Владо Дамьяновски - CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии

Различные производители используют различные критерии и методы оценки, и в большинстве случаев, даже если мы знаем, как интерпретировать все числа из технического паспорта, нам все же приходится самим оценивать качество изображения, сравнивая его с изображением, даваемым другой телекамерой.

Сравнительный тест — это зачастую наилучший и единственный объективный способ проверки характеристик телекамеры — вертикального ореола, шума, чувствительности и пр. Не забывайте, что общее впечатление о хорошем качестве изображения создается комбинацией многих факторов: разрешающей способности, ореола, чувствительности, шума, гамма-коррекции и пр.

Человеческий глаз не одинаково чувствителен ко всем этим факторам. Люди, не обладающие достаточным опытом, будут удивлены, узнав, что разница в разрешающей способности в 50 ТВЛ иногда менее важна для качества изображения, чем, например, правильная установка гамма-коррекции или разница в 3 дБ в отношении сигнал/шум.

Рассмотрим некоторые наиболее важные характеристики:

— Чувствительность телекамеры;

— Минимальная освещенность;

— Разрешающая способность телекамеры;

— Отношение сигнал/шум;

— Динамический диапазон.

Другие, менее важные, но тоже имеющие значение характеристики включают: гамма-коррекцию, темновой ток, спектральную чувствительность, оптическую низкочастотную фильтрацию, диапазон АРУ в дБ, энергопотребление, габаритные размеры и пр.

Чувствительность

Чувствительность телекамеры, четко определенная в широковещательном ТВ, в видеонаблюдении часто понимается неверно, ее обычно путают с минимальной освещенностью.

Чувствительность характеризуется минимальным отверстием диафрагмы (максимальным F-числом), дающим видеосигнал полного размаха 1 В на тестовой таблице, освещенность которой равна точно 2000 лк и создана источником с цветовой температурой 3200° К.

Тестовая таблица должна иметь шкалу градаций яркости от черного до белого и общий коэффициент отражения 90 % для белой части этой шкалы.

Одна из стандартных тестовых таблиц для этих целей — это градационная испытательная таблица EIA. Пиковый уровень белого должен составлять 700 мВ, а уровень черного — около 20 мВ. Гамма-коррекция тоже играет роль в правильном воспроизведении тонов серого и должна быть установлена на 0.45. Чтобы установить чувствительность телекамеры, требуется объектив с ручной установкой диафрагмы, обычно с фокусным расстоянием 25…50 мм. Чтобы измерения были корректны, следует отключить АРУ телекамеры.

Когда все вышеперечисленное проделано, ручную диафрагму объектива закрывают до тех пор, пока пиковый уровень белого (700 мВ относительно уровня гашения) не начнет уменьшаться.

Отметка установки диафрагмы — F/4 или F/5.6 — и дает чувствительность телекамеры. Чем больше это число, тем выше чувствительность телекамеры. При сравнении различных телекамер следует использовать одинаковый источник света и ту же испытательную таблицу.

Рис. 5.34. Этот пример иллюстрирует тестирование телекамеры с градационной испытательной таблицей. На отметке диафрагмы F/5.6 полный размах видеосигнала еще 1 В

Минимальная освещенность

В видеонаблюдении не существует четкого определения минимальной освещенности, в отличие от чувствительности телекамеры. Обычно этот термин относят к наименьшей освещенности на объекте, при которой данная телекамера дает распознаваемый видеосигнал. Поэтому данная характеристика выражается в люксах на объекте, при которых получается данный видеосигнал.

Термин распознаваемый используется в широком смысле, и в зависимости от производителя может быть определен или нет. Это одна из самых больших «уловок» в видеонаблюдении. Большинство производителей, особенно тайваньских, не указывают уровень видеосигнала на выходе телекамеры для освещенности, указываемой как минимальная освещенность. Этот уровень может составлять 30 % (от 700 мВ), иногда 50 %, а иногда и 10 %.

Вот, например, общепринятые выражения при описании минимальной освещенности: «0.1 лк на объекте с коэффициентом отражения 80 % при использовании объектива F/1.4».

Следует иметь в виду, что в телекамере с хорошей схемой АРУ даже 10 % видеосигнала (70 мВ) можно раскачать так, что он будет казаться намного больше, чем есть на самом деле. Это, естественно, может вводить в заблуждение.

Например, в паспорте записано: 0.01 лк на объекте с объективом F/1.4, что предполагает (но не сообщается вам) что АРУ включена. Другие производители скромно указывают в технических характеристиках, например, что минимальная освещенность равна 0.1 лк при F/1.4 (при этом на выходе 50 % видеосигнала получается с отключенной АРУ). Понятно, на бумаге первая телекамера может показаться гораздо более перспективной, хотя в действительности гораздо лучше вторая.

Еще один вопрос для дискуссии: одни производители дают минимальную освещенность на объекте, а другие имеют в виду минимальную освещенность ПЗС-матрицы. Это далеко не одно и то же.

Когда определяется минимальная освещенность телекамеры (освещенность объекта), должно также указываться соответствующее F-число. Вторым важным фактором после освещенности, который тоже необходимо знать, является коэффициент отражения объекта в процентах.

Рис. 5.35. На левой части можно было бы увидеть мальчика со свечой в руке, но его контуры практически неразличимы, так как чувствительности фотопленки недостаточно, но телекамера позволяет отчетливо его разглядеть, как это видно на мониторе справа.

Если указывается минимальная освещенность на ПЗС-матрице, можно учитывать не все факторы (такие, как отражение и пропускание объектива). Тогда при расчете эквивалентной освещенности объекта, проецируемого на ПЗС-матрицу, мы должны компенсировать все эти факторы.

Эмпирическое правило (которое я вывел в разделе «Вычисление количества света») гласит: с объективом F/1.4 минимальная освещенность ПЗС-матрицы обычно в 10 раз выше (меньше люкс), чем чувствительность на объекте. Например, освещенность объекта в 1 лк при отражении 75 % с объективом F/1.4 соответствует освещенности в 0.1 лк на ПЗС-матрице.

Вышесказанное приводит к такому выводу: реальные характеристики телекамеры можно легко скрыть, просто не указывая некоторые факторы. Внимательно читайте спецификации.

Известный факт — черно-белые ПЗС-телекамеры всегда имеют более низкую минимальную освещенность, чем цветные ПЗС-телекамеры.