Зачастую телекамеры устанавливаются в труднодоступных местах, что существенно осложняет как первоначальную настройку камер (в частности, настройку ракурса и фокусировки), так и их дополнительную подстройку. Поэтому решения со встроенными моторизованными объективами и функцией автоматической фокусировки могут значительно облегчить эксплуатацию системы видеонаблюдения. Кроме того, повышение разрешения камер повлекло за собой рост требований к квалификации персонала для точной настройки фокуса. Зачастую неверная настройка фокуса камеры при ее установке сводит на нет все преимущества ее "мегапиксельности" и, как следствие, ведет к нерациональному расходованию средств на высокое разрешение устройства. Наличие системы автоматической подстройки фокуса либо просто удаленного ручного управления фокусом устраняет эту проблему, делая данные камеры все более популярными на рынке видеонаблюдения.
Информация от производителей
Традиционно в технической документации для IP-камер производители приводят очень мало данных о характеристиках встроенных объективов. В технической документации на современные IP-камеры в строке "Разрешение" производители предпочитают указывать формат кадра в пикселях.
К сожалению, количеством пикселей сегодня подменяют понятие разрешающей способности системы, хотя количество пикселей может только говорить о максимуме детализации, которой в теории способна достигнуть данная система, тогда как в реальности результат бывает очень далек от теоретического максимума и зависит от многих факторов. Кроме того, в подавляющем большинстве случаев для различных фокусных расстояний не указывается не только разрешающая способность, но даже и светосила. Обычно пояснения ограничиваются указанием значения F-числа для минимального фокусного расстояния.
Другой важной составляющей является функция автоматической фокусировки изображения у моторизованных объективов. С одной стороны, такая возможность теоретически позволяет существенно упростить настройку камеры на объекте, но, как показывает практика, не всегда при ее работе пользователь получает максимально доступное для конкретной камеры разрешение. Резюмируя все вышесказанное, можно заключить, что специалистам рынка систем безопасности информация о разрешающей способности камер со встроенными трансфокаторами может быть не только интересна, но и очень полезна с практической точки зрения.
Как проводились измерения
Тестирование производилось на стенде с равномерным освещением таблицы источниками света со спектром, близким к солнечному, в трех режимах освещенности – 1000, 100 и 20 лк. Разрешение замерялось по таблице, причем применялись коэффициенты для учета дисторсии при расчете разрешения. Замеры проводились на разных фокусных расстояниях. Данные о разрешающей способности, полученные для разных участков сцены, позволяют оценить распределение разрешения изображения при различных фокусных расстояниях.
Кроме разрешающей способности также проводилась оценка точности автоматической фокусировки и времени, которое требуется камерам на фокусировку в автоматическом режиме: после автоматической настройки фокуса вручную подстраивался максимум разрешения. На основе измерений разрешения при автоматической и ручной фокусировке оценивалась точность автоматической фокусировки.
Во время тестирования IP-камеры были настроены следующим образом:
- сжатие Н.264;
- качество изображения максимальное;
- поток максимальный;
- все дополнительные программные обработки, влияющие на качество изображения, выключены.
Технические характеристики IP-камеры BEWARD BD3570RVZ
В 3-мегапиксельной камере BEWARD BD3570RVZ разработчики решили использовать КМОП-матрицу Sony Exmor формата 1/2.8'' и моторизованный объектив с автофокусом, АРД и доступными фокусными расстояниями 2,8–11 мм со светосилой F1.2. При максимальном размере кадра эта модель BEWARD может передавать 15 кадр/с в формате Н.264 High Profile, и максимальный размер видеопотока не превышает 8 Мбит/с.
Среди дополнительных возможностей BD3570RVZ стоит отметить функции расширения динамического диапазона, «безопасный холодный старт», цифровое подавление шумов (3DNR/SPQ), возможность записи на карту памяти и NAS, двустороннюю работу со звуком и поддержку спецификаций ONVIF.
Результаты тестирования камеры
Точность автоматической фокусировки во всех режимах у BD3570RVZ была очень близка к 100% или непосредственно соответствовала этому значению. Что же касается разрешающей способности, то по данному показателю эта камера BEWARD вошла в число лидеров среди участников тестирования.
Используя максимальный угол обзора при освещенности 1000 лк, IP-камера BEWARD формирует изображение с разрешением в центре 1552 линии, а на краю изображения детализация снижалась на 7%.
Наблюдая хорошо освещенную сцену (1000 лк) на среднем фокусном расстоянии, с помощью BEWARD BD3570RVZ пользователь мог получать изображение с разрешением в центральной области 1544 линии. Более того, в этом случае по всему полю зрения камеры сохранялось высокое разрешение, детализация практически не снижалась на краях. Дальнейшее увеличение фокусного расстояния практически не сказывалось на разрешающей способности. И при работе с минимальным углом обзора отклонение разрешения на краю от разрешения в центре составляло только 3%.
Проверка работы камеры при различных уровнях освещенности показала, что даже при 20 лк на среднем фокусном расстоянии разрешающая способность почти не снижается по сравнению с освещенностью 1000 лк (снижается не более чем на 6%) и остается равномерной по всему полю изображения.
Работа функции автоматической фокусировки
Время, необходимое камерам для автоматической фокусировки изображения, у разных производителей может существенно различаться. Причем моделям, у которых формат кадра больше, на фокусировку необходимо больше времени.
Для матриц с высоким разрешением производители используют объективы с большой разрешающей способностью, при этом жертвуя их скоростью. Тогда как для камер с разрешением до 2 Мпкс применяются широко распространенные скоростные зум-объективы.
Впрочем, скорость фокусировки непринципиальна для данного типа оборудования в отличие от скоростных PTZ.
Влияние освещенности сцены на детализацию изображения
Традиционно обнаруживается падение детализации при снижении освещения, что вызывается различными встроенными неотключаемыми алгоритмами, такими как шумоподавление. Падение разрешения также коррелирует с размером пикселя камеры (чем крупнее пиксель, тем лучше камера отрабатывает при низком уровне освещения).
Тестирование показало, что при работе даже в условиях низкой освещенности современные мегапиксельные IP-камеры позволяют получать очень достойное изображение с разрешением, довольно близким к разрешению в условиях высокой освещенности.
Статья подготовлена по материалам тестовой лаборатории CCTVLab. С полной версией статьи по тестированию мегапиксельных IP-камер с моторизованными объективами с автофокусом можно ознакомиться, пройдя по ссылке.