 видны остаточные искажения цвета зеленоватого оттенка, поскольку изображение строится в основном ИК-составляющейотламп накаливания, работающих на пониженном напряжении. К сожалению, основной параметр, как дополнительная чувствительность за счет работы в ИК-диапазоне, не может быть изменен и практически всегда неизвестен. Это приводит к тому, что мы никогда не знаем, насколько эффективна отдельная ИК-подсветка, как это было во времена черно-белого наблюдения с известными, хотя бы относительно, спектральными характеристиками чувствительности камер. По этой причине сегодня встроенная подсветка хороша хотя бы своей функцией определения дальности действия, при всех своих известных недостатках.

Опубликовано: Каталог "Системы цифровой видеорегистрации (DVR)" #2, 2012