Условия видимости на охраняемом объекте не всегда идеальны. Это и уровень освещения, и наличие помех в виде дождя, снега или тумана, и другие факторы, мешающие наблюдению. Часть из них решается с помощью защитных навесов, продуманного места расположения камеры, прожекторов. Чтобы вести съемку в условиях тумана или мелкого дождя можно использовать один из вариантов:
Перейти на инфракрасную съемку (если камера ее поддерживает) — включится ИК-прожектор, а специальные чувствительные элементы будут улавливать отражение от объектов, находящихся в радиусе его действия;
Использовать функцию «антитуман», или DEFOG.
Преимущество функции DE-FOG в том, что удастся передать максимально четкое изображение, причем цветное, а не черно-белое, как при просмотре в ИК-лучах. Это отличие важно там, где нужно рассмотреть, например, цвет автомобиля, логотип или другие вещи.
Кроме того, различая цвета, удастся выделить объект на фоне здания, техники, контейнеров и т.д. Если же картинка будет не цветной, он может просто слиться с окружением и остаться незамеченным для охраны.
Функция компенсации размытого изображения хорошо показала себя в тех условиях, когда камеры значительно теряют в эффективности:
В тумане, когда находящееся уже в 3-5 метрах становится менее четким;
Во время снегопада;
В случае пылевой бури.
Нахождение в воздухе мелких частиц воды или пыли не только ухудшает видимость, но и приводит к постоянным ложным срабатываниям детектора движения. В таких условиях полагаться приходится лишь на визуальное отображение происходящего. ИК-прожектор тоже начинает работать с перебоями — вода или пыль отражают лучи света и создают помехи на экране. Используя камеру с технологией DEFOG, пользователь и в такую погоду будет уверен в надежности охраны своей собственности.
Как работает «Антитуман»
На вопрос: «Что это — DE-FOG?» мы ответили. Типовая схема работы системы выглядит так:
Камера снимает происходящее в поле ее зрения — как в хорошую погоду, так и в плохую;
Программа определяет наличие сторонних факторов, которые приводят к размытию изображения (дождь, туман);
Степень размытия снижается за счет обработки изображения. Так как стена дождя не сплошная, в отдельные моменты времени удается заметить те детали, которые потом опять скрываются осадками;
Обработанный сигнал записывается, а также выводится на монитор охраны.
Преимущество опции и в том, что снижается риск пропустить что-то важное из-за «человеческого фактора». Гораздо проще заметить нештатную ситуацию при относительно хорошем качестве видео, чем в условиях сильных помех. Технология хорошо проявила себя как в небольших системах с 1-3 камерами, так и в более крупных, с 10 и более устройствами наблюдения.
Сфера применения DeFog
Определившись с тем, что значит DE-FOG для видеонаблюдения, удастся выделить несколько типов объектов, где функция способна принести максимальную пользу:
Окрестности частных домов;
Промышленные предприятия с большой территорией;
Вокзалы и аэропорты.
Опция в настоящее время доступна не только в цифровых, но и в аналоговых камерах. Качественное наблюдение в любых погодных условиях стало доступным каждому. Опция работает в фоновом режиме, и может включаться автоматически при плохом освещении. При необходимости ее всегда возможно выключить.
Функция антитуман для камер видеонаблюдения
Функция антитуман для камер видеонаблюдения
Не все уличные камеры видеонаблюдения могут выдавать нормальное видеоизображение в условиях тумана или других осадков. Из-за того, что воздух непрозрачен, они просто не могут увидеть объекты в зоне обзора, что негативно сказывается на всей системе безопасности.
Но разработчики камер наблюдения стараются свести проблему плохого качеств изображения в условиях тумана. Для этого используется функция камер «Антитуман», или на английском — Defog.
Рассмотрим вначале данную функцию на примере видеокамер, выпускаемых компанией Hanwha Techwin под торговой маркой Samsung. Так как данная функция очень важна для систем видеонаблюдения, то она добавляется компанией в инструментарий большей части выпускаемых уличных моделей камер.
Нужно отметить, что ухудшение видимости вызывает не только туман, но и снег, дождь, пыль и дым. При их присутствии в кадре на видеоизображении появляется плотный серый налёт, снижается контрастность и резкость контуров. Становится невозможно идентифицировать попавших в кадр людей, номера автомобилей и т.д.
Функция «Антитуман» улучшает вышеназванные показатели. Она реализована за счёт обработки изображения в процессоре. При этом применяются несколько разных методов. Один из них — выравнивание общей гистограммы кадра, на которой отображается относительное количество точек с различными оттенками серого. При автоматической обработке кадра производится растягивание такой гистограммы на весь диапазон оттенков серого, что приводит к повышению контрастность изображения.
Еще более качественный результат даёт локальное выравнивание гистограммы, при котором кадр разбивается на участки. Для каждого из них процедура производится отдельно.
Применяются и другие методы очистки изображения от тумана. Некоторые из них основаны на подборе функции, приближённо описывающей воздействие частиц тумана на интенсивность проходящего через них света.
Впрочем, полная очистка видеоизображения до состояния обычной не пасмурной погоды с помощью функции «Антитуман» невозможна. Поэтому эффективность аналогичных технологий обработки изображения, имеющихся у разных производителей видеокамер различна. К примеру компания Hanwha Techwin обеспечивает восстановление чёткого с помощью своей функции Defog.
Кроме того данная компания не так давно выпустила камеры серии Wisenet X, построенные на новом чипсете Wisenet 5, организованном по принципу «Система на кристалле» (SoC), то есть объединяющем в себе матрицу и процессор.
Такая архитектура даёт высокое быстродействие и значительную вычислительную мощность, которые, в свою очередь, надёжно обеспечивают не только функционал камеры, но и функцию антитумана.
Действие данной функции основано на автоматической обработке изображения, в ходе которой по определённым алгоритмам проверяется чёткость имеющихся в нём линий. При этом производится сравнение текущего состояния линий с предыдущим.
В работе алгоритмов обнаружения тумана используется только статическая часть изображения, позволяющая корректно сравнивать чёткость одной и той же линии в разное время. Когда чёткость большого числа линий одновременно снижается, система интерпретирует это как появление тумана. Так фиксируется событие, обнаружение которого и является сутью данной функции. После чего включается система Defog, улучшающая изображение.
В камерах фирмы Dahua используется функция DE-FOG, которая позволяет передать максимально четкое изображение, причем цветное, а не черно-белое. Данная функция компенсации размытого изображения хорошо показала себя в тех условиях, когда камеры значительно теряют в эффективности в условиях ненастной погоды или тумана.
Нужно также отметить, что нахождение в воздухе мелких частиц воды или пыли не только ухудшает видимость, но и приводит к постоянным ложным срабатываниям детектора движения. В таких условиях полагаться приходится лишь на визуальное отображение происходящего. Используя камеру с технологией DE-FOG, эту проблему можно решить.
Типовая схема работы данной функции системы выглядит так:
Технология DE-FOG хорошо проявила себя как в небольших системах с 1-3 камерами, так и в более крупных, с 10 и более устройствами наблюдения.
Есть антитуманные камеры для видеонаблюдения и российских разработчиков. Так ф ирма «ЭВС» представила линейку видеокамер, позволяющих видеть сквозь туман, дым, дождь, снег и пр.
Это камеры с автоматическим регулированием контраста изображения (режим «Антитуман») в диапазоне 15 дБ и 30 дБ (примерно 5 и 30 раз в относительных единицах). Во столько же раз улучшается минимальный наблюдаемый контраст изображения.
Видеокамеры с режимом «Антитуман» выпускаются как с аналоговым, так и с USB 2.0 интерфейсами. Аналоговые камеры выпускаются также в бескорпусном и наружном исполнениях. Во всех вариантах камер заложен режим автоматического регулирования контраста изображения до 15 дБ. В варианте USB 2.0, помимо автоматического режима, возможно включение ручного режима регулирования контраста изображения, который обеспечивает возможность увеличения контраста до 30 дБ.
Схема контрастирования автоматически обнаруживает снижение контраста изображения и при необходимости автоматически увеличивает его до 5 раз в указанных условиях, что обеспечивает возможность наблюдения в сложных погодных условиях, а также демонстрирует превосходные результаты при использовании длиннофокусных объективов.
Для иллюстрации данной функции приведен пример съемки камеры наблюдения через туман с плотностью ориентировочно 15 дб/км. Дистанция до объектов в центральной зоне изображения около 1 км.
И в заключении видеролик, как работает функция Defog в умных камерах от Uniview
Функция Антитуман (Defog) в камерах систем видеонаблюдения.
Очень часто камеры видеонаблюдения, предназначенные для использования на улице, ведут съемку при неблагоприятных условиях, при сниженной прозрачности воздуха и это сказывается на качестве картинки, объекты становятся плохо различимыми. Для исправления ситуации помогает функция камер «Антитуман» или Defog.
Ухудшение качества картинки вызывают неблагоприятные погодные условия, например, туман, дождь, снег. На изображении с камер появляется серый налет, что сильно снижает резкость и контрастность, трудно различать объекты. В данных условиях становится невозможным идентифицировать человека, нельзя распознавать номера автомобилей.
Функция «Антитуман» может помочь избежать таких ситуаций. Данная функция реализуется обработкой изображения в процессоре, где могут быть использованы несколько разных методов. Один метод – это выравнивание общей гистограммы кадра, где отображается относительное количество точек с различными оттенками серого. При обработке кадра в процессоре производится растягивание гистограммы на весь диапазон оттенков серого и контрастность повышается.
Другой метод приводит к более качественному результату. В нем применяется локальное выравнивание гистограммы. Один кадр разбивается на несколько участков и для каждого участка кадра выравнивание производится отдельно.
Также существуют иные методы очистки изображения. Например, основанные на подборе функций, которые приближенно описывают воздействие частиц тумана на интенсивность проходящего через них света.
Однако, абсолютно полностью очистить изображение с помощью функции «Антитуман» невозможно. И поэтому у разных производителей эффективность данных технологий может очень сильно отличаться. При правильном подборе технологий можно добиться достаточно информативного и чёткого качества изображения, которое позволяет видеть, что происходит на объекте и успешно работать с этим изображением.
«Антитуман» — восстановление чёткости изображения в камере видеонаблюдения
Уличные камеры видеонаблюдения часто ведут съёмку в условиях, когда воздух утратил прозрачность. Это сильно сказывается на качестве изображения — снимаемые предметы становятся плохо различимыми. Исправить ситуацию и наблюдать качественную картинку в этом случае помогает функция камер, именуемая «Антитуман», или Defog.
В камерах, выпускаемых компанией Hanwha Techwin под торговой маркой Samsung, реализована такая функция. Она достаточно важна, поэтому компания добавляет её в инструментарий большинства выпускаемых в настоящее время уличных моделей.
Ухудшение видимости и, как следствие, качества изображения, вызывают дождь, снег, туман, пыль, поднимаемая ветром, дым, идущий от огня или из заводских труб. На изображении появляется плотный серый налёт, снижается резкость контуров и контрастность. Оператору становится трудно различить происходящее. Даже то, что можно разглядеть на изображении, плохо воспринимается человеком. Становится невозможно идентифицировать попавших в кадр людей по чертам лица или одежде. Об автоматическом распознавании номеров автомобилей или лиц людей в этих условиях не может быть и речи.
Функция «Антитуман», позволяющая избежать этих последствий, реализована за счёт обработки изображения в процессоре. При этом могут использоваться несколько разных методов. Один из них — выравнивание общей гистограммы кадра, на которой отображается относительное количество точек с различными оттенками серого. В ходе автоматической обработки кадра производится растягивание такой гистограммы на весь диапазон оттенков серого, что повышает контрастность изображения.
Более качественный результат даёт локальное выравнивание гистограммы, при котором кадр разбивается на участки. Для каждого из них данная процедура производится отдельно. Применяются и другие методы очистки изображения от тумана. Некоторые из них основаны на подборе функции, приближённо описывающей воздействие частиц тумана на интенсивность проходящего через них света.
Полная очистка изображения до состояния «как если бы тумана не было» с помощью функции «Антитуман» невозможна. Поэтому эффективность аналогичных технологий обработки изображения, имеющихся у разных производителей, может значительно различаться. Компания Hanwha Techwin встраивает в свои камеры мощную функцию «Антитуман», которая обеспечивает восстановление чёткого, информативного изображения, позволяющего оператору хорошо видеть всё, что происходит на охраняемом объекте.
Как выбрать камеру видеонаблюдения по завуалированным характеристикам
Все мы умеем выбирать камеру, но не все умеем делать это правильно. В то время как сеть завалена обзорами на любую технику, исчезающее мало становится материалов, в которых действительно грамотно раскрываются возможности устройств.
Оптические приборы в этом отношении пострадали больше всего. Каждый человек знает про мегапиксели и разрешение, но когда речь заходит о более тонких материях, начинает «плавать». Если вы задумываетесь о покупке камеры (и не являетесь экспертом в этой области), полезно будет разобраться, что на самом деле означают непонятные аббревиатуры в характеристиках. Разобраться – это значит не только прочитать описание.
Про очевидное
Если начать гуглить «по каким характеристикам выбрать камеру видеонаблюдения», удастся познакомиться с удивительным миром интернета нулевых. Там, где еще обитают черно-белые камеры, аналоговые камеры, важность светочувствительности в люксах. Некоторые характеристики накладываются друг на друга (и взаимно аннигилируют) – не стоит об этом забывать.
Поэтому мы сосредоточимся на современных IP-камерах, поддерживающих облачный сервис Ivideon, и не будем касаться очевидных характеристик. Скорее всего, вы понимаете разницу между разрешением 1080р и720р, диагональным и горизонтальным углами обзора, а также знаете об инфракрасной светодиодной подсветке.
Однако часто в описании камер можно встретить аббревиатуры: 3DNR, AWB, AGC, WDR и другие. Что это такое и почему нельзя ориентироваться только на мегапиксели, разрешение и угол обзора? Важно ли вообще понимать все характеристики или достаточно один раз посмотреть пример видеозаписи выбранной камеры?
WDR (Wide Dynamic Range)
WDR (Wide Dynamic Range) – широкий динамический диапазон. Эта технология позволяет получать высокое качество изображения при любом перепаде уровней освещенности.
Динамический диапазон – это параметр камеры, характеризующий ее способность передать в изображении каждого кадра очень яркие и очень темные элементы сцены. Величину динамического диапазона обозначают в децибелах (дБ).
Динамический диапазон (ДД) реального участка территории обычно значительно превышает собственный ДД камеры, который в большинстве случаев находится на уровне 52−60 дБ: безоблачный солнечный день на улице – это 180 дБ, а хорошо освещенное помещение – от 126 дБ до 140 дБ.
Один из способов устранить этот недостаток – использовать математический алгоритм обработки каждого кадра изображения, в результате чего удается перераспределить яркость таким образом, чтобы весь кадр стал информационно насыщенным. Такая технология получила название Wide Dynamic Range, хотя на самом деле ничего общего с динамическим диапазоном она не имеет.
Камера без WDR не способна дать четкое изображение находящихся в тени объектов там, где есть как очень светлые, так и затененные участки или же свет падает сзади, например, если человек стоит на фоне ярко освещенного окна.
Типичные ситуации, когда сложно обойтись без WDR:
BLC (Back Light Compensation)
Back Light Compensation – компенсация встречной засветки. Технология позволяет скомпенсировать ярко освещенный задний план для хорошей проработки объектов, расположенных на переднем плане. Из-за BLC теряется информация в ярко освещенных участках сцены, зато объекты на переднем плане становятся хорошо проработанными.
При BLC микропроцессор выравнивает (сглаживает) освещенность по всему полю зрения камеры. Большинство камер сегодня имеют поддержку BLC, но она не идет ни в какое сравнение с возможностями Wide Dynamic Range. В лучшем случае BLC помогает сбалансировать условия освещения, чтобы выяснить, что находится на переднем плане изображения, однако фон остается размытым.
3DNR (3-Dimensional Noise Reduction)
3-Dimensional Noise Reduction (3DNR) – трехмерное шумоподавление. Технология 3DNR подавляет в изображении шумы, проявляющиеся при слабом освещении в условиях, когда в кадре присутствуют быстро двигающиеся объекты. 3DNR анализирует различия между последовательными кадрами видеоизображения и подавляет шумы с помощью перемешивания данных на кадре.
К недостаткам алгоритма можно отнести дополнительные дефекты и смазывания, проявляющиеся при движении в кадре. Однако, если режим шумоподавления включается только для отдельных кадров, то итоговое изображение получается и не шумным, и качественным.
AWB (Auto White Balance)
AWB – автоматический баланс белого цвета. Функция компенсирует искажения цветов, вызванные разными источниками освещения (солнечный свет, лампа накаливания или флуоресцентный свет), отсекая ненужный спектр света. При этом камера устанавливает температуру изображения цвета таким образом, чтобы получившиеся цвета на изображении имели те же оттенки и выглядели в точности так же, как происходит их восприятие невооруженным глазом.
Существует несколько различных алгоритмов AWB, но большинство из них подразделяются на две категории. Глобальные алгоритмы используют все пиксели изображения для оценки цветовой температуры. Локальные алгоритмы используют только подмножество пикселей на основе предопределенных правил отбора для этой задачи. Существуют также гибридные алгоритмы, которые выбирают лучший алгоритм на основе содержимого изображения.
AGC (Automatic Gain Control)
AGC – автоматическая регулировка усиления сигнала. Технология предназначена для улучшения качества изображения при недостаточном или чрезмерном освещении.
AGC начинает работать, когда освещенность на объекте имеет низкий уровень, а полностью открытая диафрагма не в состоянии компенсировать недостаток освещенности. Камера автоматически усилит видеосигнал, полученный в условиях более низкой освещенности, чтобы оптимизировать четкость изображения на плохо освещенной сцене. Однако чем больше будет усиливаться сигнал, тем выше будет и уровень помех на экране.
ROI (Region Of Interest)
Region Of Interest – область интереса. Технология позволяет устанавливать повышенное качество изображения в выделенных областях, выбранных на экране. Выделенная на кадре область записывается с максимальным качеством, остальная часть изображения записывается с меньшим разрешением. Использование данной функции значительно снижает трафик и место, занимаемое под архив.
Smart IR
ИК-подсветка засвечивает лицо, затрудняя опознание, когда человек близко подходит к камере. Smart IR – это технология, которая позволяет регулировать интенсивность ИК светодиодов камеры для компенсации расстояния до объекта. При съемке в темноте адаптивная ИК подсветка Smart IR автоматически регулирует мощность излучения в зависимости от расстояния до наблюдаемого объекта в кадре, позволяя получить изображение без пересвеченных областей.
HLC (High Light Compensation)
Реализации технологии HLC в камерах Hikvision
High light compensation — компенсация яркой засветки. В автоматическом режиме отслеживается точка яркой засветки и делается повторный кадр с игнорированием данных от ячеек матрицы в этом месте. HLC применяется для устранения отрицательного влияния на работу камеры ярких источник света попадающих в объектив. Наиболее часто этот режим используется при борьбе со светом автомобильных фар. Кроме того, HLC помогает устранить хоть небольшую, но заметную засветку вокруг уличных фонарей.
Заключение
На видео выше представлены записи с двух камер видеонаблюдения (Hikvision и Nobelic), у которых технические характеристики практически идентичны. Как видите, запись камеры ведут по-разному. Нельзя однозначно сказать, что какой-то поток видеоданных получился хуже другого. Тем не менее, разница видна невооруженным взглядом. На каком решении остановить свой выбор – зависит только от ваших потребностей, личного мнения и соотношений по другим параметрам (например, по цене).
Какое изображение лучше?
Мы перечислили далеко не все дополнительные возможности камер, но разобрали те моменты, которые вызывают больше всего вопросов у наших пользователей. Есть вы хотите улучшить свои знания в теории, есть множество разных источников – например книга А. Гонта «Практическое пособие по видеонаблюдению». Однако одной лишь теории не хватит, чтобы выбрать камеру видеонаблюдения. Всегда смотрите примеры видео!
