VideoCAD

Чувствительность и разрешение

 Камера

Hide Navigation Pane

Чувствительность и разрешение

 Камера

Previous topic Next topic No directory for this topic Expand/collapse all hidden text  

Чувствительность и разрешение

 Камера

Previous topic Next topic Topic directory requires JavaScript JavaScript is required for expanding text JavaScript is required for the print function Mail us feedback on this topic!  
Кликните чтобы развернуть
Кликните чтобы развернуть

Режим чувствительности камеры

Цвет (color)

ExView

Количество пикселей (number of pixels)

Разрешение ( resolution, LPH)

 

Подпанели:

 

Минимальная освещённость сцены (min. scene illumination)

 

Мин. осв. (лк) (min. scene illumination)

при:

диафрагме (aperture)

S/N (дБ) (signal/noise ratio)

IRE

экспозиции (мс)

На сенсоре (image sensor illumination)

 

Отношение сигнал/шум (signal/noise ratio)

 

S/N макс

S/N текущее

 

Электронный затвор (ES, AES, AESC, shutter)

 

AESC

Границы экспозиции (shutter limits, shutter speed, shutter LIM, SPD)

Текущая

- Level+

Автоматическая регулировка усиления (АРУ, AGC)

 

AGC

Текущее

Максимальное

Фикс.

 

Компенсация встречной засветки (BLC)

 

BLC

Тип компенсации встречной засветки

 

Гамма коррекция (Gamma)

 

Gamma

Степень гамма коррекции

 

Встроенный усилитель автодиафрагмы DC (DD)

 

AutoIris DC -Level+

 


 

Режим чувствительности камеры

 

Цифровое управление современных камер позволяют значительно увеличить отношение сигнал/шум за счет потерь в общем разрешении или разрешении движущихся объектов. Но отношение сигнал/шум используется в качестве критерия качества картинки при измерении минимальной освещенности (чувствительности) камеры.

 

Если в камере включен режим с 2D и 3D шумоподавлением (2DNR 3DNR) и/или слияние соседних пикселей (Binning), то результат измерения минимальной освещенности может быть в несколько раз меньше чем при выключенном цифровом управлении камерой.

 

Однако 2D шумоподавление хотя и улучшает презентабельность картинки, но не увеличивает её информативности. 3D шумоподавление уменьшает шумы только на неподвижных объектах. Binning приводит к ухудшению общего разрешения картинки в несколько раз.  При невнимательном рассмотрении эти дефекты изображения можно не заметить.

 

Для корректной оценки и сравнения чувствительности параметр Режим чувствительности камеры может содержать короткое описание режима работы при котором камера показывает приведеное значение минимальной освещенности.

 

Цвет (color)

 

В окошке выбирается цветность камеры. Можно выбрать 4 варианта:

 

B/W - чёрно-белая камера;

 

color - цветная камера;

 

day/night - полноценная камера день/ночь, у которой инфракрасный фильтр механически отключается в чёрно-белом режиме;

в чёрно-белом режиме камера day/night чувствительна к свету инфракрасных осветителей;

камера day/night при достаточном освещении ведёт себя как цветная камера с пониженной примерно в 5 раз чувствительностью;

 

easy day/night - камера день/ночь, у которой инфракрасный фильтр не отключается в чёрно-белом режиме;

у камер easy day/night выигрыш в чувствительности от перехода в чёрно-белый режим значительно меньше, чем у камер day/night;

в чёрно-белом режиме камера easy day/night нечувствительна к свету инфракрасных осветителей;

камера easy day/night при достаточном освещении ведёт себя как цветная камера с пониженной примерно в 2 раза чувствительностью.

 

При уменьшении освещения камеры day/night и easy day/night переключаются в чёрно-белый режим. При этом их чувствительность увеличивается до значения, заданного на панели Минимальная освещённость сцены.

 

Цветность влияет на цветность 3D модели изображения и на спектральную чувствительность камеры к различным источникам света.

 

Например, цветная камера нечувствительна к освещению инфракрасными прожекторами, а чёрно-белая имеет пониженную чувствительность в свету газоразрядных ламп по сравнению с лампой накаливания.

 

ExView

 

В камере используется видеосенсор с повышенной относительной спектральной чувствительностью в инфракрасном (ИК, IR) диапазоне. Тип видеосенсора обычно указывается в спецификации камеры.

Тип видеосенсора влияет на используемые при моделировании коэффициенты спектральной эффективности разных источников света. Однако это влияние не превышает 15-20%. Не отмечайте этот чекбокс, если тип видеосенсора неизвестен.

 

Хотя ПЗС матрицы Sony ExView HAD™ обладают повышенной интегральной чувствительностью, этот чекбокс не влияет на чувствительность при освещении галогенными лампами накаливания. Чувствительность к свету галогенных ламп накаливания однозначно задаётся в окошке Минимальная освещённость.

 

Количество пикселей (number of pixels)

 

В списках можно выбрать количество активных пикселей видеосенсора по горизонтали и вертикали. У аналоговых камер количество активных пикселей, как правило, составляет 752x582 (высокое разрешение) или 500x582 (обычное разрешение) пикселей.

 

У IP камер количество активных пикселей может отличаться в большую или меньшую сторону.

 

Если в окошке выбрано N/A, то количество пикселей не учитывается.

 

В окошках задаётся количество пикселей именно видеосенсора, без учёта дискретизации АЦП регистратора или размера выходного кадра. Дискретизация регистратора или размер выходного кадра задаётся на вкладке Обработка Панели параметров изображения. Итоговое изображение моделируется с учётом искажений, связанных с различным количеством пикселей на видеосенсоре и в выходном кадре.

 

Критерии обнаружения человека, опознавания человека и чтения автомобильного номера, а также Шаблоны визуализации  плотности пикселей зависят от разрешения изображения.

Поэтому Количество пикселей влияет на зоны обнаружения человека, опознавания человека, чтения автомобильного номера.

 

Для расчёта критериев используется минимальное количество пикселей из параметров видеосенсора камеры и параметров выходного кадра.

Количество пикселей выходного кадра задаётся на вкладке Обработка Панели параметров изображения.

Если количество пикселей не задано (N/A), то расчёт производится для 576 пикселей по вертикали или 768 пикселей по горизонтали, что соответствует аналоговой видеокамере.

 

Если камера повернута на угол более 45 градусов вокруг своей оси, то при расчете зон обнаружения и опознавания человека, чтения автомобильного номера, параметры: минимальное вертикальное разрешение (пиксель/метр, пиксель/фут), минимальный вертикальный размер изображения лица (пикселей), минимальный вертикальный размер изображения номера (пикселей) рассчитываются исходя из количества пикселей камеры по горизонтали, вместо количества пикселей по вертикали, так как в этом случае по вертикали располагается горизонтальная сторона поля зрения.

 

При расчете плотности пикселей, поворот камеры вокруг своей оси по умолчанию не влияет на положение вертикали и горизонтали в кадре, положение привязано к камере, а не к сцене. Изменить это правило можно с помощью чекбокса Плотность пикселей и вращение в Окне настроек.

На положение границ плотности пикселей и примеры изображений в окне Плотность пикселей может влиять Количество пикселей по вертикали или Количество пикселей по горизонтали в зависимости от положения переключателя Верт./Гор. в настройках шаблона плотности пикселей, назначенного камере.

 

Кнопка сo стрелкой между окошками предназначена для быстрого расчёта количества пикселей по вертикали при введённом количестве пикселей по горизонтали и наоборот. Расчёт осуществляется через соотношение сторон кадра .

 

Количество активных пикселей дублируется в окне Геометрия камеры.

 

Разрешение (resolution, LPH)

 

В окошке можно ввести разрешение камеры, в Линиях на высоту кадра (LPH - Lines per Picture Height).

 

В окошке слева вводится значение линий на высоту кадра (LPH), а в окошке справа вводится падение контраста в % на графике передачи модуляции (ФПМ) на выбранном количестве линий.

Если отмечен чекбокс Только горизонт., то уменьшается только горизонтальное разрешение, что характерно для аналоговых камер. Если же чекбокс Только горизонт., не отмечен, то разрешение уменьшается по горизонтали и по вертикали в одинаковой степени.

 

В окне 3D Видео разрешение изображения будет ограничено до заданного в этих окошках значения.  Если в окошке выбрано N/A, то ограничение разрешения отключено.

Пункты sharp+1, sharp+2, sharp+3 наоборот увеличивают резкость изображения. С помощью этих пунктов можно моделировать действие горизонтального корректора чёткости.

 

Корректор чёткости автоматически отключается при недостаточном освещении.

 

Отдельно можно моделировать разрешение объектива. Если моделирование разрешения объектива и камеры включено одновременно, то их эффекты на моделируемом изображении складываются.

 

Визуально оценивать разрешение изображения в окне 3D Видео вы можете с помощью инструмента Таблица.

 

 

Минимальная освещённость сцены (min. scene illumination)

 

Мин. осв. (лк) (min. scene illumination)

 

Минимальная освещённость сцены (люкс). Параметр приводится в спецификациях к любым камерам.

 

Однако использование в расчётах и моделях значений минимальной освещённости из спецификаций некоторых производителей может привести к ошибкам.

 

Подробнее см. О чувствительности видеокамер

 

В VideoCAD подразумевается, что коэффициент отражения сцены 0.75, источник света - галогенная лампа накаливания (цветовая температура 3100+-200K) согласно стандарту CEA 639 'Consumer Camcorder or Video Camera Low Light Performance'.

 

Для камер day/night и easy day/night в этом окошко необходимо вводить минимальную освещённость сцены в чёрно-белом режиме.

 

Для учёта загрязнения оптики, разброса параметров и деградации камер и объективов следует установить коэффициент запаса камер на вкладке Освещение Окна настроек.

 

Для однозначного описания чувствительности в VideoCAD, должно быть также указано:

с какой диафрагмой объектива измерена минимальная освещённость;
отношение сигнал/шум изображения при минимальной освещённости;
IRE видеосигнала при минимальной освещённости;
время экспозиции для которой указана минимальная освещённость.

 

Для моделирования повышенного контраста при неизменном отношения сигнал/шум используйте параметр Максимальное усиление АРУ.

 

Иногда повышенная чувствительность достигается за счёт снижения шумов в результате цифровой обработки изображения. Но в этом случае существенно снижается разрешение.

Для моделирования снижения разрешения используйте параметр Резкость.

 

См. также: О чувствительности видеокамер, Измерение чувствительности видеокамеры, Режим чувствительности камеры

 

ПРИ:

диафрагме (aperture)

 

Диафрагма объектива, при которой измерена минимальная освещённость сцены.

Параметр приводится в спецификации камеры. Типичное значение F1.0 до F2.0.

 

S/N (дБ) (signal/noise ratio)

 

Отношение сигнал/шум изображения при минимальной освещённости, невзвешенное значение (S/N ratio, unweighted) .

 

Согласно CEA 639 граничным значением при определении минимальной освещённости является отношение сигнал/шум = 17дБ (7 раз по напряжению).

 

IRE

 

IRE видеосигнала при минимальной освещённости, при режиме работы АРУ, включенному в видеокамере по умолчанию.

В VideoCAD 100 IRE соответствует полному размаху видеосигнала и соответственно максимальному размаху яркости изображения. 50IRE соответствует половине максимального размаха яркости изображения и т. д.

 

Параметр приводится в спецификации камеры. Типичное значение от 30 до 50.

 

Если отмечен чекбокс Фикс. (Фиксированное максимальное усиление АРУ), то режим АРУ не соответствует заданному в видеокамере по умолчанию режиму АРУ.  А значит значение IRE при минимальной освещённости также может не соответствовать значению, заданному в окошке IRE. Поэтому это окошко окрашивается в серый цвет.

Чем больше максимальное усиление АРУ, тем больше IRE.

 

Значение IRE в этом окошке задаётся при гамма коррекции, заданной в окошке Степень гамма коррекции (даже если чекбокс Gamma не отмечен!).

 

экспозиции (мс)

 

Время экспозиции (миллисекунд), при которой измерена минимальная освещённость сцены.

Параметр иногда приводится в спецификации камеры. Для аналоговых камер типичное значение 20мс (PAL) и 16,5мс (NTSC). Для IP камер и аналоговых камер с накоплением света время экспозиции может составлять до 200мс и более.

VideoCAD предлагает методику измерения времени экспозиции камер с помощью аналогового осциллографа, см. Измерение времени экспозиции IP камеры

При моделировании экспозиции предполагается истинность принципа Reciprocity, то есть обратная пропорциональность   чувствительности времени экспозиции.

 

См. также: моделирование экспозиции.

 

На сенсоре (image sensor illumination)

 

Рассчитанная освещённость на видеосенсоре камеры, соответствующая минимальной освещённости сцены при коэффициенте отражения сцены 0.75.

 

Параметр приводится для справки.

 

 

Отношение сигнал/шум (signal/noise ratio)

S/N макс

 

Максимальное отношение сигнал/шум камеры (дБ).

 

В этом окошке необходимо выбрать взвешенное (weighted) значение. Обычно именно взвешенное значение максимального отношения сигнал/шум приводится в спецификациях камер.

 

При этом в спецификации специально не указывается, что приведено именно взвешенное значение.

 

Типичное значение для камер с ПЗС видеосенсорами 1/3" - 50дБ.

 

Если известно лишь невзвешенное (unweighted) значение, то для получения взвешенного значения к невзвешенному следует прибавить 8дБ, согласно http://cctv-information.co.uk

 

Максимальное отношение сигнал/шум определяет динамический диапазон освещённостей видеокамеры.

Для точного моделирования можно измерить непосредственно максимальную освещённость сцены у реальной камеры и подобрать Максимальное отношение сигнал/шум для получения равной максимальной освещённости у модели камеры в VideoCAD.

 

S/N текущее

 

Текущее отношение сигнал/шум моделируемого изображения (невзвешенное значение).

 

Параметр вычисляется во время моделирования. В проекте запоминается 2 значения: для дневного и ночного времени.

 

 

Электронный затвор (ES, AES, AESC, shutter)

AESC

 

Включение/выключение электронного затвора. Электронный затвор ограничивает время экспозиции в зависимости от освещённости сцены.

 

Границы экспозиции (shutter limits, shutter speed, shutter LIM, SPD)

 

Границы времени экспозиции, в которых работает электронный затвор.

Параметр приводится в спецификации камеры. У современных видеокамер системы PAL границы экспозиции составляют 1/50c-1/100000c. Для видеокамер системы NTSC максимальная экспозиция составляет 1/60с. Для IP камер и камер с ночными режимами максимальное время экспозиции может быть большим, до нескольких секунд.

 

Текущая

 

Текущее время экспозиции электронного затвора.

Если экспозиция ограничивается автоматическим электронным затвором (электронный затвор работает), то окошко окрашивается в бирюзовый цвет.

Если текущее время экспозиции достигает минимального времени экспозиции, то окошко окрашивается в жёлтый цвет вместе с окошком, в котором установлено минимальное время экспозиции.

 

Параметр вычисляется во время моделирования. В проекте запоминается 2 значения: для дневного и ночного времени.

При моделировании экспозиции предполагается истинность принципа Reciprocity, то есть обратная пропорциональность чувствительности времени экспозиции.

 

- Level+

 

Регулятор чувствительности электронного затвора к изменению освещённости. Визуально этот регулятор меняет контраст изображения, получающегося в результате работы автоматического электронного затвора. При слишком большом контрасте яркие области на изображении ограничиваются белым цветом.

 

Диапазон регулировки у реальных камер может отличаться.

 

 

Автоматическая регулировка усиления (АРУ, AGC)

AGC

 

Включение/выключение АРУ. АРУ поддерживает постоянный уровень видеосигнала при его недостаточном уровне с помощью дополнительного усиления. При этом вместе с полезным сигналом усиливаются и шумы.

 

Текущее

 

Текущее усиление АРУ (дБ).

 

Параметр вычисляется во время моделирования. В проекте запоминается 2 значения: для дневного и ночного времени.

 

Если АРУ дополнительно усиливает сигнал, то окошко окрашивается в бирюзовый цвет.

Если установлено максимальное усиление АРУ и значение усиления достигает максимального, то окошко окрашивается в жёлтый цвет, вместе с окошком максимального усиления АРУ и окошком IRE.

 

Максимальное

 

В этом окошке можно задавать Максимальное усиление АРУ (дБ) для видеокамер  с переключаемым усилением АРУ: повышенным (High AGC, S-AGC, Super AGC) или наоборот пониженным усилением АРУ (AGC LO).

Окошко разблокируется и установленное ограничение усиления АРУ начинает действовать, если есть отметка в чекбоксе Фикс.

 

Введите в это окошко максимальное усиление АРУ, если оно приведено в спецификации видеокамеры.

 

Типичное значение 26-42дБ.

 

Если у видеокамеры отсутствует переключение усиления АРУ, то это окошко должно быть заблокировано, а пределы усиления АРУ вычисляются внутри программы.

 

Фикс.

 

Включить заданное максимальное усиление АРУ. Если этот чекбокс отмечен, то максимальное усиление АРУ устанавливается в окошке Максимальное.

Отметка этого чекбокса соответствует включённому режиму повышенного усиления АРУ (HI AGC, S-AGC, Super AGC) или наоборот пониженного усиления АРУ (AGC LO).

 

Если это окошко отмечено, то режим АРУ не соответствует заданному в видеокамере по умолчанию режиму АРУ.  А значит значение IRE при минимальной освещённости также может не соответствовать значению, заданному в окошке IRE. Поэтому окошко IRE окрашивается в серый цвет. Чем больше максимальное усиление АРУ, тем больше IRE.

Отношение сигнал/шум мало зависит от усиления АРУ.

 

 

Компенсация встречной засветки (BLC)

BLC

 

Включить/выключить компенсацию встречной засветки. Если эта функция включена, то измерение яркости изображения для работы электронного затвора или механизма автодиафрагмы (только DC) производится не всему изображению, а только по центральной или центральной и нижней его частям.

Данная функция позволяет наблюдать объекты в центре кадра, которые находятся на сильно отличающемся по яркости фоне.

 

Тип компенсации встречной засветки

 

В окошке можно выбрать:

 

Center - анализировать яркость в центре кадра;

Multizone - анализировать яркость в центре и внизу кадра.

 

 

Гамма коррекция (Gamma)

Gamma

 

Включить/выключить гамма коррекцию. Гамма коррекция используется в большинстве камер по умолчанию. Гамма коррекция компенсирует нелинейность передаточной характеристики мониторов. Визуально, при включённой гамма корекции тёмные области кадра становятся видны лучше, но контрастность светлых участков снижается.

 

Степень гамма коррекции

 

Параметр приводится в спецификации камер. Обычно степень гамма коррекции равна 0.45. Степень равная 1 равнозначна отсутствию гамма коррекции.

 

Предполагается, что измерение минимальной освещённости сделано при  заданной в этом окошке степени гамма коррекции (даже если чекбокс Gamma не отмечен!).

 

 

Встроенный усилитель автодиафрагмы DC (DD)

AutoIris DC -Level+

 

Регулятор усиления автодиафрагмы DC. Движок соответствует аналогичному регулятору на корпусе камеры. Визуально этот регулятор меняет контраст изображения, получающегося в результате автоматической настройки диафрагмы. При слишком большом контрасте яркие области на изображении ограничиваются белым цветом.

 

Диапазон регулировки у реальных видеокамер может отличаться.