(495) 502-27-29

пн-пт с 9:00 до 18:00 (Мск)

Ваш регион
Москва и область

Ваш регион

Москва и область

Тестирования WDR в Box-камере BEWARD BD2230

Человеческий глаз обладает возможностью различать до 1014 градаций яркости одномоментно, благодаря этому мы можем четко распознавать объекты и в темных, и в светлых участках сцены. Видеокамера же с этой точки зрения ограничена, что также ограничивает и эффективность зрения оператора, или программных алгоритмов. Тем самым усложняетсю задачи детекции и распознавания в сложных условиях освещенности на видеоизображении. Для улучшения ситуации в видеонаблюдении применяется расширение динамического диапазона камеры — WDR, от Wide Dynamic Range.

Можно выделить 2 основных типа реализаций WDR, представленных в IP - видеонаблюдении: программную и аппаратную. Аппаратная реализация WDR у разных производителей может называться по – разному: RealWDR, TrueWDR., DoubleScan и т.п. Сам физический принцип же, в любом случае, основывается на проведении последовательной съемки нескольких кадров при различном времени выдержки. Это позволяет получить четкие кадры объекта отдельно на светлых участках (короткая выдержка) и на темных (долгая выдержка). Процессор матрицы сам производит «склейку» полученных кадров, позволяя пользователю тем самым получить на одном изображении картинку с динамическим диапазоном недостижимым никаким другим способом. Наиболее часто количество кадров с различной выдержкой равняется 2 (так называемый DoubleScan), где время выдержки одного кадра в 2 раза больше второго. Присутствуют матрицы с тройным и четырехкратным сканированием. При этом, инсталлятору стоит обращать внимание на то, что такой алгоритм может уменьшать частоту следования кадров относительно максимального значения, а поставщик может и не указать это в характеристиках камеры. Также производители камер зачастую используют объединение этих 2-х технологий для получения еще больших значений WDR и повышения потребительских характеристик своих моделей.

Что тестировали

Стоит отметить, что в практике видеонаблюдения принято измерять величину WDR в дБ, а в цифровой видеосъемке в f – ступенях. Для удобства дальнейшего анализа лаборатория представила результаты тестирования в первом варианте, более характерном для систем видеонаблюдения. Инсталлятору не стоит забывать, что каждое устройство в тракте передачи видеоинформации от сенсора камеры до его глаза обладает своим динамическим диапазоном. Так, например, использование дешевого монитора не позволит получить полную доступную на изображении информацию. Производители тоже часто игнорируют этот факт. Они просто списывают величину WDR с технических характеристик примененного сенсора, не обращая внимания на то, что и элементы самой камеры тоже уменьшают значение динамического диапазона. В тесте планируется использовать один общий для всех камер объектив, чтобы добиться более объективных результатов.

Чтобы сделать эксперимент наиболее наглядным, мы собрали камеры с разным разрешением и способом реализации WDR: аппаратным и программным. Все камеры соответствуют следующим критериям:

  • Box исполнение;
  • Сменный объектив;
  • Разрешение: 1 - 5 Мп;
  • Поддержка WDR;

Что и почему измеряли

Если перейти к методике испытаний, то лаборатория не стала изобретать велосипед. Измерялась способность камер передавать четкое видеоизображение одновременно в наиболее и наименее освещенном участках одного кадра. Один участок изображения освещался мощным источником света, а второй, напротив, находился в затемненной зоне. Освещенность каждого участка контролировалось при помощи люксметров. Критерием того, что камера «видит» достаточно, принималось различение полос и текста на тестовых мирах, установленных в обеих зонах. А само значение WDR рассчитывалось как логарифм отношения максимальной и минимальной освещенностей, умноженный на 20.

Рисунок 1 Скриншот с камеры при измерении динамического диапазона (Средняя освещенность)

Дополнительно, в ходе тестов измерялось максимальное горизонтальное разрешение камер и их чувствительность по стандартным методикам.

Результаты испытаний BEWARD BD2230

Камера показывает наибольшее значение динамического диапазона, среди других моделей — 94 дБ. Модель входит в число лидеров по величине абсолютного разрешения (1599 линии при освещенности более 100 лк). Стабильность разрешения также одна из лучших — падает на 8%, при уменьшении освещенности до 10 лк. Чувствительность камеры также находится в тройке лидеров в тесте. Разрешение падает до 75% и 50% при 4,2 лк и 0,7 лк, соответственно.

Результаты испытаний

Рисунок 2 Чувствительность камер (Меньше — лучше)

Рисунок 3 Динамический диапазон камер (Больше — лучше)

Рисунок 4 Кропы скриншотов, при съемке участков с сильно различающимися освещенностями (Яркость настроена для лучшей различимости)

Заключение

В результате испытаний в очередной раз удалось подтвердить гипотезу о том, что камеры с высоким разрешением, при прочих равных обладают меньшей чувствительностью, чем камеры с сенсором такого же размера, но меньшим разрешением. Но, что характерно принудительная установка пониженного разрешения съемки в камере позволяет добиться большего максимального разрешения, в сравнении с камерами, имеющими такое базовое разрешение. Эта особенность может быть полезна инсталляторам, для которых критично реальное разрешение камер.

Но не этот результат является главным в тесте. Лаборатория смогла подтвердить, что заявленный в характеристиках камер динамический диапазон выше своего реального значения. Вероятно, он указывается исходя из динамического диапазона сенсоров, примененных в камерах. Таким образом, производители не учитывают компонентов камер, которые тоже оказывают значительное влияние на величину этого параметра.

Но все же, лаборатория смогла наглядно продемонстрировано различие между камерами с аппаратной и программной реализацией WDR. Таким образом, если на объекте важно вести наблюдение сцен с сильно отличающимися по освещенности участками — следует приобретать камеру с аппаратным WDR. Это заметно улучшит качество картины. А все затраты на эту функцию, кажущиеся излишними на берегу, вполне могут окупиться в дальнейшей эксплуатации.

Полная версия статьи размещена на сайте независимой лаборатории CCTVlab.