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)

Отношение сигнал/шум (signal/noise ratio)

С/Ш макс

С/Ш текущее

С/Ш Ц>Ч/Б

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+

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.

В окошке выбирается цветность камеры. Можно выбрать 4 варианта:

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

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;

ИК подсветка моделируется также и для камер Easy Day/Night (без перемещаемого ИК фильтра), так как такой тип камер может быть с постоянным ИК фильтром и без ИК фильтра, нередко реализация режима день/ночь не ясна из спецификации камеры.

При уменьшении освещения камеры day/night и easy day/night переключаются в чёрно-белый режим. При этом их чувствительность становится равной значению в окошке Минимальная освещённость сцены>Ч/Б режим.

Параметр С/Ш Ц>ЧБ определяет отношение сигнал/шум при котором происходит переключение камер day/night и easy day/night в чёрно/белый режим.

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.

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.

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.

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

Кнопка с двумя стрелками между окошками предназначена для быстрой смены местами количества пикселей по горизонтали и по вертикали.

Количество активных пикселей дублируется в окне Геометрия камеры.

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 (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 можно ввести 2 значения минимальной освещённости: в цветном и чёрно-белом режимах.

Параметр С/Ш Ц>ЧБ определяет отношение сигнал/шум при котором происходит переключение камер day/night и easy day/night в чёрно/белый режим.

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:

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

Диафрагма объектива, при которой измерена минимальная освещённость сцены.

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

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 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!).

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.

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.

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

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

Отношение сигнал/шум моделируемого изображения, при достижении которого в результате снижения освещённости происходит переключение камер day/night и easy day/night в чёрно/белый режим.

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

Границы времени экспозиции, в которых работает электронный затвор.

Параметр приводится в спецификации камеры. У IP камер и камер с ночными режимами максимальное время экспозиции может быть большим, до нескольких секунд.

Чтобы задать максимальную экспозицию больше 1 секунды, введите значение с точкой, например:

2 = 1/2 секунды;

2.0 = 2 секунды.

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.

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.

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 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.

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.

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.

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.

В окошке можно выбрать:

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.

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!).

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.