ИК технология для систем IP видеонаблюдения. О пользе правильной настройки камеры с помощью экранного меню Зернистость ip камеры

На сегодняшний день существует масса функций камер видеонаблюдения, во первых это связано с тем каждый производитель идет по пути постоянного улучшения характеристик своей продукции. Во вторых одни и те же функции могут называться по разному у разных производителей, в нашем с вами случае может быть еще и разный перевод, т.к. локализацией в России как правило занимается дистрибьютор. В третьих, и это самое печальное, многие новые функции являются лишь маркетинговыми уловками, просто новыми названиями уже существующих функций.

Все это делает задачу корректного выбора видеокамеры крайне сложной даже для технического подкованного человека.
В данной статье мы рассмотрим только наиболее распространенные заблуждения встречающиеся при выборе камер видеонаблюдения. И никоим образом не будем рассматривать ошибки при проектировании и монтаже, хоть их и не меньше.

Ошибка №1. Ожидать от камеры видеонаблюдения такого же качества изображения как по «телевизору»
Предпосылкой данного крайне широко распространенного заблуждения является по сути цель, как профессиональной телевизионной или бытовой камеры, так и у камеры видеонаблюдения одна - запись видеоизображения. Однако отличий гораздо больше больше чем сходств.

Камеры видеонаблюдения созданы для работы 24 часа в сутки, 365 дней в году, в течении 10 лет непрерывно.

И самое явное отличие цена, цена даже достаточно простых бытовых камер начитается от 30 000 рублей, цена на средние по характеристикам IP камеры видеонаблюдения начинается от 7 000 рублей. Поток данных от камеры выдеонаблюдения в среднем в четыре раза меньше чем от бытовой камеры. Это связано с тем что камера видоенаблюдения передают изображение по сети, а бытовая пишет на встроенный носитель.

• IP камеры видеонаблюдения - цена от 3 840 рублей

Естественно это сказывается на качестве не в лучшую сторону. Камеры видеонаблюдения созданы для работы 24 часа, 365 дней в году, в течении 10 лет. Именно так если вы посмотрите гарантийный срок на многие камеры именно 10 лет. Ни одна бытовая камера не сможет работать в таком режиме.

Вывод:
Камеры видеонаблюдения и бытовые камеры и тем более профессиональные телевизионные камеры - это разные устройства, они созданы для разных задач и сравнивать их некорректно.

Ошибка №2. Чем больше разрешение, тем лучше камера
Важно не подменять понятия, для целей видеонаблюдения одной из самых важных задач является детализация т.е. возможность рассмотреть все детали и подробности. Естественно разрешение сильно влияет на возможности детализации, но не только оно. Если обратить внимание на характеристики камер видеонаблюдения с разным разрешением мы увидим что у всех камер будет одинаковый физический размер сенсора как правило 1/2,7 или 1/3 а значения мегапикселей от 1.3 МП до 3 МП. То есть увеличение количества мегапикселей достигается за счет уменьшения размеров пикселя, а значит будет уменьшаться поверхность которая приходится на один пиксель, и значит уменьшаться будет светочувствительность в целом.

Если мы сравним светочувствительность камеры с одинаковым размером сенсора и разным количеством мегапикселей, то однозначно увидим что светочувствительность камеры с меньшим количеством мегапикселей будет выше.

На этом видео наглядно сравнивается сенсор IMX 225 - 1.3Мп и сенсор IMX 323 - 2Мп

Выводы:
Оптимальными на данный момент для большинства задач является разрешение от 1,3 до 2 Мп . Если вам нужна камера с более высоким разрешением, физический размер матрицы тоже должен быть больше.

Ошибка №3. Чем больше светочувствительность, тем лучше камера
Наверное одна из самых желанных, но и самая дорогая характеристика, малейшее увеличение светочувствительности влечет за собой минимум 30% увеличение стоимости камеры. Попытавшись разобраться и сравнить значения светочувствительности вы столкнетесь с рядом проблем.

Первая проблема
Замеры значений светочувствительности ненормированны, т.е. каждый производитель замеряет по своему, кто то замеряет на сенсоре, кто то на камере в целом, кто то на объекте на который смотрит камера. Как вы понимаете это будут три разных значения.

Вторая проблема
Система измерений не достаточно стандартизирована, конечно есть международная единица освещенности люкс (ЛК), и она конечно стандартизирована, но многие параметры при ее расчете не учитываются, например есть ли отраженный свет или нет, в каком диапазоне должен быть свет, в каком спектре и т.д.

Третья проблема
По многим причинам корректно проводить сравнение можно только одной серии матриц. Все это делает задачу корректного сравнения светочувствительности камер, очень сложной даже для искушенного в системах видеонаблюдения человека.

Выводы:
В большинстве случаев выбирая камеры с высокой светочувствительностью вы переплачиваете, за искусственно завышенные значения. Одной из самых надежных метрик реального значения светочувствительности является размер матрицы, чем больше размер матрицы, тем больше значения светочувствительности.

Если высокие значения светочувствительность являются необходимыми для вас. Лучшим выходом будет использовать камеры только проверенных производителей, либо обращаться к специалистам по видеонаблюдению имеющих большой практический опыт проектирования, монтажа, и обслуживания систем видеонаблюдения.

Ошибка №4. Использование только камер ALL-IN-ONE
Одно из последних маркетинговых ухищрений, которое если не всматриваться внимательно звучит вполне привлекательно. К плюсам камер ALL-IN-ONE можно отнести и малые габариты, и достаточно широкий функционал в небольшом всепогодном корпусе, и удобства транспортировки и монтажа. IP камера Beward яркий представитель семейства ALL-IN-ONE

Но как вы наверное уже поняли даже самым привлекательным фронтэндом (front-end), зачастую скрывается совсем не однозначный бэкэнд (back-end). И первый минус, это снижение общего функционала камеры. В таких маленьких камерах просто физически невозможно разместить большую матрицу, большое количество светодиодов.

Как правило в таких камерах применяется объектив формата М12, как следствие уменьшение диапазона фокусных расстояний, и уменьшение количества света захватываемого объективом, как следствие низкая светочувствительность. Относительная всепогодность таких камер до -20 градусов по Цельсию. Так же в таких камерах как правило отсутствуют сухие контакты.

Выводы:
Если у вас сложная экспозиция, если нужна мощная подсветка, если камеры будет работать при морозах значительно превосходящих -20 градусов по Цельсию, если вам нужна система безопасного холодного старта, сухие контакты. То ALL-IN-ONE не ваш выбор.

Ошибка №5. Антивандальность убережет камеру от любых воздействий
Важно понимать если злоумышленник задумает разбить антавандальную камеру и он обладает чем нибудь кроме голых рук, например молотком, он так или иначе выведет камеру из строя. Т.е. задача антивандальных камер продержаться время достаточно для того что бы заснять нападавших, для дальнейшей их идентификации.

Соответственно если вы заранее с высокой степенью вероятности предполагаете что камеру захотят вывести из строя, то возможно вам нужны выбирать не антивандальную камеру, а просто стоит расположить камеру в недосягаемости от злоумышленников, на пример на большом расстоянии, или на большой высоте, естественно характеристики и расположение такой камеры должны позволять ей идентифицировать людей. Один из надежных показателей антивандальности, это соответствие европейскому стандарту EN 62262 защиты электрооборудования от внешних воздействий. В соответствии с которым чем больше значение IK-кода тем большей ударопрочночтью обладает камера.

Посмотрите тестирование ударопрочности камер видеонаблюдения Axis

Выводы:
Внимательно продумывайте те задачи которые стоят перед камерой и условия в которых будет вестись съемка, самые простые решения не всегда самые правильные.

Ошибка №6. Чем больше дальность ИК подсветки тем лучше
Тонкий технический момент заключается в том, что увеличение дальности ИК подсветки происходит как как правило за счет применения коллиматорной линзы .


Важная особенность применения коллиматора состоит в том, что увеличение дальности подсветки достигается за счет уменьшения угла обзора.
Второй негативный момент если обратить внимание на картинку, даже та часть кадра которая обладает информативность (фигура молодого человека) достаточно сильно засвечена. Все это в купе значительно снижает информативность полученного изображения.

Выводы:
Увеличение дальности ИК подсветки должно достигаться увеличением мощности ИК диодов, или их количества. Если коллиматор применяется, то важно применять только адаптивные коллиматорные линзы. Применение трансфокаторной подсветки, позволит при изменении зума камеры, точно также равномерно с зумом подстраивать дальность подсветки. Например такая подсветка есть на камере Beward B89L3270Z18.

Ошибка №7. Экономить на уличных камерах
Общеизвестная истина - скупой платит дважды, в случае с уличными камерами видеонаблюдения не совсем верна, в случае с уличными камерами скупому платить придется трижды или даже четырежды.
Даже в Москве очень холодные дни совсем не редкость , а температурный минимум зафиксированный в Москве равен - 42 °C.

Большинство же китайских и европейских брендов производят камеры видеонаблюдения в температурном диапазоне до -20°C. Поэтому выход такой камеры из строя даже в Москве вполне вероятен. Специфика уличных камер видеонаблдения заключается в том что, располагаются они как правило на значительной высоте. Замена же камеры зимой на высоте, удовольствие не дешевое. И не мене важен вопрос на что менять, менять на такую же камеру, значит с высокой степенью вероятности столкнутся снова с такой же проблемой. Ели же менять на камеру другого производителя то есть вероятность столкнутся с проблемами совместимости.

Выводы:
Если ваша частью вашей системы видеонаблюдения являются уличные камеры, особое внимание уделите из характеристикам и выбору производителя.

Ошибка №8. Думать что ONVIF гарантирует совместимость оборудования
С одной стороны ONVIF конечно универсальный стандарт используемый всеми ведущими производителями. Один из основных моментов который стоит иметь ввиду это то что существуют разные версии данного стандарта. Если у вас видеорегистратор поддерживает формат ONVIF 2.0 то всего скорей он не поймет IP камеру поддерживающую ONVIF 1.4.

Выводы:
Задача интеграции оборудования разных производителей сложная и подходить к ней нужно с максимальным вниманием, и даже в таком случае высока вероятность что 100% совместимости добиться не удастся.

Полезные материалы

Многие пользователи и инсталляторы оборудования видеонаблюдения часто остаются недовольны качеством изображения только что установленной системы. И виноваты в этом, все-таки не продавцы, поставившие покупателю «не то» оборудование. Как и любое сложное профессиональное оборудование, системы видеонаблюдения перед введением в эксплуатацию требуют правильной отладки и настройки полной всевозможных нюансов.

Множество проблем, связанных с качеством картинки, заключаются в неправильной или неоптимальной настройке камеры для применения в различных условиях наблюдения. Например, всепогодная уличная камера рассчитана на работу как при дневном свете, так и в сумерках. Соответственно, и функциями такая камера обладает достаточно широкими, и при неправильной настройке такой камеры вполне возможен случай, когда камера не будет оптимально сконфигурирована ни для работы днем, ни ночью.

Вообще говоря, возможности камеры во многом зависят от применяемого процессора. Своеобразным «посредником» между процессором и пользователем выступает экранное меню камеры (OSD). Именно манипуляцией настройками этого меню мы можем управлять работой процессора камеры, и их изменение во многом определяет качество картинки.

Экранное меню у камер своеобразное поле творчества многих производителей. Иногда они (производители) предпочитают не утруждать себя написанием подробных инструкций по конфигурации своих камер с помощью этого самого меню, прикладывая только брошюрку с коротким описанием настройки основных функций. При большой распространенности камер с OSD меню нигде нет толкового описания того, как же настраивать камеру с помощью него при различных внешних условиях наблюдения. Поэтому в таких случаях монтажникам систем видеонаблюдения остается полагаться на собственный опыт, полученный при работе с OSD меню камер других производителей, благо, что многие основные функции всех камер являются однотипными.

Основная цель данной статьи помочь разобраться инсталляторам и пользователям средств видеонаблюдения в основных функциях камер и их настройке с помощью экранного меню для различных целей и условий работы.

Часто к инженерам нашей компании обращаются с вопросами - помочь разобраться в различных, почти мистических проблемах с видеокамерами. Например, недавний случай. После приобретения и установки нескольких камер, потребитель обнаружил, что одна из них показывает вместо панорамы улицы белое свечение. В ходе недолгих выяснений сути проблемы возникла мысль о сильной засветке объектива камеры. Так и оказалось: компенсация засветки была выключена, поэтому сильные блики и яркий уличный свет настолько сильно засвечивали камеру, что разобрать что-либо было почти невозможно. Настройка компенсации засветки и авторегулировки усиления быстро решила проблему и в очередной раз убедила в том, что большая часть проблем, возникающая с видеокамерами, связана всего лишь с неправильными или не оптимальными установками OSD меню.

Рассмотрим несколько условий, в которых в большинстве своем работают камеры видеонаблюдения: помещение с искусственным светом, улица днем и ночные сумерки. Во всех этих режимах освещенность, спектр и цветовая температура света будут различными, поэтому и настройки камеры работающей в этих условиях тоже будут выбираться исходя из условий работы.

I. Помещение с искусственным светом.

Обычно источниками освещения всякого рода помещений являются лампы дневного света. Цветовая температура таких ламп находится в интервале 4000-6500 К, а спектр излучения - в диапазоне 350-730 нм. Основная проблема организации видеонаблюдения в таких помещениях сильные отражения от стен, пола и предметов интерьера (см. рис. 1):

Рис. 1. Пример изображения с некорректными настройками OSD .

Поэтому в первую очередь необходимо устранить засветку объектива камеры настройкой следующих параметров:

SHUTTER -скорость срабатывания электронного затвора.Значения 1/50, 1/60, 1/120 и т.д. означают доли секунды, на которые происходит открытие электронного затвора и накопление света. В случае ярко освещенного помещения бывает полезно устанавливать значения не более 1/50. Например, вот как выглядят результаты съемки с различным временем срабатывания затвора:

Скорость срабатывания затвора

1/50 1/500 1/1600

Часто в списке режимов срабатывания затвора есть пункт FLK так обозначается скорость затвора, равная 1/120 или 1/60 данный режим позволяет избавиться от мерцания изображения, которое проявляется при искусственном освещении и частоте сети не кратной 50 Гц. Для нашей страны это неактуально, т.к. частота сети всегда равна 50 Гц.

AGC (Automatic Gain Control) автоматическая регулировка усиления (АРУ). AGC отвечает за автоматическую подстройку уровня сигнала в зависимости от условий внешней освещенности. При правильной регулировке AGC можно добиться полной или частичной компенсации засветки. Обычно экранное меню камер содержит либо ступенчатую регулировку усиления (LOW, MIDDLE, HIGH, OFF) либо относительно плавную (как, например, в камерах JetekPro):

Рис. 2 . Рис. 3 .

С AGC связана еще одна очень полезная функция D-WDR расширение динамического диапазона. Многие пользователи систем видеонаблюдения сталкивались с ситуацией, когда камера, снимающая одновременно ярко освещенные и затененные объекты (например, человека на фоне яркого света от окна), не может правильно передать детали части изображения находящейся в тени, и поэтому эта часть отображается слишком темной. Функция D-WDR позволяет избежать потери контрастности и усреднить яркость изображения. Таким образом достигается одинаково хорошее различение как ярких, так и затененных деталей изображения.

Для демонстрации работы функции расширения динамического диапазона мы поместили предмет на фоне яркого источника искусственного света.

В первом случае (левая картинка) WDR ограничен низким значением. В кадре одновременно оказываются светлые и темные зоны, поэтому камера рассчитывает экспозицию таким образом, чтобы охватить максимум градаций яркости, что вызывает потерю контрастности. Установка WDR в режим HIGH (правая картинка) задает наибольшую ширину динамического диапазона для камеры, что приводит к усреднению яркости изображения и заметному улучшению его качества.

В некоторых камерах D-WDR может иметь два режима работы: для улицы (OUTDOOR) и внутри помещения (INDOOR), поэтому при использовании камеры в помещении с искусственным светом режим работы D-WDR следует установить на INDOOR.

Еще одной проблемой в помещении может стать ослепление камеры от источника света, направленного прямо в объектив. В этом случае хорошего изображения простой регулировкой скорости затвора и настройкой AGC не добиться. Для этого в камере реализована функция подавления прямой засветки объектива HLC (Highlight Compensation компенсация задней засветки) либо различные вариации на ту

жетему BLC (Backlight Compensation), SBLC (Super Backlight Compensation). Суть одна: уменьшение влияния источников света, «ослепляющих» камеру.

Свет, засвечивающий объектив камеры способен сильно снизить эффективность применения ее как средства обеспечения безопасности.

На следующих рисунках наглядно показана работа функции HLC .

Функция HLC выключена Функция HLC включена

При включении функции HLC происходит автоматическая маскировка источника яркого света. При этом существенно лучше отображаются объекты, находящиеся как перед источником света, так и за ним.

Настройка цветопередачи . В помещении с искусственными источниками света, как правило, часто приходится регулировать баланс белого. Регулировка баланса белого позволяет настроить соответствие цветовой гаммы изображения, получаемого с камеры истинной цветовой гамме объекта съёмки. Как правило камеры имеют несколько режимов:

ATW - автоматическая настройка баланса белого в пределах температуры цвета в пределах 1800°K~10500°K.

AWC автоматическое слежение за балансом белого. При выборе этого режима камера будет автоматически подстраивать баланс белого исходя из внешней обстановки, в отличие от ATW , который производит однократную автоматическую настройку баланса.

MANUAL режим ручных настроек. В случае неверного отображения цветов в автоматических режимах, можно установить вручную уровень составляющих цветов: красного (RED) и синего (BLUE) с помощью отображаемых на экране ползунков.

AWCSET адаптационные настройки баланса белого. В целях получения оптимальных настроек следует навести камеру на белый лист бумаги и нажать кнопку ENTER. В случае изменения параметров освещения(например, замены ламп накаливания на флуоресцентные) процедуру необходимо будет повторять.

INDOOR (внутри помещения) если камера установлена внутри помещения, можно использовать этот режим, задающий баланс белого для цветовой температуры, лежащей в пределах 4500°K~8500°K.

OUTDOOR (вне помещения) автоматическая настройка баланса белого в пределах температуры цвета 1800°K~10500°K. в таком температурном диапазоне находится солнечный свет в течение суток. Установка баланса белого в режим OUTDOOR часто дает правильную цветопередачу при применении камеры на улице.

В итоге, при правильной настройке камеры при работе внутри помещения, изображение будет выглядеть так:

Для примера следующее изображение было получено с камеры при настройках «по умолчанию»:

разница, как видно, существенная.

I I . Улица днем.

Пример правильной настройки камеры для работы

на улице в условиях естественного освещения.

Как правило, основные проблемы, с которыми сталкивается инсталлятор на этапе настройки системы видеонаблюдения и пользователь при эксплуатации камер на улице:

засветки, вызванные бликами и отражениями света от всевозможных объектов: асфальта, стен зданий, окон и т.д.,

изменение условий освещенности. В пасмурную погоду или вечером изображение заметно теряет в качестве из-за недостатка освещенности. По этой же причине увеличивается зашумленность изображения, наблюдаемая в виде хаотического мельтешения цветных или черно-белых пикселей на экране.

Борьба с засветками и бликами при настройке уличной камеры ведется точно так же как и в описанном случае, когда камера установлена в помещении. Как правило, в солнечный день освещенность на улице существенно выше, чем в помещении с искусственными источниками света, поэтому в первую очередь следует произвести настройку электронного затвора или степени открытия диафрагмы (IRIS ):

Если же регулировкой электронного затвора или диафрагмы полностью устранить засветку не удастся, то дальнейшую компенсацию засветки следует выполнять с использованием функции WDR или BLC .

При настройке уличной камеры посредством OSD следует выставить автоматическую регулировку усиления (AGC ) в значение HIGH или MIDDLE в этом случае колебания освещенности не будут оказывать значительного влияния на яркость изображения на экране монитора.

Также при снижении освещенности на изображении становятся заметны шумы, обусловленные особенностями устройства светочувствительной ПЗС-матрицы. Для того чтобы минимизировать влияние шумов на полезный видеосигнал, следует задействовать функцию шумоподавления (DNR Dynamic Noise Reduction ):

Уровень шумоподавления во всех случаях желательно выставлять на максимальное значение.

I II . Улица ночью.

В первую очередь стоит отметить, что ночное видеонаблюдение всегда будет уступать по качеству изображения видеонаблюдению дневному. Лучшим способом организации приемлемого качества картинки с оглядкой на стоимость конечного оборудования, пожалуй, является использование инфракрасной подсветки. Установка искусственного освещения в таких случаях будет достаточно дорогостоящим предприятием как в отношении цены оборудования, его монтажа, так и эксплуатации.

Видеонаблюдение в ночное время, как правило, ведется в черно-белом режиме съемки по причине того, что чувствительность камеры в этом режиме выше, чем в цветном. Кроме того съемка в цветном режиме должна происходить без инфракрасного фильтра, что приводило бы к значительным цветовым искажениям. По этим причинам при настройке камеры, работа которой предполагается днем и ночью необходимо в первую очередь выставить режим работы на «авто» (AUTO ):

Главное меню камеры JTC -1560. Функция DAY / NIGHT установлена в режим AUTO .

Автоматическая смена режимов «день» и «ночь» позволяет камере снимать дневную панораму без искажения цветов и ночную с наилучшей возможной чувствительностью. В некоторых случаях режим автоматического перехода «день/ночь» может содержать расширенные настройки, как, например, на следующем рисунке:

Здесь S -LEVEL и E -LEVEL соответственно, начальный и конечный уровень освещенности, при котором камера будет переходить в режим «ночь» (S -LEVEL ) и в режим«день» (E -LEVEL ).

Новейшие модели камер JetekPro содержат теперь весьма полезную функцию компенсации засветок, вызванных инфракрасными осветителями при наблюдении в ночное время SmartIR . В камере JetekPro автоматически регулируется величина сигнала при его обработке процессором до приемлемого уровня, при котором на полученном изображении засветки будут минимальны, либо будут отсутствовать вообще. Доступ к настройки Smart IR можно получить через экранное меню.

Меню настройки функции SmartIR

Одна из возможностей Smart IR состоит в том, что она имеет возможность задания области крана, в которой будет срабатывать компенсация засветки. Для задания области следует выбрать пункт Area меню IR SMART (рис. 3, рис. 4). В появившемся подменю можно изменять размер области по высоте (height ), ширине (width ), перемещать область вверх-вниз (top /bottom ) и влево-вправо (left /right ). Воспользовавшись этой возможностью, мы для наглядной демонстрации работы разделили экран на две равные части в левой половине экрана задали область действия SmartIR , в правой, соответственно, SmartIR не была задействована

Разделение экрана на две части помогает очень наглядно показать работу Smart IR . Идентификация лица человека на расстоянии 1-2 метра от источника освещения отличная! В целом, качество работы Smart IR ничем не уступает Intelligent IR . Скорость срабатывания компенсации в обоих случаях примерно одинаковая.

Демонстрация работы функции SmartIR в камерах JetekPro

Однако, не все модели камер способны производить съемку в ИК-спектре. В случае, когда камера не чувствительна к ИК-освещению, ночную съемку можно проводить, используя функцию SENS -UP режим накопления. Принцип работы режима накопления построен на особенности ПЗС-матрицы: она может накапливать заряд в светочувствительных ячейках в течение длительного времени, формируя изображение даже в темноте, когда человеческий глаз не способен ничего различить. Режим накопления кроме всего прочего достаточно хорошо подавляет шумы. Фактически режимы работы SENS -UP есть не что иное, как длительные выдержки электронного затвора. И обозначение режима SENS -UP x 64 означает, что снятие «картинки» с матрицы будет происходить через время равное 1/50*64 секунды, т.е. в 64 раза медленнее, чем самое большое время срабатывания электронного затвора камеры (обычно это время равно 1/50 секунды).

Пример работы функции накопления в режиме x 2 и x 256.

Что соответствует скорости затвора 1/25 и 5 секунд.

В условиях ночной съемки становится весьма заметным шум на изображении. Его природа обуславливается наличием тепловых зарядов в полупроводниковой матрице. При большой освещенности матрицы в дневное время суток величина полезного сигнала намного больше шумового, генерируемого матрицей. Но при малой освещенности ночью величина полезного сигнала становится сравнимой с величиной шума это и приводит к появлению «снега» на картинке. Для подавления шумов применяются различные алгоритмы цифровой фильтрации. Один из них, достаточно распространенный, применяется в камерах JetekPro так называемый алгоритм 3DNR . Цифра 3 тут фигурирует не зря она показывает, что алгоритм шумоподавления анализирует не только двумерный сигнал (отдельную картинку в какой-либо момент времени), но и временную последовательность кадров третью координату. Тепловой шум по своей природе имеет свойство «зануляться», если усреднять его по времени. Этим и пользуются разработчики алгоритмов обработки изображения: грубо говоря, если за короткий промежуток времени просуммировать сигнал, представляющий собой несколько картинок, то шум частично компенсирует сам себя. Уровень шумоподавления обычно лучше выставить либо на максимальное, либо на близкое к максимальному значение.

Установка уровня DNR .

Конечно, охватить в одной статье все возможные комбинации настроек камер JetekPro не представляется возможным. Но, зная предназначение того или иного параметра OSD меню и влияние, которое он оказывает на изображение, гораздо проще понять какие настройки камеры необходимо изменять для получения наилучшего изображения в различных обстановках.

Камеры чувствительны к темноте.

«Нет света - нет изображения», этот принцип применим для любых систем видеонаблюдения (аналоговых и IP). Хотя для IP-систем освещение приобретает большее значение, поскольку сильнее снижается производительность. В аналоговой системе освещение влияет только на качество изображения. В системе IP видеонаблюдения низкое освещение оказывает влияние не только на качество видео, но может стать катализатором системных проблем.

Шум видеосигнала увеличивает поток данных от видеокамеры.

Низкая производительность в ночное время ведет к увеличению шума в видеосигнале, который является врагом сжатия. Плохое сжатие соответственно влияет на увеличение битрейта. Например, при хорошем освещении скорость передачи сигнала с IP камеры будет всего 10 Кб/с. Когда наступают сумерки, скорость может возрасти уже до 100 Кб/с – 10-кратное увеличение - в результате чего снижается эффективность и потенциал системы падает.

Активная ИК-подсветка необходима в критически важных IP-приложениях с низкой освещенностью.

Не важно, какая это система, аналоговая или сетевая, фактически все камеры видеонаблюдения передают качественное изображение в условиях дневного освещения. Однако от современных систем безопасности требуется круглосуточная производительность в режиме 24/7, поэтому полноценная работа ночью влияет на общую эффективность системы.

Как только заходит солнце, требования к пропускной способности сети растут по экспоненте. Что же делать? Для IP-систем можно вывести 5 основных циклов работы: 1. Формирование видео; 2. Кодирование и сжатие видео; 3. Передача видео; 4. Хранение видео; 5. Анализ видео.

Этап формирования видеоизображения можно назвать «начальным краем» системы. Ведь, если видеосигнал пропадает, другие этапы по кодированию, передаче и хранению не получат данных для работы. В итоге, последний этап видео анализа в реальном времени, тоже не будет иметь полезных данных для анализа.

Чтобы понять зависимость темноты к пропускной способности, рассмотрим функцию автоматической регулировки усиления (АРУ) камеры, которая усиливает сигнал в условиях низкой освещенности. С усилением видеосигнала увеличивается и шум видеоизображения, появляется зернистость.

Днем алгоритмы компрессии хорошо справляются, и битрейт имеет допустимые значения. Как только наступают сумерки, функция АРУ начинает работать, создавая больше шума. В конечном счете, изображение ночью становится зернистым. В таком случает битрейт приобретает недопустимые значения и может быть в десять раз больше дневной скорости, даже для стационарных видеокамер.

C инфракрасной подсветкой равномерно освещено и соотношение «сигнал/шум» равно 15 дБ. Без ИК соотношение «сигнал/шум» всего лишь 5дБ и гораздо меньше информации, но размер файла больше, что приводит к экспоненциальному росту битрейта.

Чтобы понять этот рост скорости передачи данных, необходимо иметь базовое понимание алгоритмов сжатия. Основной принцип сжатия состоит в устранении бесполезной информации с целью уменьшения размера файла. Сжатие требует компромисса между качеством изображения и размером файла. Максимальный уровень сжатия создает файл меньшего размера, но более низкого качества изображения. Минимальный уровень сжатия создает более качественные снимки, но файла будет большего размера.

Наиболее популярные алгоритмы сжатия сейчас - это H.264, Wavelet, JPEG, MPEG или M-JPEG, которые известны низкими потерями информации. Они используют один из двух принципов преобразования данных:

• Удаление лишней информации видеосигнала, не заметной человеческому глазу, как, например, близкие градации цвета.
• Удаление избыточной информации, которая дублируется в одном кадре или между кадрами, такие, как крупные области, окрашенные в один цвет.

Шум, вызванный АРУ, мешает алгоритмам сжатия современных IP-камер. Алгоритмы сжатия неправильно интерпретируют шум и зернистость изображений, вызванные АРУ, как полезную информацию, которая не может быть сжата, как ненужная или избыточная. Таким образом, в ночное время изображения менее эффективно сжимаются, что приводит к большим размерам файлов, которые к тому же содержат меньше полезной.

Кажется, что проще всего решить эту проблему, отключив АРУ. Тем не менее, в результате этого мы бы получили в ночное время плохое или даже совсем бесполезное изображение. Очевидно, что ночью эффективность системы видеонаблюдения имеет большое значение для обеспечения надежной безопасности.

Лучшее решение для обеспечения эффективной работы IP-систем в темное время суток заключается в использовании оборудования для инфракрасного освещения сцены. Установка IP камеры со встроенной инфракрасной подсветкой или ИК-прожектора обеспечивает ночные кадры высокого качества с низким шумом. В этих условиях автоматическая регулировка усиления (АРУ) становится ненужной, и функция сжатия работает хорошо. Скорость передачи данных колеблется в допустимых значениях, обеспечивая стабильную работу сети.

Все вышесказанное приводит к основным и убедительным фактам: аналоговое или IP видеонаблюдение требует достаточного освещения. Надежное видеонаблюдение основано на четких изображениях, 24 / 7. Для получения четких видеоизображений круглосуточно 24 / 7 необходимо эффективное видеонаблюдение ночью. Эффективное видеонаблюдение ночью требует инфракрасной подсветки с высокой производительностью.

Технология Smart IR для камеры видеонаблюдения.

В вольном переводе Smart IR можно перевести как «умный ИК», в данном случае речь идет об ИК-подсветке камеры видеонаблюдения для ночной съемки. Smart IR – это технология, которая позволяет регулировать интенсивность инфракрасных светодиодов камеры для компенсации расстояния до объекта.>

Технология Smart IR была создана, чтобы решить проблему инфракрасных светодиодов при съемке на близких расстояниях. Например, если человек подойдет достаточно близко к камере, то ИК-подсветка просто засветит лицо, а значит нельзя будет провести опознание объекта и как следствие – полная бесполезность системы видеонаблюдения в ночное время.

Хотя чтобы такого не произошло надо учитывать диапазон инфракрасной подсветки, если диапазон в 20 метров, то нет смысла ставить такую камеру, где люди будут ходит на расстоянии 1-3 метров. Большинство производителей видеокамер с ИК-подсветкой уже переходят на эту технологию, но не лишним будет это перепроверить в технической документации.

На рисунке показано наглядное сравнение камеры с умным ИК и без. Камера с умным ИК имела инфракрасный диапазон до 30 метров, но, как вы видите, она способна регулировать интенсивность ИК-подсветки на объекте, который подошел к камере на 1 метр. Преимущества очевидны.

Энергоэффективная технология ИК-подсветки Optimized IR.

В области IP-видеонаблюдения, была разработана новая энергоэффективная технология инфракрасной (ИК) подсветки Optimized IR, обеспечивающую четкое, равномерно освещенное изображение объектов в полной темноте.

Как известно из практики видеонаблюдения в темное время суток, светодиодная ИК-подсветка, как правило, нормально функционирует в довольно ограниченных пределах (около 15 метров). Обусловлено это небольшой мощностью ИК светодиодов интегрированных в конструкцию камеру. Делается это как минимум по двум причинам: во-первых, для снижения общего энергопотребления камеры и, во-вторых, для снижения нагрева матрицы камеры от находящихся рядом мощных светодиодов.

Особенно вреден нагрев матрицы, приводящий к значительному увеличению шумов в изображении, проявляющихся в виде "снега" из хаотично расположенных цветных точек в кадре.

Для обычной ИК-подсветки характерно ослепление матрицы светом, отраженным от близко расположенных объектов. Проявляется это в виде белых пятен вместо лиц людей, находящихся недалеко от камеры с подсветкой.

Система ночной подсветки Optimized IR обеспечивает равномерное освещение объектов, находящихся на различном расстоянии от камеры видеонаблюдения без засвеченных областей.

На изображении показано, как автоматически меняется экспозиция камеры по технологии Optimized IR.

Принцип действия технологии Optimized IR.

Равномерное освещение объектов, находящихся на различном удалении от камеры достигается регулировкой двух параметров подсветки:

1. Автоматической подстройкой угла подсветки в зависимости от угла обзора камеры. Угол подсветки изменяется в соответствии с текущим значением увеличения объектива (зума).
2. Автоматической подстройкой экспозиции камеры в зависимости от удаления объекта от камеры. При приближении объекта экспозиция уменьшается, снижая тем самым эффект ослепления матрицы.

Таким образом, обеспечивается качественная ИК-подсветка на дистанции более 40 метров при питании камеры с интегрированными светодиодами средствами Power-over-Ethernet (IEEE 802.3af), не превышая стандартных параметров энергопотребления.

Довольно распространенной проблемой при самостоятельной организации системы видеонаблюдения является возникновение различного рода помех, которые могут быть вызваны некачественным соединением элементов системы, неправильным заземлением, или иной причиной, которую можно определить только после ознакомления с основными факторами, вызывающими помехи в системе видеонаблюдения.

6 основных причин вызывающих помехи

Самыми распространенными причинами, влияющими на качество изображения, являются следующие факторы:

Частой причиной помех является наличие сторонних токов заземления, протекающих по оплетке кабеля, которые появляются из-за разности потенциалов монитора и видеокамеры, и могут образовывать неблагоприятные контуры заземления.

Токи промышленного происхождения накладываются на сигнал, создают помехи и искажения изображения в виде темных теней, геометрического искажения картинки, нарушается синхронизация. Чем дальше установлена камера видеонаблюдения, тем сильнее будет действие сторонних токов.

Также помехи могут возникать по причине обрыва кабельной линии – в таком случае также рекомендуется воспользоваться паяльником для запаивания поврежденного участка, а для большей надежности залить герметиком, и поместить поврежденную часть кабеля в герметичную коробку.

Еще одной причиной возникновения помех в видеонаблюдении могут стать электромагнитные наводки от различных мощных источников – промышленного оборудования, электротранспорта, и т. п. Протяженная кабельная линия представляет собой большую «антенну», которая притягивает к себе электромагнитные помехи от различных устройств. Источником помех могут стать и соседние кабеля, которые также оказывают электромагнитное воздействие на .

При отсутствии контуров заземления может возникать периодические импульсные помехи, которые распространяются по нулевому проводу сети. Обычно подобные помехи вызывают импульсные источники питания оборудования.

Основными источниками, создающими помехи в системе видеонаблюдения являются:

• Электротранспорт;
• Сварочные аппараты;
• и различные промышленные установки;
• Источники бесперебойного питания;
• Высоковольтные линии и трансформаторы;
• Антенны, передающие сигнал, а также другие устройства, потребляющие энергию.

Современные системы видеонаблюдения на базе , где для записи и хранения информации часто используется персональный компьютер, тоже не застрахованы от помех. В данном случае основным источником помех служит блок питания компьютера. Если в качестве устройства хранения и обработки видеоданных используется видерегистратор, то помехи практически не возникают.

Виды помех

Различают несколько видов помех, разница между которыми зависит от источника, которыми они были вызваны:

Как бороться с помехами?

Помехи, которые вызываются сторонними токами можно устранить несколькими способами:

• Использование камер видеонаблюдения с изоляцией корпуса и разъемов от кронштейна крепления;
• Применение только качественных кабелей;
• Использование кабелей типа с симметричным положением проводников;
• Изоляция разъемов и оплетки кабеля от земли;
• Недопустимость прокладки кабеля системы видеонаблюдения рядом с сигнальной или силовой линией;
• Установка камер с заземленным кожухом;
• Использование гальванической развязки – передача сигнала между устройствами без электрического контакта между ними;
• Применение оптоэлектронной развязки или видеотрансформаторов;
• Применение широкополосных фильтров.

Когда камера крепится на металлической конструкции, а сделать заземление не представляется возможным, можно просто поместить между кронштейном камеры и местом крепления деревянную прокладку, во избежание прямого касания камеры с металлической поверхностью. Как правило, в большинстве случаев проблема решается данным способом.

В некоторых случаях помехи могут быть связаны с плохо выполненным соединением разъемов, а также их низким качеством. В связи с этим для предотвращения помех специалисты рекомендуют использовать соединение под пайку, поскольку только в этом случае можно добиться длительного периода работоспособности кабеля в местах соединений.

Для борьбы с помехами в системе видеонаблюдения с камерами, находящимися от базового пункта наблюдения, специалисты вместо коаксиального кабеля советуют применять витую пару с усилителями активного типа, что позволяет передавать сигнал на большие расстояния с минимальными потерями качества изображения. Кроме того, что витая пара имеет более низкую стоимость по сравнению с коаксиалом, при ее помощи можно построить масштабную систему видеонаблюдения с возможностью передачи сигнала без помех до 4 км. При этом особенности строения данного кабеля позволяют оградить сигнал от помех и различных наводок.

Также рекомендуется не применять кабель от неизвестных производителей, выбирая лишь проверенных. Необходимо проверить его сопротивление и величину затухания сигнала при помощи осциллографа, а также равномерность экранирующей оболочки визуально.

При установке камер видеонаблюдения на больших расстояниях рекомендовано использование телефонного ТППэп кабеля, который имеет достаточно низкий коэффициент затухания, и показывает хороший результат при использовании в системах видеонаблюдения.

Сделали обзор сразу на 4 уличные камеры видеонаблюдения из разных ценовых сегментов. Безжалостно выставили модели на улицу и подключили к одной антенне, усиливающей сигнал мобильного интернета.

Мы частенько сталкиваемся с тем, что сотрудники многих российских предприятий поначалу воспринимают видеонаблюдение как чуждое зло. В лучшем случае они хотят оставить всё как есть – AHD камеры 1 Мп, видеорегистраторы (старенькие, как суставы охранника) и паутину кабелей, упрятанную под штукатурку.

Что тут можно сделать? Для начала разберемся, какие новые камеры для бизнеса могут вас порадовать. Мы взяли несколько камер из «золотой середины». Здесь не будет сверхмегапиксельных решений, когда с крана можно наблюдать за жизнью насекомых в траве. Покажем лишь те камеры, которые у нас берут для небольших предприятий, заправок, школ, автомоек, дач, гостиниц, стоянок и т.п.

Как сравнивать

За последние годы произошел логичный скачок: камеры стали менее значимы, а на первый план вышел софт. Бесполезно сравнивать удобство интерфейса – во всех камерах с интегрированным сервисом Ivideon эргономичность системы видеонаблюдения позволяет пользоваться ей одинаково быстро и комфортно (тестировали на людях). В этих камер одинаковым образом организована детекция движения, уведомления на почту и телефон и т. д., так как все все возможности реализованы через сервис.

Дополнительные «плюшки» в комплекте уличных камер обычно не предусмотрены – карта памяти/кабель питания идут вместе с «домашними» Nobelic/Oco2. Внешний вид камер стандартен для этого класса. Подключение идентичное (за одним исключением).|

Остается практически единственный критерий (кроме цены) – качество изображения.

Самая простая и доступная уличная камера за 6 700 руб. За такую цену владельцы маленьких магазинов могут получить готовое решение для безопасности, контролирующее достаточно большую территорию.

Можно использовать не только на улице, но и внутри помещений. Угол обзора 72°, защита от влаги и пыли по стандарту IP67. К интернету подключается как по Wi-Fi, так и через Ethernet.
Рабочая температура: от -30 до +50 градусов Цельсия – выживет на европейской территории России.

Размеры камеры не привлекают лишнее внимание: 70 × 165 мм.

Поддерживает запись видео на карты памяти MicroSD до 128 Гб. Т. е. запись можно вести бесплатно на карту, а смотреть архив через приложение везде, где есть интернет.
Через Ethernet порт ее можно подключить к компьютеру и смотреть видео на любом компьютере локальной сети.

У камеры есть коридорный режим, который позволяет качественно просматривать длинные узкие помещения: модель 3130F удобно расположить в проходах между стеллажами на складах и в других подобных местах.

Nobelic 3130F устанавливается на любой горизонтальной или вертикальной поверхности, а также крепится к стене: в комплекте есть все аксессуары для монтажа. Простота установки и подключения – это еще одно преимущество для малого бизнеса, который не может лишний раз тратиться на выезд монтажника.

Компактная, мощная 4-х мегапиксельная уличная камера, габаритами похожа на предыдущую модель (70×165 мм). Корпус камеры защищен по стандарту IP67. Рабочая температура от -30 до +60 градусов Цельсия. ИК-подсветка до 30 метров – камера захватит большой участок территории даже ночью, когда сторож уже глубоко спит.

Камеру можно запитать от PoE (по витой паре) и от блока питания 12 вольт – наличие выбора дает дополнительное преимущества: меньше возни с монтажем, и камеру легче переставить.

Разрешение в два раза выше, чем у Nobelic 3130F, угол обзора также больше, но выросла и цена – до 11 990 руб. За эти деньги вы должны получить решение, которое не захочется поменять через несколько лет. Не будем забывать, что камера – это не убыток для предприятия, а инструмент по добыванию денег. Будет странно, если камера через некоторое время покажется устаревшей, не сможет выполнять свои функции, и, следовательно, приносить прибыль. Проверим этот тезис дальше, на этапе тестирования.

Интерфейс, подключение по локальной сети, передача прав на доступ к камере, вывод трансляции в общий доступ, полное шифрование видеопотока – всё это организовано точь-в-точь, как и во всех остальных камерах серии Nobelic. Каждый раз об этом говорить не будем, но по умолчанию подразумеваем.

Nobelic NBLC-2430F с защитой от вандалов

Единственная в обзоре купольная камера. Кроме того, эта вандалозащищенная камера, что служит дополнительным плюсом на улице. Пьяница, кидающий бутылку в камеру, не станет причиной локальной видео-катастрофы.

В 4 Мп модель 2430F встроено несколько технологий шумоподавления, а также реализована технология широкого динамического диапазона, позволяющая получить нормальное изображение в условиях резких перепадов освещенности.

Камеру можно запитать от PoE (по витой паре) и от блока питания 12 вольт.

Выдерживает температуру от -30 до +60 градусов Цельсия; отличается чуть менее скромными размерами – 110 × 81 мм. Но больше камера – и становится больше угол обзора: 106°.

Nobelic NBLC-3230V-SD с вариофокальным объективом

Варифокальный объектив позволяет корректировать фокусное расстояние, тем самым изменяя углы обзора (99-37°) и масштаб выбранной области просмотра. Это позволяет вам через облачный интерфейс смотреть на разные объекты. Не нужно ехать за 100 километров к камере, чтобы изменить фокус и посмотреть, как разгружается фура, которая решила припарковаться в укромном месте.

У камеры есть слот для карты памяти, так что вы можете включить локальную запись видео на карточку Micro SD.

Nobelic 3230V-SD поддерживает питание по витой паре, а также ее можно запитать от блока питания 12 вольт.

Размеры камеры: 90,4 × 213 мм. Переживет суровые условия: от минус 40 градусов до плюс 60.
Цена на камеру составляет 15 490 руб – максимальная отметка в обзоре, достигнутая за счет объектива и надежности. Оправданна эта сумма или нет – проверим на тесте.

Таблица основных характеристик

	Подключение	Запись	Разрешение	Угол обзора	Подсветка, м.	Защита	Размеры (мм)	Питание	Цена (руб)
Nobelic NBLC-3130F-WSD	Wi-Fi / Ethernet		1280x960	72°	До 30	IP 67	70 × 165	Витая пара / 12 V	6 700
Nobelic NBLC-3430F	POE	Облако/компьютер	2688х1520	84°	До 30	IP 67	70 × 165	Витая пара / 12 V	11 990
Nobelic NBLC-2430F	POE	Облако/компьютер	2688x1520	106°	До 30	IK 10	110 × 81	Витая пара / 12 V	11 990
Nobelic NBLC-3230V-SD	POE	Облако/карта Micro SD/компьютер	1920х1080	99°-37° 52°-21°	До 30	IP 67	90,4 × 213	Витая пара / 12 V	15 490

Поддерживаемые протоколы: IPv4/IPv6, HTTP, HTTPS, TCP/IP, UDP, UPnP, ICMP, IGMP, RTSP, RTP, SMTP, NTP, DHCP, DNS, PPPOE, DDNS, FTP, IP Filter, QoS.

Поддержка протокола ONVIF появится позже, сейчас в разработке.

Сравниваем качество изображений

Nobelic NBLC-3130F: угол обзора 72° (горизонтальный), разрешение матрицы 1280x960.

Nobelic NBLC-3430F с 4 Мп 1/3«CMOS матрицей, снимающей видео с высоким разрешением 2688х1520. Угол обзора 84°.

Nobelic NBLC-2430F с 4 Мп 1/3” CMOS матрицей, разрешение 2688x1520. Широкий угол обзора 106°.

Nobelic 3230V-SD оборудован 2 Мп 1/3»CMOS матрицей, снимающей видео в разрешении 1920х1080. Угол обзора изменяется: по горизонтали 99°-37°, по вертикали 52° - 21°.

Сравнение сразу всех камер на расстоянии 8 метров с 8-кратным приближением.

В оригинальном разрешении, если не приближать изображение, картинка выглядит так. Заметен угол съемки каждой камеры.

Больше различий между камерами становится заметно на расстоянии 15 метров. Мы приблизили картинку в 12 раз. Nobelic 3230V показал результат чуть хуже. Тот случай, когда нужно заглянуть в интерфейс и подправить камеру.

Оригинальная картинка с четырех камер. Единственная камера из обзора, которая дает четкое изображение дальше 18 метров – это Nobelic 3430F.

Выводы

Относительно низкая цена не всегда означает, что камера сильно проигрывает в качестве изображения – Nobelic 3130F стоит меньше остальных, однако здорово держится на всей тестовой дистанции. Эту камеру можем советовать владельцам небольших компаний, которые хотят за ограниченный бюджет получить максимум возможностей.

На другой стороне шкалы возможностей оказывается Nobelic NBLC-3430F – камера выигрывает за счет высокого разрешения 2688х1520 и доказывает, что не всегда количество мегапикселей имеет решающее (либо равноценное) значение. Камера подходит для наблюдения за большими открытыми пространствами.

Лишь ненамного отстаёт купольная камера Nobelic NBLC-2430F – разрешение у нее такое же, как у 3430F, а вот угол обзор шире. За счет этого объекты, расположенные по центру изображения, кажутся чуть менее четкими. Зато в кадр помещается больше деталей.

Особняком стоит камера Nobelic 3230V-SD . При всех заявленных характеристиках камера требовательна к пользователю. Требует настройки под конкретный вариант применения, но сделать это можно без особого труда.