Выбираем видеокамеру

На рынке современных систем видеонаблюдения огромный выбор видеокамер различных производителей, поэтому в этой статье мы решили рассказать о основных характеристиках видеокамер и разберемся с наиболее востребованными функциями.

Типы матриц видеокамер

Одним из основных элементов видеокамеры является матрица - устройство которого осуществляет преобразование света попадающего на нее в электрический сигнал. Существует два типа матриц: CCD и КМОП у каждой из которых есть свои преимущества и недостатки.

Справедливо заметить, что современные КМОП матрицы практически ничем не уступают CCD матрицам и идеально подойдут для систем видеонаблюдения для которых не предъявляется повышенных требований.

Размер матрицы видеокамеры

Размер матрицы определяется диагональю в дюймах и записывается дробью 1/2.5, 1/2.7, 1/2.8, 1/3, 1/4. Считается, чем больше размер матрицы тем выше качесвто детализации, глубина резкости картинки, меньше шумов и больше угол обзора, однако лучшее качество изображения обеспечивает не размер матрицы видеокамеры, а размер ее отдельного пикселя или ячейки и чем он больше, тем лучше. 

Если матрицы с размерами 1/3" и 1/4" имеют равное количество пикселей, то матрица с диагональю 1/3", будет давать лучшее изображение. Если же на ней пикселей больше, то нужно подсчитывать примерный размер пикселя. Сделать это очень просто:

P = x/b * 1000

где, P = размер пикселя в мкм, x - разрешение видеокамеры по вертикали или горизонтали (например для 2Мп видеокамеры можно взять разрешение по горизонтали 1920), b - размер матрицы камеры по горизонтали или вертикали (например для матрицы 1/3" это значение для горизонтали 4.8 мм) и умножить на 1000, чтобы перевести результат в микрометры.

К примеру, во многих случаях размер пикселя на матрице 1/4" оказывается большим, чем на матрице 1/3", а значит, видеоизображение с 1/4" , хотя она и меньше по размеру, будет лучше, что и видно из таблицы на которой представлены наиболее распространенный размеры матриц в системах видеонаблюдения.

Матрица может быть с соотношением сторо 4:3 и 16:9, следовательно у матриц с одной и той же диагональю будут разные физические размеры, поэтому видеокамеры с разными соотношениями сторон будут иметь разные вертикальные и горизонтальные углы обзора.

Разрешение

Разрешение матрицы видеокамеры один из важнейших параметров, который определяет размер, соответственно и детализацию полученной картинки. Разрешение измеряется в телевизионных линия ТВЛ или пикселях. 

Разрешение видеокамеры в ТВЛ - это количество вертикальных линий, размещенных на картинке по горизонтали. ТВЛ более точны, поскольку дают представление именно о размере картинки на выходе, тогда как разрешение в мегапикселях, указываемое в документации производителя, может вводить покупателя в заблуждение - оно часто относится не к размеру итоговой картинки, а к числу пикселей на матрице. В этом случае нужно обращать внимание на такой параметр, как "Эффективное количество пикселей"

Разрешение в пикселях - это размер картинки по горизонтали и вертикали, если он указывается в виде 640Х480, 1280Х720, 1920Х1080 и т.д. или общее количество пикселей на картинке указывается как 0,3 Мп; 1Мп, 2 Мп (мегапиксель), 3Мп, 5Мп, 8Мп.

Частота кадров

Частота кадров влияет на плавность видеоизображения. Считается что камера показывает в реальном времени при 25 к/с в PAL или 30 к/c в NTSC, при этом изображение можно наблюдать без резких переходов до 18-20 кадров. В штатных системах видеонаблюдения этого вполне достаточно. Однако существуют специализированные высокоскоростные камеры, кадровка которых может значительно превышать стандартные значения.

Чувствительнсть

Чувствительность видеокамеры, измеряется в ЛК (Lux люксах). От этого параметра зависит способность видеокамеры видеть ночью и в условиях плохой освещенности. Чем меньше этот параметр, тем лучше.

Типовая освещённость

Фокусное расстояние и угол обзора

Фокусное расстояние - это расстояние между линзой и матрицей видеокамеры. Стоит запомнить следующее правило: чем меньше фокусное расстояние, тем больше угол обзора видеокамеры и наоборот, чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол обзора видеокамеры. Фокусное расстояние записывается как f= ... мм.

Из рисунка видно, что если требуется минимальным количеством обзорных камер видеонаблюдения следить за периметром, стоит установить видеокамеру с малым фокусным расстоянием и наоборот если требуется идентификация деталей: денежных купюр, автомобильных номеров, лиц, стоит подбирать фокусное расстояние объектива видеокамеры с большим значением. 

Углы обзора 1/3" видеокамер

Типы объективов

 В зависимости от поставленной задачи, к видеокамере подбирается объектив, либо подбирается видеокамера с уже установленным объективом. 

• Фиксированный объектив. Подбирается под заранее определенную задачу, обладает фиксированным фокусным расстоянием, а значит и угол обзора фиксированный. Например объектив с минимальным фокусным расстоянием f=2.5 мм.
• Вариофокальный объектив. Может менять фокусное расстояние путем ручной настройки, благодаря чему объектив может быть донастроен под определенную сцену в процессе эксплуатации. Например объектив с зумом 4,28 f=2.8-12мм
• Моторизированный объектив. По сути тот же вариофокальный объектив, только с приводом и схемой управления позволяющей удаленно менять фокусное расстояние объектива под определенную сцену. 
• Рыбий глаз. Благодаря панорамному объективу позволяет добиться обзора в 360 градусов. Изображение с такой камеры не всегда удобно для наблюдения и анализа, поэтому разбивается на отдельные направления специальными программами.
• Пинхол объектив. Объектив с игольное ушко, используется при реализации скрытых систем видеонаблюдения
  

Тип крепления объектива 

• C - крепление. Устаревший тип крепления, в настоящее время не применяется в системах охранного телевидения. Определяется резьбой 2.54мм и расстоянием заднего фланца от ПЗС матрицы видеокамеры в 17,526 мм.
• CS - крепление. Данный тип крепления используется в существующих системах видеонаблюдения. Определяется расстоянием заднего фланца от ПЗС матрицы видеокамеры в 12,5 мм.
• M12. Используется в модульных видеокамерах небольшого размера.

Светосила объектива (F-число или относительное отверстие)

Относительное отверстие ирисовой диафрагмы определяет количество света попадающего через объектив на матрицу. Меньшее значение F - числа соответствует наибольшему раскрытию диафрагмы и наоборот большее значение, соответствует минимальному раскрытию диафрагмы. Соответственно чем меньше F - число тем картинку лучшего качества можно получить в условиях плохой видимости и чем больше F - число, тем лучше изображение можно корректировать в условиях фоновой засветки. При минимальном F - числе достигается большее значение глубина резкости.

Способ корректировки диафрагмы: 

• Вручную. Данный тип объективов применяется в закрытых помещениях с фиксированным освещением. 
• Автоматическая диафрагма. Объектив автоматически подстраивается под текущий уровень освещенности.

Электорнный затвор AES

Электронный затвор - это выдержка, интервал времени с которым свет попадающий на матрицу считывается с нее. Выражается он как 1/50 - 1/100000 с. Чем меньше значение выдержки, тем быстрее свет считывается с матрицы не успевая накапливаться на ней, поэтому применяется при отслеживании быстродвижущихся объектов или объектов в условиях высокой фоновой засветки. Большое значение экспозиции применяется в условиях плохой освещенности, однако в результате большого времени накопления зарядов на матрице движущиеся объекты будут смазываться.

Стоит отметить, что возможности электронного затвора значительно слабее автоматической диафрагмы, поэтому применять его желательно внутри помещений. 

Отношение сигнал/шум

Измеряется в децибелах (Дб). Cигнал/шум показывает, насколько хорош может быть видеосигнал видеокамеры, в условиях низкой освещенности. Шума избежать невозможно, но его можно минимизировать. В основном, он зависит от качества ПЗС-матрицы, электроники и внешних электромагнитных воздействий, но также в сильной степени и от температурных флуктуаций электроники.

Современные камеры видеонаблюдения имеют отношение сигнал/шум в 50Дб.

Подавление шумов DNR

 В настоящее время  существуют две технологии подавления шумом:

• 2-DNR. Устаревшая технология, которая убирала шумы в основном ближнего плана, кроме того, иногда изображение из-за обработки немного смазывалось
• 3-DNR. Распространенная в настоящее время технология, которая убирает не только ближние шумы, но и снег, зернистость на дальнем фоне.

ИК подсветка

Инфракрасная подсветка позволяет работать камере видеонаблюдения в условиях плохой освещенности. Дело в том, что матрица видеокамеры может "видеть" в инфракрасном диапазоне. В дневное время суток инфракрасный фильтр ICR отсекает излучение в ИК диапазоне, когда уровень освещения падает, при достижении порогового значения ICR фильтр отключается и  включается ИК подсветка. 

Основные характеристики ИК подсветки:

• Дальность ИК подсветки
• Угол ИК подсветки
• Длина волны на которой работает ИК подсветка

Компенсация засветки HLC, BLC, WDR, DWDR

 Данные функции направленны на компенсацию разности фонов в кадре видеокамеры, свет фар, фонарей, тень-яркий свет.

HLC. Данная технология просто маскирует источники сильной засветки в кадре, чтобы можно было различать другие детали. Наглядный пример автомобильные фары в ночное время суток.

BLC. Данная функция реализуется путем увеличения экспозиции всего изображения позволяя в какой то мере выровнять разность фонов. Функция присутствует в большинстве бюджетных видеокамер и не особо эффективна при больших разностях фонового освещения.

WDR. Видеокамеры с реализованной на аппаратном уровне функцией WDR (расширенным динамическим диапазоном) позволяет получить максимально качественную картинку при большой разности фонового освещения в кадре. Например человека в темной комнате на фоне окна или навеса в тени граничащего с сильным солнечным светом. Данная функция присутствует в дорогих видеокамерах.

D-WDR. WDR реализованный на программном уровне, значительно уступает аппаратному WDR и присутствует в большинстве бюджетных видеокамерах.

IP Класс защиты видеокамеры от влаги и пыли

Класс IP определяет степень защиты от попадания внутрь посторонних предметов и влаги. Первая цифра определяет степень защиты от попаданию внутрь посторонних предметов, а вторая показывает степень защиты от влаги. 

Например большинство уличных видеокамер использующихся в системах видеонаблюдения обладают степенью защиты IP66 что соответствует полной защите от пыли и защите от мощных водяных струй.

Степень защиты IP

Степень защиты от механических воздействий IK

В техническом паспорте видеокамер вы можете найти такой параметр, как IK отображающий степень защиты устройства от механических воздействий в соответствии со стандартом EN50102

OSD меню

Благодаря данному меню специалист в ручном режиме может настроить параметры видеокамеры под требуемую задачу. Переход в меню может осуществляться несколькими способами: 

• Локально. Благодаря беспроводному ИК пульту, встроенному в видеокамеру или выносному джойстику.
• Удаленно. Доступ в меню осуществляется удаленно с сервера видеонаблюдения или регистратора.

Перечислим наиболее распространненные функции которые вы можете настроить в OSD меню:

ATW - автоматический настройка баланс белого. Видеокамера сама подстраивает баланс белого в зависимости от освещенности зоны наблюдения, что позволяет дать более точную цветовую передачу картинки.

AWB - функция аналогичная ATW, но баланс белого настраивается один раз: при включении видеокамеры.

ATR - Данная функция осуществляет выборочную компенсацию для улучшения контраста объектов, а также воспроизведение цветов в случае, когда в изображении есть области более яркие или затемненные.

AGC - автоматическое усиление видеосигнала посредством процессорной DSP обработки.

DIS - Функция цифровой стабилизации изображения при работе камера в условиях вибрации или движения

Интеллектуальная ИК подсветка. Самостоятельно подстраивает уровень излучения ИК подсветки, позволяя компенсировать засветку ближних объектов. Стоит заметить, что у ряда производителей эта функция частенько дает сбой и приводит к более быстрому выгоранию ИК светодиодов. 

Low light. Функция позволяющая работать видеокамере в условиях плохой видимости без ИК подсветки

Функция DNR описанная выше

Настройка функций HLC, BLC, WDR, D-WDR описанных выше

Порог чувствительности определяющий переход видеокамеры в ночной и дневной режим.

Возможность зеркального переворота изображения по горизонтали и вертикали

Настройка изображения манипулируя такими параметрами как контраст, насыщенность, яркость, резкость картинки

Настройка экспозиции

Режим настройки цветности в котором могут быть такие параметры как чернобелая картинка, цветная, пользовательский режим, коррекция ATW или AWB

Так же в камере видеонаблюдения вы можете встретить такую функцию как настройка детектора движения, позволяющая камере собственными силами фиксировать движение в кадре наблюдения. При этом в данной функции настраивается область детектирования движения и чувствительность реакции.

Приватные области. Данная функция позволяет затемнять необходимые области.

Настройка имени, которое будет отображаться в углу экрана камеры видеонаблюдения

Настройка параметров протокола RS-422/485

Надеемся наша статья помогла вам узнать что то новое и остановиться в выборе. Безопасная Кубань выполняет монтаж, установку, настройку и обслуживание систем видеонаблюдения по Краснодару и Югу России