Dnr что это в видеокамере?

3Dnr что это в видеокамере

В ходе эксплуатации камер внутреннего или наружного видеонаблюдения возникают помехи, которые снижают качество изображения. Вследствие этого какие-то детали могут остаться незамеченными. Особенно это касается объектов с усиленным режимом охраны и мест с большим количеством техники, создающей помехи.

Помимо стороннего оборудования (станков, электроприборов, кабелей, антенн и т. д.), помехи и искажения вызываются и самой камерой, в которой происходит постоянное течение электрического тока. Функция 3DNR (3D-DNR) предназначена для уменьшения искажений до приемлемого уровня или их полного устранения.

В зависимости от вызывающих их причин помехи бывают нескольких видов:

Импульсные, которые визуально отображаются в виде точек белого цвета. Их можно представить в виде одной дельта-функции.

Помехи в виде пятен белого или серого цвета. Представляют собой 2 дельта-функции.

Гауссовы шумы, вызывающие снижение четкости картинки, изменение цветности. Обычно причина их появления связана с токами внутри самой видеокамеры.

Особенности и преимущества технологии

Использование технология 3DNR — способ уменьшить сторонние шумы. Она основана на сравнении отдельных кадров друг с другом. В автоматическом режиме проверяются объекты на снимках и различия в их расположении, величине и других параметрах.

Система сама анализирует их и отличает естественные процессы (перемещение человека, увеличение размера авто при его приближении и другие) от вызванных помехами (цветные точки, рябь). Сторонние детали в таких случаях удаляются, картинка приводится к максимально корректному виду.

Раньше повсеместно использовалась методика DNR — первая версия, предназначенная для выделения наиболее грубых ошибок. Однако она могла работать лишь с элементами, приближенными к камере. Все, что вдали, воспринималось в качестве фона и обработке не подвергалось. Нередко бывали случаи, когда система проводила анализ неверно и только ухудшала качество изображения.

В 3-DNR все ошибки были исправлены, и теперь она является незаменимым помощником каждого оператора видеонаблюдения. Ее преимущества:

удается обработать все объекты на картинке;

значительно повышается четкость изображения, снижается «зернистость»;

уменьшается размер кадра — экономится дисковое пространство для хранения;

улучшается видимость в условиях недостаточного освещения;

детектор движения начинает работать более эффективно.

Область применения 3DNR

Каждый специалист в области видеонаблюдения знает, что это 3-DNR. Об этой технологии полезно услышать и владельцам всех объектов, где она может быть использована:

объекты с большой территорией;

подъезды жилых домов, иные места со слабым освещением;

объекты с особым режимом охраны.

Что значит 3-DNR для организации видеонаблюдения у вас на предприятии, дома или в ином месте?

В первую очередь, это возможность контролировать обстановку при любых условиях — ночью, во время грозы, при наличии иных помех. Камера слежения с этой опцией способна прослужить не один год. Достаточно правильно выбрать место установки и правильно настроить систему. Поручить это желательно специалисту, способному предоставить гарантии качества выполнения работ.

Полное название 3DNR на английском языке звучит, как 3D adaptive Noise Reduction Filter. Это технология, которая позволяет подавлять шумы в изображении, появляющиеся при слабом освещении.

При создании систем передачи видеосигнала (например, системы видеонаблюдения и т.д.), особо остро становится вопрос о технологии фильтрации шума изображения. Таким образом, шумоподавление является важным элементом функционирования системы, поскольку присутствие разных шумов на изображении искажает и ухудшает картинку, а также мешает обрабатывать сигнал после записи. Для цифрового видеосигнала, шум является особенно неприемлемым, поскольку в дальнейшем оно подвергается сильному сжатию.

Разновидности шумоподавления

Сегодня существует два вида подавления шумов на изображении:

1. Двумерное шумоподавление 2DNR, которое в свою очередь делится на: временное и пространственное.

2. Трехмерное шумоподавление 3 DNR.

2DNR метод

Пространственный фильтр, который используется для подавления шумов, проводит анализ изображения и видеосигнала только в пространственной области. При этом зачастую он игнорирует информацию, касающуюся временного направления.

С помощью временных фильтров происходит анализ пикселей изображения только во временном направлении. Тогда как временное шумоподавление может применять компенсационный метод фильтрации или адаптивный метод фильтрации. Если же используется адаптивный метод фильтрации, то в этом случае исследуются пиксели, которые находятся в одной и той же позиции в разных кадрах изображения. При компенсационном методе фильтрации, анализируется траектория движения групп пикселей. Во время анализа используются фактические данные, которые были получены при оценке движения.

Недостатки 2DNR фильтра

При обработке видеосигнала детали изображения расплываются, становятся нечеткими. Тогда как 3DNR фильтр подавления шумов изображения объединяет все преимущества, которые есть в пространственном и временном фильтрах. А также у него нет таких недостатков, которые есть в 2DNR.

Использование 3DNR в камерах

Когда в камерах используется 3DNR технология шумоподавления изображения, то происходит уменьшение аддитивного влияния гауссовского шума. При этом, данная технология анализирует большое количество последовательных кадров видеоизображения, используя временную фильтрацию.

Представленный метод позволяет определить уровень различия между пикселями в предшествующих кадрах и текущем кадре. Кроме этого, он устанавливает вектор движения, используемый для движения в данном кадре, а также схожее движение пикселя, который компенсируется в отфильтрованном кадре. После этого, 3DNR метод оценивает другие искажения, которые касаются пикселя в определенном кадре. В конечном счете, 3DNR фильтр определяет результат из среднего количества пикселей в текущем кадре, учитывая пиксели последующего кадра, а также итоги определения и оценки движения, оценку шума, компенсацию движения.

Таким образом, мы видим, что с помощью данного метода пользователь получает высококачественное изображение видеосигнала даже, если в месте съемки будет слабое освещение.

Технология видеошумоподавления DNR.

Электронные компоненты камеры постоянно собирают шумы, которые возникают от взаимодействия протекающих в ней токов с другими электромагнитными полями, а также просто как наводки от соседних электронных схем. Эти шумы могут налагаться на сигнал и проявляться на изображении в виде тонкой сеточки, «снега» или размытости. Чем ниже освещенность, тем больше величина шумов относительно полезного сигнала.

В системах передачи видеосигнала, к которым относятся так же и системы видеонаблюдения, особое место уделяется алгоритмам фильтрации шума. Шумоподавление имеет решающее значение для общего функционирования системы, так как наличие шумов в видеосигнале не только ухудшает качество изображения, но также влияет и на последующие процессы обработки сигналов. Шум особенно вреден для цифрового видео, которое подвергается сжатию и последующей декомпрессии.

Убрать шумы из видеосигнала можно путем его цифровой обработки по методу DNR (Digital Noise Reduction — цифровое понижение шума). Результатом его дальнейшего развития стали технологии 2D и 3D DNR. Они позволяют еще эффективнее отфильтровывать шумы, даже в условиях плохой освещенности.

Типы шумов.

Среди всех типов шумов, которые мешают камере нормально работать, обычно выделяют несколько основных.

Один из них — шумы «соль и перец». Они называются так из-за того, что величина, добавляемая к яркости пикселя, принимает в этом случае лишь два значения. Распределение таких шумов по величинам — две дельта-функции. Следовательно, эти шумы проявляются как белые и серые пятна на изображении, отчего и происходит их название. Такие шумы возникают, когда ПЗС-матрица перегрета, либо из-за появления частиц пыли внутри камеры. Артефакты на изображении носят случайный характер и не связаны по цвету с соседними пикселями — изображение словно засыпано крупинками.

Если в распределении шумов по величинам — не две дельта-функции, а одна, то картинка покрывается лишь белыми точками. Эти шумы называют импульсными. Иногда два этих вида шумов рассматривают как один.

Еще один распространенный вид шумов в камере — гауссовы. Их распределение по величинам описывается кривой Гаусса. Они возникают из-за паразитных токов через электрические компоненты камеры. При этом пиксели слегка меняют окраску, и она отличается от оригинального цвета объектов. Получается случайное распределение артефактов, из-за которого все в кадре кажется нечетким и расплывчатым.

Способы шумоподавления.

В настоящее время способы шумоподавления можно разделить на три типа: «традиционная DNR», двумерное 2D DNR, (которое в свою очередь делится на пространственное и временное) и трёхмерное 3D DNR шумоподавление.

«Традиционная» DNR.
В основе традиционной технологии DNR лежит временной анализ видеосигнала. Алгоритм работы DNR состоит в сравнении одного кадра с другим и устранении тех крошечных особенностей отдельного кадра, которые выбиваются из правильного течения видеоряда. Иными словами, данным методом выявляются те пиксели, которые изменяются от кадра к кадру без какой-либо причины. Смысл этого преобразования состоит в том, что за счет смешивания кадров общий уровень шума в изображении снижается.

В целом традиционная DNR устраняет лишь шумы и нежелательные данные, найденные в ближней части сцены. Обработку с целью устранения видимых шумов проходят только объекты, находящиеся вблизи от камеры, а все, что принадлежит фону, остается необработанным.

Метод 2D DNR.
Пространственный фильтр шумоподавления анализирует изображение только в пространственной области, игнорируя информацию во временном направлении. Временные фильтры подавления шумов анализируют пиксели только во временном направлении. Временное шумоподавление может использовать адаптивный или компенсационный методы.

При адаптивном методе анализируется пиксели, находящиеся в одной и той же позиции в разных кадрах. Компенсационный метод основан на анализе траектории движения, опираясь на фактические данные, полученные по результатам оценки движения. У метода 2D DNR есть недостаток — при обработке сигнала детали изображения становятся расплывчатыми.

Метод 3D DNR.
Технология 3D DNR — это шаг вперед в развитии DNR и 2D DNR. При ее использовании не только выполняется традиционное понижение шумов за счет сравнения кадров, но снижаются пространственные шумы.

Пространственное снижение шумов состоит в сравнении пикселей с соседними пикселями и нахождении нежелательных шумов в пределах одного кадра. При этом происходит обработка всего кадра в целом и удаление цифровых артефактов и зернистости, а также увеличивается четкость и резкость картинки. Вся сцена обрабатывается так, что каждая часть изображения становится четкой и свободной от шумов.

Основная задача DNR — получение изображения без видеошумов в условиях недостаточной освещенности. В свою очередь создан более сложный, но и более эффективный алгоритм 3D-DNR . В отличии от предыдущих версий DNR обработка каждого кадра происходит не один раз, а несколько, что позволяет получить кадр более высокого качества. Также хотелось бы уточнить, что при уменьшении шумов снижается размер файла в архиве (при записи). Экономия может составить до 40% при использовании алгоритма JPEG и до 70% в алгоритме MPEG.

Метод 3D DNR объединяет преимущества временных фильтров с пространственными фильтрами, но при этом лишён присущих им недостатков.

При 3D DNR шумоподавлении применяется метод уменьшения аддитивного влияния гауссовского шума, анализирующий множество последовательных кадров видео с помощью временной фильтрации.

Читайте также  Можно ли установить камеру в коммунальной квартире?

Метод определяет степень различия между пикселями в текущем кадре и пикселями в предшествующем кадре.Он также определяет вектор движения, который показателен для движения пикселя в текущем кадре, и аналогичное движение компенсируемого пикселя в фильтрованном кадре.

Затем метод оценивает искажение, затрагивающее пиксель в текущем кадре.В итоге фильтр рассчитывает результат по усредненному «весу» пикселей в текущем кадре с учетом пикселей второго кадра, учитывая результаты обнаружения и оценки движения, компенсации движения и оценку шума.

Благодаря этому методу можно получить качественное изображение видеосигнала при неблагоприятных условиях освещенности.

Что такое 3D DNR в камерах видеонаблюдения?

Хорошее качество картинки при видеонаблюдении – это основа для качественного контроля над территорией. Важно подбирать оборудование, которое обладает всеми функциональными возможностями для повышения качества картинки. Одной из таких камер является 3D DNR. Другими словами – широкий динамический диапазон.

Каждый сталкивался с ситуацией, когда одна часть кадра затемненная, а другие слишком яркая, поэтому невозможно рассмотреть какие-либо детали при съемке. Подобная технология дает возможность убрать шумы, которые возникают при взаимодействии в ней токов или воздействие других электромагнитный полей. Все происходит в результате удаление шумов из видеосигнала методом цифровой обработки. Вместе с технологией 3D DNR можно удалить шумы даже при условии работы в плохом освещении.

Какие шумы удаляет технология 3D DNR?

В целом, можно выделить несколько вариантов шумов, которые дают возможность нормально работать. Основным является шум «соль и перец». Связано название с тем, что по своему внешнему виду и величине – две дельта-функции. Следовательно, шум проявляется в виде серых и белых пятен на изображение, из-за чего появилось подобное название. Возникает шум подобного типа, когда матрица перегревается, либо внутри камеры появились частицы пыли. Артефакты на изображении носят случайный характер, который абсолютно не связан с соседними пикселями – изображение сложно засыпается при помощи крупинок.

Если шум по внешнему виду не представляет две дельта-функции, а исключительно одна, тогда картинка будет покрываться при помощи белых точек. Подобный шумы – импульсные. В некоторых случаях два вида шума рассматривается, как один. Также распространенными являются шумы гауссовы, которые также без проблем сможет побороть 3D DNR. Возникают они зачастую из-за образования паразитных токов через электрические компоненты камер. В это время пикселя немного меняют окраску, она отличается от оригинального цвета объектов. В результате получается расплывчатая и нечеткая картинка.

В чем суть технологии 3D DNR?

В целом, есть устаревшая технология DNR, которая проводила исключительно временной анализ сигнала видео. Алгоритм работы заключается в том, что сравнивает один кадр с другими и устраняются крошечные особенности отдельного кадра, которые и портили качество картинки. Подбирается оптимальный вариант из правильного течения видеоряда. Другими словами, с помощью данной технологии определяются именно те пиксели, которые изменяются из кадра к кадру, не имея на то основательных причин. Суть заключается в том, что смешивание позволяет снизить уровень шума, удалив лишние пиксели.

Традиционная технология способна исключительно устранить шумы и различные нежелательные данные, которые находятся на сцене, предоставляемой камерой. Обработку осуществляют исключительно объекты, которые расположены непосредственно близко к камере, а все что принадлежит фону – необработанное. А технология 3D DNR – это инновационное решение, которое не только традиционно снижает шума при сравнении кадров, но также может снизить пространственный шум.

Заключается пространственное снижение шума в том, что пиксели сравнивают с соседними, а также находятся нежелательные шумы в пределах конкретного ряда. В это время осуществляется обработка всего кадров в целом, удаляется зернистость и цифровые артефакты, а также повышается резкость и четкость картинки. Сцена обрабатывается таким образом, что каждая из частей изображение становится свободной от шума и четкая.

Преимущества технологии 3D DNR

Нужно учитывать, что при удалении шума, можно не только повысить качество картинки, но и испортить ее. Из-за удаления лишних деталей, можно исказить передачу цвета или привести к размытию изображение. Но при правильном применении технологии, вы получаете ряд преимуществ. Вместе с технологией 3D DNR, вы получаете чистый сигнал, следовательно, качественную картинку.

В процессе сжатия, уменьшается размер файла, поэтому можно экономить место на жестком диске или карте памяти. Вместе с технологией камеры способны предоставлять резкое изображение, облегчая идентификацию каждого кадра, который находится в поле зрения камеры. Также технология 3D DNR существенно повысит эффективность при обнаружении движения в системах наблюдения – детекторы лучше отличают настоящие движение от помехи. Особенно это актуально во время низкого уровня освещенности.

Выбор камер видеонаблюдения

Технологии и условные обозначения: WDR, DNR, BLC, HLC и другие

В других статьях мы обсудили физические параметры матрицы – её размеры, мегапиксели, светочувствительность. Теперь поговорим о процессоре. Он нужен, чтобы на лету обрабатывать изображение: сжимать, исправлять контрастность, гамму, реагировать на блики и свет ламп или фар. С его помощью даже недорогая камера покажет классную картинку. Если его функции настроены неправильно, напротив – может ерунда получиться.

Так случилось с Игорем. Пришел он и говорит: «продайте ваш комплект камер для дома. Барахло с Али мне не нужно, готовый ширпотреб-комплект тоже. Дайте хорошую камеру. Только без монтажа – сам установлю». Без монтажа, так без монтажа – продали. Звонит через два дня: «ах вы [нехорошие люди], что вы мне продали, ничего не видно»! Приезжаем. Правда, ничего не видно – сплошное белое пятно. Оказалось, что AGC не включен, Shuttle не настроен, WDR как надо не работает, и так далее. Подкрутили параметры, видеонаблюдение заработало — клиент доволен.

Если вы тоже подыскиваете камеру, нелишне узнать, как камеры на лету преобразовывают изображение и что при этом меняется в кадре. Мы расскажем о назначении основных алгоритмов.

Цифровые опции камер видеонаблюдения

Shutter (Затвор) настраивает скорость закрытия затвора. Ручная настройка пригодится, чтобы снимать быстрые движения при недостатке света.

Скорость закрытия затвора обозначается долями секунды: 1/1600, 1/500, 1/60 и так далее. Чем дольше затвор открыт, тем больше света попадет на матрицу и кадр получится светлым.

AGC (Automatic Gain Control, автоматическая регулировка усиления, АРУ) регулирует уровень сигнала, усредняя слишком яркие и темные участки кадра. Настройка одного этого параметра позволит добиться приемлемой картинки в офисе с лампами дневного света.

D-WDR (Digital Wide Dynamic Range, программный расширенный динамичный диапазон). Когда в кадр попадает яркий объект – окно или лампа – остальной кадр становится темным. Правильная настройка WDR сглаживает яркость сохранением контрастности. Поэтому окно перестанет быть белым пятном, а люди в кадре – черным.

Аппаратный WDR работает иначе: делает два кадра – с высокой и низкой экспозицией, а затем накладывает их друг на друга. Обозначение D-WDR указывает на программную обработку, но некоторые производители сбивают с толка, называя его просто WDR.

BLC (Backlight Compensation, компенсация задней засветки). Эта функция борется с прямыми источниками света – солнцем или лампой, направленной в объектив. Когда камера решает использовать BLC, она повышает уровень экспозиции картинки. Минус BLC в том, что яркие объекты становятся ещё ярче, поэтому то, если за объектом наблюдения яркая область, она потеряет контрастность. Для борьбы с этим, BLC используется совместно с WDR. Также для BLC можно настроить рабочие зоны.

HLC (High Light Compensation, компенсация яркой засветки) работает подобно BLC. Спасает камеру от слепоты в момент включения лампы или включённых фар. Вместо того, что резко изменить экспозицию, камера решает, затемнить, игнорировать источник света – будто накладывает на него трафарет.

DNR, 3D-DNR (3 Dimension Signal Noise Reduction) – шумоподавление. Классическая DNR сопоставляет соседние пиксели и решает, и отсеивает то, что посчитает шумом. 3D DNR – усовершенствованная технология она несколько раз сравнивает ряд кадров и на основании этого решает, что считать шумом. Добавочная польза шумоподавления – она уменьшает размер каждого кадра. В результате архив занимает на 30-60% меньше места.

White balance (баланс белого) особенно актуален для внутренних камер, чтобы убрать паразитные оттенки: желтизну или синеву. В простых случаях автоматическая регулировка справляется с задачей. В сложных – интенсивность каждого оттенка регулируется вручную.

Советы покупателям

Вернемся к Игорю. Он убедился, что технологии из списка должны работать, а не красоваться на рекламном буклете. Экстрабюджетные камеры из Китая или готовые комплекты в магазинах могут продаваться с сырой прошивкой и без надежд на её доработку. Часть функций, AGC или WDR, в них присутствует номинально. Сюрприз в том, что они не настраиваются и реализованы для галочки.

Это иллюстрирует случай на подземной парковке. В камере не было ручной регулировки перехода в режим с ИК-подсветкой. При плохом освещении камера сохраняла цвет, а изображение становилось шумным и прерывистым – отчасти из-за нехватки света, а отчасти оттого, что процессор не справляется с удалением шумов в реальном времени. Защищать от угона видеонаблюдение не могло.

В другой ситуации заказчик сам купил дешевые китайские камеры, хотя и на 5Mpx, а у нас приобрел видеорегистратор и монтаж. Регистратор так и не смог их увидеть. Мы снизили разрешение до 2Mpx – о чудо, всё заработало. Но заказчику-то было нужно 5Mpx! Разбирались долго. Оказалось, что камеры работают на строго заданном канале. В норме канал можно поменять, но у прошивки камеры просто не было для этого опции равно как и другой, нормальной прошивки. В результате, камеры пришлось заменить.

Избежать этого очень просто – доверяйте, если не монтаж, то хотя бы подбор оборудования, особенно камер людям с большим опытом. Что дает нам наш опыт? Мы тестируем много оборудования и сталкиваемся со множеством ситуаций, вроде описанных выше. Поэтому можем подобрать комплектующие правильно. К тому же, делаем это в подарок.

Наши рекомендации при покупке камеры

  • Убедитесь, что она поддерживает необходимые программные опции и их регулировку.
  • Выбирайте видеокамеры проверенных, сертифицированных производителей

Настраивайте камеру, чтобы улучшить качество съемки. Лучше поручите это тем, у кого есть опыт.

Системы видеонаблюдения

Основные термины видеонаблюдения

Данная статья создана для того, чтобы разобраться с основной терминологией в системах видеонаблюдения. В описаниях товаров камер видеонаблюдения, регистраторов Вы часто видите непонятные для вас названия и цифробуквенные обозначения. В данной статье приводится описание этих обозначений и терминов, чтобы разобраться что к чему и как это работает.

Читайте также  Что такое wdr в видеокамере?

Стандарты видеонаблюдения:

  1. Аналоговое видеонаблюдение — видеосигнал передается в аналоговом виде.
  2. Цифровое IP видеонаблюдение — видеосигнал передается в цифровом виде.
  3. AHD видеонаблюдение — аналоговое видеонаблюдение HD качества. Преимуществом данного стандарта является возможность передачи сигнала на расстояние до 500 м без усиления по обычному коаксиальному кабелю. По этому же кабелю могут передавляться сигналы управления PTZ камер, а также звук. Стандарты AHD:
    • AHD-L — разрешение 960H — возможность AHD камер работать подключатся к обычному аналоговому видеорегистратору;
    • AHD-M — разрешение 720p — 960p (1 — 1,3 Мп соответственно);
    • AHD-H — разрешение 1080p (full HD — 2 Мп).
  4. HD-TVI
  5. HD-CVI

Функции и технологии камер видеонаблюдения:

AGC (Automatic Gain Control) – автоматическая регулировка усиления. При включенном режиме AGC, камера автоматически усиливает видеосигнал при уменьшении освещенности. Технология позволяет получить качественную картинку на мониторе при малой освещенности объекта. Как правило, диапазон регулировки усиления ограничивается диапазоном 12-20 дБ (т.е. 4-10 раз), так как большее увеличение усиления видеосигнала приводит к высокому зашумлению и ухудшению изображения.

ALC (Automatic Light Control) – это технология автоматической регулировки освещенности. Применяется для оптимальной работы автодиафрагмы на сценах с повышенной контрастностью. Управляемый процессор ALC принудительно раскрывает отверстия диафрагмы с целью выделения темного объекта даже при очень высокой общей освещенности. Данный метод возникает за счет «затемнения в белом» наиболее освещенных участков. Настройка происходит при максимально контрастной сцене.

ATW (Auto Tracking White) — автоматическая подстройка баланса белого с адаптацией под изменяющиеся условия освещённости. Если цветовая температура в диапазоне от 1,800°K до 10,500°K (например: флюоресцентная лампа или открытый воздух), то используется этот режим при настройке видеокамеры.

AWB (Automatic White Balance) — автоматический баланс белого. Эта функция позволяет компенсировать искажения цветов, вызванные разными источниками освещения (солнечный свет, лампа накаливания или флуоресцентный свет).

ATR (Адаптивное Воспроизведение Тона) — функция, обеспечивающая выборочную компенсацию для улучшения контраста объектов, а также воспроизведения цветов в случае, когда в изображении есть области как с наличием очень ярких, так и сильно затемненных областей. Функция ATR улучшает качество картинки камеры видеонаблюдения, выполняя оптимизацию цветной составляющий изображения с учетом ярко-стной составляющей сигнала в этой области.

AE (Automatic Exposition) — электронный затвор, позволяющий поддерживать постоянную яркость изображения независимо от освещенности наблюдаемой сцены. Управление затвором объектива с большим количеством значений возможно в ручном и автоматическом режимах (SHUTTER в меню).

BLC (Back Light Compensation) – компенсация заднего света или компенсация встречной засветки — это функция видеокамеры, которая позволяет управлять автоматической регулировкой усиления и электронным затвором не по всей площади экрана, а по его центральной части, что позволяет компенсировать излишек освещения, мешающий восприятию. Функция позволяет избежать переключения из режима «ночь» в режим «день» при кратковременной засветке фотодатчика в результате резкого перепада освещенности и получить качественное изображение даже при условии, что в камеру направлен яркий источник света или объект находится на фоне ярко освещенного участка. Если свет за объектом яркий и направлен прямо в объектив, то диафрагма сужается, и объект переднего плана выглядит темным и размытым на изображении. Благодаря функции BLC отверстие диафрагмы все равно открывается широко, так что объекты на переднем плане получаются светлыми и четкими даже на фоне яркого света. В большинстве случаев BLC обеспечивает нормальную освещенность центральной части кадра, но на некоторых моделях камер видеонаблюдения BLC может подбирать значение диафрагмы по нескольким зонам кадра, обеспечивая тем самым наилучшее качество изображения.

WDR (Wide Dynamic Range) — широкий динамический диапазон — соотношение максимального значения яркости изображения и ее минимального значения. Функция позволяет организовать качественный просмотр как светлых, так и темных участков кадра. Двойное сканирование кадра с помощью быстрых современных процессоров делит кадр на две части, состоящие из темных и светлых участков кадра. Каждая составляющая обрабатывается отдельно (темная часть становится ярче, светлая остается прежней или немного уменьшается по яркости), потом эти две части совмещаются в кадр. Получается картинка из одинаково качественно обработанных темных и светлых участков. Кроме яркости автоматически подстраивается и контраст изображения.

D-WDR (Digital Wide Dynamic Range) — расширенный динамический диапазон с цифровой обработкой сигнала позволет получить качественное изображение одновременно ярких и темных участков кадра. Количество градаций серого (полутонов), которые может передать видеокамера составляет лишь часть полного спектра от чисто белого до чисто черного цвета. И если в кадре одновременно присутствуют и яркие и темные участки (например яркое небо в солнечный день и объект в тени), то видеокамера вынуждена рассчитывать экспозицию, пытаясь охватить максимум градаций яркости. В результате яркие объекты оказываютя темнее (ближе к серому) и темные – светлее (тоже ближе к серому). Таким образом, теряется контрастность изображения. Технология расширения динамического диапазона как раз и позволяет передать все градации серого во всех участках кадра с максимальной достоверностью, сохранив контрастность, но при этом происходит потеря детализации. А вот для сохранения детализации (четкости) и применяется цифровая обработка этот процесс и представляет технологию D-WDR.

DIS (Digital Image Stabilization) — система цифровой стабилизации изображения. Функция позволяет компенсировать мелкие дрожания камеры.

DNR (Digital Noise Reduction) — система шумоподавления в цветном изображении при низкой освещенности. Названий этой функции много, зависит от производителя чипа или камеры: Наиболее распространенные: 3D-DNR (3 Demension Signal Noise Reduction), SSNR (Samsung Signal Noise Reduction), 2DNR. Следует отметить, что 2DNR и 3DNR отличаются способом обработки сигнала и соответственно качеством получаемого результата. При выключенном режиме DNR изображение «покрыто» разноцветными шумами, что резко увеличивает объем записи.

2DNR — технология подавления шума, алгоритм 2DNR предполагает обработку отдельных кадров видеоизображения, анализируя и исправляя пиксели, которые с большой вероятностью представляют собой шум. 2DNR демонстрирует хороший результат применительно к движущимся объектам, этот алгоритм используется в частях кадра, где присутствует движение. В режиме 2D-NR изображение сглаживается, что делает его более читабельным и значительно сокращает объем записываемых регистратором данных. Степень сглаживания регулируется видеопроцессором.

3DNR — технология подавления шума, 3DNR анализирует различия между кадрами, чтобы скорректировать пиксели и улучшить качество. Как правило, 3DNR лучше подавляет шум, чем 2DNR, но при этом движущиеся объекты могут выглядеть размытыми. Технология 3DNR используется в статических областях области обзора.

3DNR+2DNR – одновременное использование двух функций (камеры позволяют задавать необходимую степень обработки отдельно для каждой функции) позволяет сделать изображение более качественным и существенно снизить уровень шумов.

HLI (High Light Inverter) — функция затемнения переосвещенных пикселей позволяет нивелировать влияние засветки от направленного источника света на все изображение, свет будет локализован в участках, в которых находится его источник. Благодаря этой функции камера видеонаблюдения способна эффективно работать при встречной засветке, например, от света автомобильных фар.

IR-cut (Infraredcut) – инфракрасный фильтр. Не дает возможности лишнему инфракрасному изображению, которое не видит человеческий глаз попадать на матрицу, что позволяет получить четкое неискаженное изображение, избежать засветок, вызываемых инфракрасным излучением. В условиях плохой освещенности ИК фильтр отключается, чувствительность камеры увеличивается, матрица регистрирует весть излучаемый спектр. Для того чтобы человеческий глаз видел изображение неискаженным, при отключенном IR-фильтре применяется черно-белое изображение.

ICR, «День-ночь» (Infrared Cut filter mechanically Removable) — механически сдвигаемый ИК-фильтр, расположенный перед матрицей видеокамеры. Часто его называют функцией «день-ночь». В ночное время инфракрасное излучение используется видеокамерой для достижения детального изображения в темноте или в условиях низкой освещенности. В дневное время, ИК-фильтр с помощью механического привода сдвигается, закрывая светочувствительную матрицу видеокамеры, чтобы избежать нежелательных побочных эффектов, вызванных инфракрасным излучением.

MD (Motion detect) — детекция движения, настраиваемая по чувствительности и местоположению в кадре. Все изображение разделятся, например, на 720 зон (48х15) и каждая из зон может быть настроена на детектирование движения с заданием общего уровня чувствительности. В случае обнаружения движения процессор выделяет сработавшую зону кратковременной окантовкой и незначительным повышение яркости, что в дополнение к детектору регистратора может повысить вероятность записи произошедшего события.

OSD (On-Screen Display) — OSD-меню или дисплей на экране. При необходимости может отображаться поверх основного изображения. Данное меню применяется для дополнительных настроек камер видеонаблюдения, вызвать такое меню возможно при наличии на кабеле камеры специального джойстика управления.

PM (Privacy mask) — функция маскирования приватных зон позволяет пользователю скрывать части изображения, которые не должны отображаться в кадре. Можно настроить несколько приватных зон.

Sens-UP (или DSS — Digital Slow Shutter) — функция обработки видеосигнала, позволяющая пользователю выбрать скорость срабатывания электронного затвора видеокамеры. При этом, увеливается время накопления заряда на матрице (время экспозиции), что приводит к повышению чувствительности видеокамеры в условиях недостаточного освещения. Отрицательной стороной технологии является увеличение степени размытия картинки пропорционально увеличению времени экспозиции.

Smart-IR — управление яркостью свечения ИК диодов. Неправильный подбор ИК подсветки значительно ухудшает качество изображения в ночном наблюдении. При этом одна часть сцены залита белым светом, а вторая остается темной с неразличимыми деталями. Причиной этого может быть неправильная конструкция ИК прожектора или избыточная мощность ИК светодиодов. Для устранения последнего недостатка процессор кроме режим D-DWR обеспечивает динамическое управление мощностью ИК прожектора на основе анализа уровня освещенности. При этом мощность подсветки увеличивается по мере снижения яркости изображения, т.е. компенсирует недостаток света, а не включается или выключается по сигналу датчика, как в обычных камерах. Таким образом, рассматриваемая функция позволяет не засвечивать области изображения при приближении объекта наблюдения к камере. Например, при приближении человека, Smart-IR снизит интенсивность подсветки, и его лицо не превратится в светлое пятно.

ИК-подсветка — используются при построении систем видеонаблюдения, работающих в условиях низкой освещенности, а также при отсутствии какого-либо света. Принцип действия основан на излучении данного типа света в ИК-диапазоне (720-940нм), невидимого для человеческого глаза, но воспринимаемого ПЗС-матрицей видеокамеры (только в черно-белом режиме). ИК-подсветка представляет собой совокупность ик-диодов или коллиматоров, размещенных возле объектива камеры и излучающих свет ик-диапазона в область обзора камеры, также могут применяться отдельные ИК-прожекторы. Характеризуется дальностью подсветки от 5 и до 100 и более метров.

Что такое 3D DNR , DWDR и BLC

В данной статье мы расшифруем, что означают магические буквы 3D DNR , DWDR и BLC в характеристиках многих камер наблюдения.

Читайте также  Как подключиться к камере телефона через интернет?

1.Начнем с 3D DNR.

В переводе с анлийского 3D adaptive Noise Reduction Filter.

Функция 3DNR (3D-DNR) предназначена для уменьшения искажений до приемлемого уровня или их полного устранения.

В ходе эксплуатации камер внутреннего или наружного видеонаблюдения возникают помехи, которые снижают качество изображения. Вследствие этого какие-то детали могут остаться незамеченными. Особенно это касается объектов с усиленным режимом охраны и мест с большим количеством техники, создающей помехи.

Помимо стороннего оборудования (станков, электроприборов, кабелей, антенн и т. д.), помехи и искажения вызываются и самой камерой, в которой происходит постоянное течение электрического тока.

В зависимости от вызывающих их причин помехи бывают нескольких видов:

  • Импульсные , которые визуально отображаются в виде точек белого цвета. Их можно представить в виде одной дельта-функции. Помехи в виде пятен белого или серого цвета. Представляют собой 2 дельта-функции.
  • Гауссовы шумы , вызывающие снижение четкости картинки, изменение цветности. Обычно причина их появления связана с токами внутри самой видеокамеры.

Преимущества 3D DNR

Следует отметить, что, очищая изображение от шумов, можно его испортить. Процедура очистки может исказить цветопередачу или привести к размытию изображения. Однако правильное применение технологии 3D DNR дает немалые выгоды.

Во-первых, она обеспечивает более чистый сигнал, что позволяет при его сжатии экономить дисковое пространство.

Кроме того, камеры, оснащенные технологией 3D DNR, дают более резкое изображение, что облегчает идентификацию тех, кто попал в кадр.

Наконец, технология 3D DNR повышает эффективность обнаружения движения в системе видеонаблюдения — детектор лучше отличает истинное движение от помех, особенно при низкой освещенности.

2.DWDR

В переводе с английского DWDR (Digital Wide Dynamic Range , расширенный динамический диапазон с цифровой обработкой сигнала) — технология, которая позволяет получить качественное изображение одновременно ярких и тёмных участков кадра.

Дело в том, что количество градаций серого (полутонов), которые может передать видеокамера, составляет лишь часть полного спектра, от чисто белого до чисто чёрного цвета. И если в кадре одновременно присутствуют яркие и тёмные участки (например, яркое небо в солнечный день и объект в тени), то видеокамера вынуждена рассчитывать экспозицию, пытаясь охватить максимум градаций яркости. В результате, яркие объекты оказываются темнее (ближе к серому), а тёмные — светлее (тоже ближе к серому). Таким образом, теряется контрастность изображения.

Технология расширения динамического диапазона как раз и позволяет передать все градации серого во всех участках кадра с максимальной достоверностью, сохранив контрастность, но при этом происходит потеря детализации.

Для сохранения детализации (чёткости) применяется цифровая обработка, что в совокупности и составляет технологию Digital Wide Dynamic Range .

Способность камеры применять специальные средства – цифровую обработку исходящего сигнала, для расширения динамического диапазона, называют функцией DWDR.

Разница между DWDR и WDR

DWDR и WDR фактически выполняют одну и ту-же функцию. Они реализуют расширение динамического диапазона, но радикально отличаются принципом действия:

WDR – использует аппаратные средства для реализации расширения динамического диапазона – цифровой сигнальный цветной сопроцессор. Эта функция более качественно и быстро обрабатывает поступающую со светочувствительной матрицы информацию. Распознает объекты, которые расположены в местах проблемных для съемки. Однако, модели видеокамер где реализована эта технология значительно дороже сопоставимых по качеству изображения изделий с функцией DWDR;

DWDR – применяет программные алгоритмы обработки видео. Это дает вполне удовлетворительный уровень распознания объекта в темноте, но довольно посредственное качество распознания засвеченных участков.

3. BLC

BLC( от англ. Back Light Compensation) — технология компенсации задней засветки или компенсация заднего света . Данная функция может включаться на камерах как вручную, так и автоматически.

Во включенном режиме, микропроцессор будет выравнивать (сглаживать) освещенность по всему полю зрения камеры. Часто применяется на объектах с ярким задним фоном.

Видеокамеру часто сравнивают с органами зрения человека — она также имеет свою четкость, светочувствительность, воспринимает определенное количество кадров в секунду. Когда мы смотрим на предмет, находящийся между нами и ярким источником освещения, не всегда выходит рассмотреть его подробности. Причина засветки кроется в том, что отдельные пиксели, из которых состоит матрица, способны воспринять определенный максимум света. Если его больше, на изображении, выведенном на экран, появится просто светлое пятно.

Однако и до того, как максимум достигнут, происходит своеобразное насыщение. К примеру, солнце за спиной у человека «нагружает» матрицу настолько, что ее мощности становится недостаточно для четкого восприятия других элементов. Пиксели не успевают накопить достаточный заряд, поэтому в лучшем случае фото объекта получается менее освещенным, чем на самом деле.

Это создает определенные проблемы и в охранном видеонаблюдении: Не всегда получается распознать номер автомобиля, если у последнего включены фары; Яркий свет мешает рассмотреть лицо человека, проникшего на территорию; Сложно рассмотреть мелкие детали (надписи на коробках с товаром).

Появление технологии BLC позволило частично избавиться от этих проблем . Ее возможно встретить и в видеокамерах для пользовательской съемки, и даже в мобильных телефонах.

Расскажем о том, как эта компенсация работает на практике. Всего есть 3 варианта:

Использование диафрагмы, которая бы в случае увеличения потока света сверх некого предела, сужалась. Подобное и происходит в мире живых существ — при недостаточном освещении диафрагма максимально раскрывается, а при чрезмерном — сужается до предела;

Автоматическая регулировка усиления — предварительная обработка изображения, основанная на настройках максимального уровня освещения. Если они превышены на отдельном участке, оно искусственно занижается. На выходе (экране телевизора, мониторе) оператор увидит уже обработанные данные;

Применение затвора, который бы периодически закрывался, отсекая источник света от чувствительной матрицы. Если он был открыт непродолжительное время, то вероятность засвечивания снижается. Обычно применяется комбинированный вариант, в котором сочетаются все перечисленные способы.

Что значит BLC для видеонаблюдения? Это возможность вести его в условиях неблагоприятной освещенности, вызванных природными и другими факторами. В той или иной степени функция используется в большинстве современных камер.

Что такое 2D и 3D динамическое шумоподавление (DNR)?

Динамическое шумоподавление вызвано усилением усиления при обработке камеры безопасности. Искажение сигнала, или «шум», является неизбежным побочным продуктом усилителей при цифровой обработке для камер. Даже при работе на оптимальном уровне цифровые усилители, используемые в аудио- или видеоприложениях, создают некоторый шум. Это происходит как в аналоговых камерах видеонаблюдения, так и в цифровых SDI-камерах / IP-камерах безопасности, поскольку все они используют программное обеспечение для усиления сигнала в оборудовании цифрового сигнального процессора.

Видео «шум» может принимать форму «статического», тумана, спеклов (снега), дымки, нечеткости, прозрачных цветовых блоков и других визуальных артефактов, которые делают изображения с вашей камеры безопасности менее прозрачными. Поэтому снижение шума является важным аспектом дизайна и выбора камеры наблюдения. Это становится еще более важным по мере развития технологии отображения и дает людям возможность просматривать изображения с более высоким разрешением, такие как UHD (4K) и 8K CCTV.

На протяжении многих лет с помощью аппаратного и программного обеспечения использовались различные методы для очистки видео, генерируемого видеодатчиками CMOS и CCD. Одна из самых простых форм шумоподавления сравнивает один кадр с другим и удаляет любые странности, которые не появляются в каждом кадре. Сложные алгоритмы точно определяют, что такое «странность», которую нужно удалить. Это пример «временного шумоподавления».

Временное шумоподавление недостаточно для получения изображений с высоким разрешением, особенно если оно включает в себя движущиеся объекты или изображения при слабом освещении. 2D-DNR — это форма временного шумоподавления, разработанная для работы с усиленными изображениями с камер с низким уровнем безопасности.

2D-DNR лучше всего работает для очистки переднего плана изображения. Это можно заметить, например, когда вы смотрите на кадры с камеры наблюдения уличного фонаря ночью. Область, ближайшая к камере видеонаблюдения, будет прозрачной, а области, расположенные дальше, будут «солеными и пряными». Движущиеся объекты также могут быть проблемой в строго 2D-системе DNR, они могут выглядеть размытыми или оставлять следы затухания. Движение может «запутать» систему 2D-DNR. 3D-DNR был разработан, чтобы снять это ограничение.

3D-DNR добавляет «пространственное шумоподавление» к методам 2D-DNR. Этот тип шумоподавления сравнивает пиксели в том же кадре, а также между кадрами. Он устраняет зернистость
изображения при слабом освещении, обрабатывает движущиеся объекты, не оставляя следов, и делает изображения более четкими и четкими. Вся обработка усиления может также добавить некоторые уровни размытия при движении и задержки затвора, поэтому усиление всегда следует использовать с осторожностью.

Даже если качество изображения не является основной целью, есть еще одна причина, по которой стоит выбрать камеру с хорошим шумоподавлением. Если охранный видеорегистратор записывает видео с вашей камеры наблюдения, то он также записывает шум. Шум, когда он достигает вашего DVR, вызывает две проблемы, о которых вы хотите знать.

Во-первых, видео шум увеличивает размер файла, так как DVR записывает изображение плюс шум. Преимущественно чёрное изображение в ночное время, которое обычно создает небольшие компактные файлы, будет работать намного больше в зависимости от переменного шума. Кодеки сжатия, такие как h.265 и h.264, будут вынуждены сохранять все пятна соли и перца, помутнение и шаблоны смещения, возникающие из-за шума при значительно больших размерах файлов. Со временем размер файла увеличивается, и все жесткие диски имеют ограниченное пространство для хранения. Это проблема, которую можно предотвратить с помощью хорошего WDR.

Во-вторых, видео-шум может вызвать обнаружение движения, если видеорегистратор настроен на его использование. Это может вызвать ложные тревоги, раздражающие электронные письма от автоматизированной системы уведомлений и создать жалобы на потребление памяти.

Непрерывный баланс усиления с помощью регуляторов усиления сигнала и цифровых фильтров, таких как WDR, является важной частью этапов программирования. Программы контроля качества, такие как «MACROSCOP», гарантируют, что ваши пользователи будут пользоваться лучшими доступными настройками.

Обязательно предоставьте своим клиентам камеры самого высокого качества, прежде чем у них возникнут эти проблемы. Получение плохого видеоизображения часто достаточно, чтобы люди захотели купить высококачественную камеру. Если это не так, то платите больше места на жестких дисках или хотите приобрести высококачественную систему обнаружения движения, которая позволяет избежать ложных срабатываний, часто передумывает.