Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Зум: как получить больше меньшими ресурсами

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Зум: как получить больше меньшими ресурсами

При использовании системы видеонаблюдения зачастую возникает необходимость увеличивать получаемую картинку для детализации отдельных ее фрагментов. Именно мелкие детали, попадающие в поле зрения видеокамеры, нередко оказываются наиболее критичными. Так, в случае проведения судебной экспертизы наличие четкого изображения лица или элементов одежды может оказать существенное влияние на отправление правосудия
Станислав Гучия
Директор по развитию бизнеса
в Восточной Европе компании Axis Communications

Бытует мнение, что чем больше зум, тем выше способность объектива увеличивать и детализировать изображение. Это не всегда верно.

Для камер охранного видеонаблюдения 18-кратный зум может быть сравним с 36-кратным. То есть охранная видеокамера высокого разрешения с 18-кратным оптическим зумом может обеспечивать картинку, которая по качеству аналогична или даже лучше картинки, получаемой с помощью камеры стандартного разрешения в формате 4CIF и с 2 раза большим зумом.

Какой зум лучше: 18 или 36?

Сетевые камеры формата HDTV могут с легкостью удовлетворять самым взыскательным требованиям видеонаблюдения, задействуя возможности зума лишь наполовину.

Сравните изображения, представленные на рис. 1–4. На рис. 1–2 показано 36-кратно увеличенное изображение, полученное с помощью PTZ-камеры с разрешением 4CIF (704x480 пкс).


На рис. 3–4 представлена 18-кратно увеличенная картинка, снятая PTZ-камерой HDTV 720p с разрешением 1280x720 пкс.


В обоих случаях разрешение в пикселях по существу одинаковое: например, название газеты можно прочесть и там и там. При этом значение зума для HDTV-камеры в половину меньше, чем для камеры стандартного разрешения.

Заметим также, что более широкий угол обзора HDTV-камеры (16:9) позволяет охватывать большую площадь без ущерба количеству элементов изображения. При съемке камерой с разрешением 4CIF (рис. 1) в кадр попадает лишь один человек, в то время как на HDTV-картинке оператор может увидеть большую группу людей и одновременно фиксировать мелкие детали, например текст газеты.

Таким образом, при сравнимом уровне детализации камера с разрешением HDTV 720p имеет более широкое поле обзора, что является значительным преимуществом при решении задач видеонаблюдения. В режиме приближения это дает возможность проще и надежнее сопровождать объект, поскольку снижается риск потерять его из поля зрения при наклоне или повороте PTZ-камеры.

18 и 36 крат: откуда одинаковая детализация?

Зум-объектив состоит из нескольких подвижных групп линз с переменным фокусным расстоянием. Чем больше фокусное расстояние, тем выше коэффициент увеличения объектива, а также сильнее аберрации по краям кадра.

Кратность изменения фокусного расстояния объектива выражается отношением его максимального фокусного расстояния к минимальному. Например, объектив с переменным фокусным расстоянием 50–200 мм называют объективом с 4-кратным зумом (в зарубежной практике встречается и другое обозначение – в данном случае 4:1). Иначе говоря, при максимальном приближении для данного объектива обзорность сокращается примерно до 1/4 широкоугольного обзора.

Поэтому два разных объектива с одинаковым коэффициентом увеличения могут давать различный результат, поскольку различаются их фокусное расстояние и, следовательно, кратность увеличения. При этом соотношение этих параметров может быть одинаковым. Кроме того, объектив с более высоким коэффициентом увеличения не обязательно будет иметь бо’льшую кратность увеличения.

Например, увеличительная способность объектива с переменным фокусным расстоянием 15–150 мм (10-кратный зум) будет меньше, чем у объектива с 4-кратным зумом и переменным фокусным расстоянием 50–200 мм, так как фокусное расстояние 200 мм имеет более сильный коэффициент увеличения, чем фокусное расстояние 150 мм.

Однако, как и в случае с коэффициентом увеличения, было бы ошибочно определять увеличительную способность объектива лишь с помощью значения его фокусного расстояния. Камера с разрешением 4CIF, с помощью которой были получены изображения на рис. 1–2, имеет объектив с бо’льшим фокусным расстоянием, чем камера с разрешением HDTV 720p. Как в таком случае можно получить одинаковый уровень детализации приближенного изображения?

Обратимся к работе камер в режиме широкого угла, то есть при наименьшем фокусном расстоянии – без увеличения (рис. 5–8).


В обоих случаях можно наблюдать почти одинаковую обзорность. Однако с первого взгляда видно, что камера HDTV передает видео с более высоким разрешением и обеспечивает более точное цветовоспроизведение. Картинка получается очень четкая и контрастная.


Сравним фрагменты изображений на рис. 6 и 8. Числа на табло хорошо видны на картинке, полученной с помощью камеры HDTV, и совершенно неразличимы в случае с камерой 4CIF. Примеры на рис. 5–8 показывают, что в режиме широкого угла камера HDTV позволяет запечатлеть больше деталей, чем камера с разрешением 4CIF. На самом деле, при одинаковой зоне наблюдения изображение от HDTV-камеры содержит в 2 раза больше пикселей. В режиме приближения камеры HDTV или 4CIF обеспечивают практически одинаковый уровень детализации, но HDTV-камера имеет более широкий угол съемки.

Зум не определяет качество видео

Рассмотренные примеры   показывают,   что сравнивать увеличительную способность камер, ориентируясь исключительно на их коэффициент увеличения, – ошибочная практика. Необходимо обязательно принимать во внимание разрешающую способность камеры в пикселях.

По сравнению с камерой 4CIF камера HDTV с разрешением 1280x720 пкс обеспечивает в 2– 3 раза большее число пикселей в каждом кадре. Высокое разрешение в пикселях – вот ключевой фактор, который позволяет HDTV-камере обеспечивать полноценное видеонаблюдение с меньшим зумом.

PTZ-камеры высокого разрешения находят применение для решения следующих задач:

  • контроль территории совместно с камерами 4CIF – с целью повышения уровня детализации фрагментов изображения (аналогично приведенным примерам);
  • расширение поля наблюдения при одинаковом уровне детализации, что и камеры стандартного разрешения.

Качество изображения, однако, не определяется лишь разрешением в пикселях. Ключевую роль играют и другие факторы, такие как разрешающая сила и общее качество объектива, а также свойства и качество стекла купола. Важным требованием к системе видеонаблюдения зачастую является возможность передачи полнокадрового видеопотока, при наличии которого можно легко обнаружить и зафиксировать любые действия и быстро перемещающиеся объекты в зоне наблюдения.

Можно быть уверенными в том, что HDTV-камера, которая поддерживает разрешение, частоту передачи кадров, цветопередачу и соотношение сторон изображения в соответствии со стандартом SMPTE, обеспечивает прекрасное качество изображения и высокую детализацию картинки.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #4, 2011
Посещений: 14546

  Автор

Станислав Гучиа

Станислав Гучиа

Генеральный директор OOO Axis Communications Россия

Всего статей:  5

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций