VideoCAD

Измерение чувствительности видеокамеры

Hide Navigation Pane

Измерение чувствительности видеокамеры

Previous topic Next topic No directory for this topic No expanding text in this topic  

Измерение чувствительности видеокамеры

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!  

 

Прочтите прежде: О чувствительности видеокамер.

 

Задача

 

Имеется видеокамера. Необходимо измерить её чувствительность.

 

Суть измерения чувствительности - это измерение освещённости сцены лампой накаливания, при которой изображение с камеры имеет отношение сигнал/шум=17Дб. Для измерения освещённости используется Люксомер, для измерения отношения сигнал/шум изображения может использоваться Анализатор видео или Анализатор кадров из пакета CCTVCAD Lab Toolkit.

Анализатор видео считывает отношение сигнал/шум прямо с экрана монитора,

Анализатор кадров использует сохранённые кадры.

 

Оборудование:

 

Для выполнения измерений необходим программный продукт CCTVCAD Lab Toolkit (см http://cctvcad.com/rus ).Утилита Анализатор кадров.

 

 

Люксомер (измеритель освещённости). Подойдёт практически любой со стандартной спектральной характеристикой CIE.

 

Если нижний предел измеряемой освещённости люксомером больше чем предполагаемая чувствительность камеры, см. Измерение низких освещённостей.

 

Любая PC-based система захвата видео, ТВ-тюнер с видеовходом и т.п. Система должна позволять выводить живое видеоизображение на экран компьютера и сохранять кадры без компрессии или с минимальной компрессией.

 

Для измерения чувствительности IP камер достаточно возможности вывода изображения на экран и сохранения кадров.

Чувствительность IP камер может значительно ухудшаться в зависимости от степени компрессии.

 

 

Анализатор кадров из пакета CCTVCAD Lab Toolkit
Миниатюрная галогенная лампа накаливания 12В, 10Вт.
Стабилизированный блок питания лампы 12В. постоянного тока, без значительных пульсаций выходного напряжения.
Объектив F1.2, параметрам которого можно доверять, фокусное расстояние 4-8mm.

 

Если видеокамера допускает установку лишь мини-объективов (М12), то необходим мини-объектив с известной диафрагмой (F2.0).

 

Измерительная таблица с серой шкалой, например EIA 1956.
Штатив. Рекомендуется для удобства и точности.
Измерение чувствительности должно производиться в тёмном помещении.

 

 

Порядок работы

 

1. Отключите на камере все дополнительные обработки изображения. Должны быть включены лишь электронный затвор и АРУ. Если есть возможность настроек, установите максимальное усиление АРУ (AGC).

 

Для IP камер установите тип компрессии - M-JPEG, качество изображения - максимальное. В процессе измерений чувствительности IP камер необходимо знать с каким временем экспозиции происходит измерение, иначе измерения теряют смысл. См. Измерение времени экспозиции.

Чувствительность IP камер может зависеть также от количества пикселей изображения. Чем больше количество пикселей - чем меньше размер каждого пикселя - тем хуже чувствительность.

Корректно измерить чувствительность современной IP камеры - задача не из простых. При снижении освещённости автоматически запускается шумоподавление, объединяются соседние пиксели, снижается частота кадров, многократно увеличивается экспозиция, исчезает цвет, уровень чёрного поднимается и шумы тонут в чёрном вместе с тёмными деталями изображения. При чём во многих случаях отключить эту автоматику невозможно.

 

2. Установите на камеру объектив F1.2, установите камеру на штатив, направьте на тестовую таблицу, подключите к компьютеру, выведите изображение на экран.

 

Если видеокамера допускает установку лишь мини-объективов (М12), установите мини-объектив с известной диафрагмой (F2.0).

 

3. Прямо на таблице, в поле зрения камеры установите датчик люксомера.

 

4. Немного расфокусируйте изображение, чтобы сгладить возможные неровности таблицы.

5. Включите галогенную лампу накаливания. Выключите общий свет.

6. Изменяя расстояние от лампы до таблицы, получите на экране изображение с видимыми шумами.

 

Напряжение питания лампы менять нельзя. Оно должно быть равно номинальному напряжению питания лампы. Освещённость изменяйте только изменением расстояния между лампой и таблицей

Следите, чтобы окно датчика люксомера и серая шкала на таблице имели визуально одинаковую освещённость.

 

7. Сохраните кадр и запишите освещённость по показаниям люксомера.

 

Если чувствительности люксомера недостаточно, см. Измерение низких освещённостей.

 

8. Повторите п.6..7 для разных освещённостей.

9. Измерьте отношение сигнал/шум сохранённых изображений с помощью утилиты Анализатор кадров. В качестве светлой области используйте белый участок таблицы. В качестве тёмной области используйте один из тёмных квадратов на серой шкале.

 

О выборе самой тёмной области следует написать подробнее.

Самая тёмная область должна удовлетворять двум требованиям:

1. Шумы в ней не должны сильно ограничиваться уровнем чёрного.

2. Это должна быть именно самая тёмная область.

 

При тестировании обычных аналоговых камер как правило достаточно выбрать самый чёрный квадрат на серой шкале. Автоматика исправной аналоговой камеры работает таким образом, что уровень чёрного сохраняется при изменении освещённости не обрезая полезный сигнал и шумы.

Сложные аналоговые камеры с цифровой обработкой, IP камеры могут вести себя непредсказуемо. Иногда в процессе изменения освещённости какие то уровни серой шкалы уходят за уровень чёрного или поднимаются над уровнем чёрного, уровень чёрного "плывёт". В этом случае приходится выбирать для измерений разные области, следя за тем чтобы самая тёмная область была самой тёмной и шумы в ней не ограничивались уровнем чёрного.

 

 

10. Найдите изображение с отношением сигнал/шум 17дБ. Запишите Максимальный уровень яркости и освещённость, при которой получено это изображение.

11. Значение освещённости, при которой получено данное изображение - это Минимальная освещённость сцены для тестируемой камеры при отношении сигнал/шум 17дБ и объективе F1.2 (F2.0 для видеокамеры с мини-объективом).

Максимальная яркость - это IRE при минимальной освещённости.

 

Вы можете ввести эти значения в Таблицу моделей камер или в окно Чувствительность и разрешение в VideoCAD. После этого становится возможным точное моделирование протестированной модели камеры.

 

Со сложными аналоговыми камерами и IP камерами может оказаться невозможным получить отношение сигнал/шум равное 17Дб из за включения схем шумоподавления. Если шумоподавление отключить невозможно, то мы не можем использовать отношение сигнал/шум в качестве граничного критерия чувствительности камеры. В этом случае нам остаётся выбрать другой граничный критерий, например снижение разрешения изображения. Точное моделирование чувствительности таких камер невозможно, но приблизительное моделирование информативности изображения достаточно для практики.

 

См. также: О чувствительности видеокамер, Измерение низких освещённостей, Чувствительность и разрешение>Камера, Таблица моделей камер.

Смотрите также  статьи:   Основы работы в VideoCAD. Часть 4. Освещение и чувствительность камер в CCTV (*.pdf)