ТЕСТ: IP-камеры с моторизованным объективом. Публикация в журнале "Системы безопасности", 2014, №3

ТЕСТ: IP-камеры с моторизованным объективом. Публикация в журнале "Системы безопасности", 2014, №3

Тестирование проведено и предоставлено независимой тестовой лабораторией CCTVLAB  

Зачастую телекамеры устанавливаются в труднодоступных местах, что существенно осложняет как первоначальную настройку камер (в частности, настройку ракурса и фокусировки), так и их дополнительную подстройку. Поэтому решения со встроенными моторизованными объективами и функцией автоматической фокусировки могут значительно облегчить эксплуатацию системы видеонаблюдения. Кроме того, повышение разрешения камер повлекло за собой повышение требований к квалификации персонала для точной настройки фокуса. Зачастую неверная настройка фокуса камеры при ее установке сводит на нет все преимущества ее «мегапиксельности», и как следствие ведет к нерациональному расходованию средств на высокое разрешение камеры. Наличие системы автоматической подстройки фокуса либо просто удаленного ручного управления фокусом устраняет эту проблему, делая данные камеры все более популярными на рынке видеонаблюдения. Насколько IP-камеры соответствуют заявленным параметрам, насколько можно доверять данному функционалу – попытаемся разобраться в данной статье с помощью некоторых тестов.  

Информация от производителей

Традиционно в технической документации для IP-камер производители указывают очень мало данных о характеристиках встроенных объективов. В технической документации на современные IP-камеры в строке «Разрешение» производители предпочитают указывать формат кадра в пикселях. К сожалению, количеством пикселей сегодня подменяют понятие разрешающей способности системы, хотя количество пикселей может только говорить о максимуме детализации, которой в теории может достигнуть данная система, тогда как в реальности результат бывает очень далек от теоретического максимума и зависит от многих факторов. Кроме того, в подавляющем большинстве случаев для различных фокусных расстояний не только не указывается разрешающая способность, но даже и светосила. Обычно пояснения ограничиваются указанием значения F-числа для минимального фокусного расстояния. Другой важной составляющей является функция автоматической фокусировки изображения у моторизованных объективов. С одной стороны, такая возможность теоретически позволяет существенно упростить настройку камеры на объекте, но, как показывает практика, не всегда при ее работе пользователь получает максимально доступное с конкретной камеры разрешение. Резюмируя все вышесказанное, можно сказать, что специалистам рынка систем безопасности информация о разрешающей способности камер со встроенными трансфокаторами может быть не только интересна, но и очень полезна с практической точки зрения.  

Участники тестирования

В тестировании принимали участие уличные мегапиксельные IP-камеры, в которых используются встроенные моторизованные объективы с автофокусом. Эти устройства относятся к классу «день/ночь» с перемещаемым ИК-фильтром, имеют встроенную ИК-подсветку. Для данного тестирования в лабораторию удалось заполучить LTV-ICDM2-623LH-V3-9.  

Как тестируем

Тестирование производим на стенде с равномерным освещением таблицы источниками света со спектром близким к солнечному, в трех режимах освещенности – 1000 лк, 100 лк, 20 лк. Разрешение замеряем по таблице, причем применяем коэффициенты для учета дисторсии при расчете разрешения. Замеряем на разных фокусных расстояниях. Данные о разрешающей способности, полученные для разных участков сцены, позволяют оценить распределение разрешения изображения при разных фокусных расстояниях.Кроме разрешающей способности также проводилась оценка точности автоматической фокусировки и времени, которое требуется камерам на фокусировку в автоматическом режиме: после автоматической настройки фокуса пытаемся вручную добиться максимума разрешения. На основе измерений разрешения при автоматической и ручной фокусировке оценивается точность автоматической фокусировки.Во время тестирования IP-камеры были настроены следующим образом:

• сжатие Н.264;
• качество изображения максимальное;
• поток максимальный;
• все дополнительные программные обработки, влияющие на качество изображения, выключены.

LTV-ICDM2-623LH-V3-9

Предоставлена компанией ЛУИС+   
Во встроенной в 2-мегапиксельную модель LTV-ICDM2-623LH-V3-9 оптике используется технология P-Iris, а доступные фокусные расстояния лежат в диапазоне 3.0 – 9.0 мм. Используя эту камеру марки LTV в условиях хорошей освещенности, например, 1000 лк, при минимальном фокусном расстоянии пользователь может рассчитывать на детализацию в центре изображения, соответствующую 1324 линиям при точности фокусировки 86%. Практически такие же значения разрешающей способности, но уже с точностью фокусировки, приближающейся к 100%, LTV-ICDM2-623LH-V3-9показывала при 1000 лк для среднего и максимального фокусного расстояния. Немного ниже была точность автофокусировки камеры при снижении освещенности и среднем угле обзора. Так при 100 лк точность фокусировки составляла 90%, а при 20 лк – 93% с одновременным снижением детализации изображения на 9.5%. Эта уличная цилиндрическая IP-камера может передавать видео с частотой кадров 25 кадр/с, одновременно транслировать два независимых видеопотока, поддерживает протоколы ONVIF, двунаправленную работу со звуком, а также работу с картами памяти для локального хранения данных при сбое в работе сети. LTV-ICDM2-623LH-V3-9 может питаться как от 24В, так и по PoE, оснащена нагревателем и работает в диапазоне от -40 до +50°C. В комплекте с камерой поставляется монтажная коробка.    

   
Теперь подведем общие итоги проведенного тестирования.   

Работа функции автоматической фокусировки

Время, необходимое камерам для автоматической фокусировки изображения, у разных производителей может существенно отличаться. Причем моделям, у которых формат кадра больше, на фокусировку требовалось гораздо больше времени. В большинстве случаев камеры демонстрировали достаточно высокое качество автоматической фокусировки, и ручная подстройка не давала заметного выигрыша по разрешению после отработки автоматического режима.  

Автоматическая фокусировка изображения

Разрешающая способность на различных фокусных расстояниях

Как показали измерения, даже при работе со средним фокусным расстоянием у камер зачастую наблюдается заметное снижение разрешающей способности на краях изображения по сравнению с центральной частью.

Разрешающая способность IP-камер в зависимости от освещенности

Влияние освещенности сцены на детализацию изображения

Традиционно обнаруживается падение детализации при снижении освещения, вызываемое различными встроенными неотключаемыми алгоритмами, такими как шумоподавление. Падение разрешения также коррелирует с размером пикселя камеры (чем крупнее пиксель, тем лучше камера отрабатывает при низком уровне освещения). К сожалению, в большинстве случаев все, что мы можем получить от производителя по параметрам камеры в режиме недостаточной освещенности – это «ценнейшая» информация про 0 лк в режиме работы подсветки, в то время как качество изображения сильно зависит от чувствительности камеры как в режиме «день» (работа камеры вблизи перехода в ночной режим в сумерки), так и в режиме «ночь» без учета ИК-подсветки (так как очень часто камера устанавливается на улице как обзорная, и чувствительность камеры имеет большее влияние на качество, чем наличие и мощность ИК-подсветки). Тем не менее, тестирование показало, что при работе даже в условиях низкой освещенности современные мегапиксельные IP-камеры позволяют получать очень достойное изображение с разрешением, довольно близким к разрешению в условиях высокой освещенности.

Распределение разрешающей способности IP-камер по полю изображения (освещенность 1000 лк)

Перспективы IP-камер с автоматической фокусировкой

Камеры с функцией автоматической фокусировки успешно прошли тесты, что позволяет прогнозировать рост их популярности в будущем. Если и присутствуют какие-то недостатки, то они являются стандартными для камер, в том числе без моторизованного объектива. По результатам можно увидеть, что камеры разделились на две группы: скоростной зум – объектив (аналогичный со скоростными PTZ камерами) и объектив с «медленным» приводом. Скорость привода для данной области применения не является критичным параметром, и скорее всего при выборе оборудования необходимо оценивать комплекс параметров с приоритетом разрешения изображения (детализации) в различных режимах работы. Учитывая все преимущества, описанные в начале статьи (удобство и скорость монтажа, а также отсутствие критичной зависимости от умения монтажника настроить фокусировку, что становится нетривиальной задачей с ростом разрешения камер), данные камеры выглядят как очень удачное решение и логичное продолжение развития систем видеонаблюдения, и по всей видимости актуальность такого функционала будет расти с повышением разрешения матрицы камеры.  

Статья приведена с сокращениями. Оригинал - secuteck.ru/imag/ss-3-2014/32