Казахстан, г. Шымкент,

улица Жылкишиева, д. 33

тел.: 8 (7252) 393-393, 545-142

e-mail: sales@navicom.kz, navicom.kz@mail.ru

 

 

Copyright © 2010-2015 Компания «NAVICOM»

Оптимальные решения

Вашей безопасности

Главная > Новости 

Компания «Navicom» приглашает к сотрудничеству частные компании и монтажные организации, работающие в сфере систем видеонаблюдения и безопасности.

Аналоговый обман: видеокамеры 1000 ТВЛ

17 февраля 2014

 

Практическое и теоретическое изыскание для установления истины в интересах потребителя.

 

Всего чуть более 3 лет назад компания Sony успешно внедрила новый стандарт в аналоговом видеонаблюдении – 960H. Тогда мир узнал о возможности получать видеозапись с разрешением, эквивалентным 700 ТВЛ. Фактически, как законодатель технического прогресса, Sony вдохнула новую жизнь (или продлила агонию – зависит от того, пессимист вы или оптимист) в рынок аналоговых видеокамер, находящийся под жесточайшим давлением IP высокого разрешения. Это продлило жизнь, собственно, не только аналоговому видеонаблюдению, но и в каком-то смысле CCD-сенсорам, позиции которых в IP-камерах драматически утеряны. И вот проходит совсем небольшое время, когда само собой напрашивающаяся идея воплощается в реальность: почему бы не взять CMOS-сенсор с его бесконечно и дешево расширяющимся разрешением и использовать при построении аналоговых камер? Берем мегапиксельный сенсор, например тот же Sony IMX138, соединяем с процессором с аналоговым выходом и получаем аналоговую камеру... но какого собственно разрешения?

 

Этому и посвящен настоящий тест. Китайский спам, а за ним и быстрые на руку дистрибьюторы разных масштабов на перебой начали предлагать аналоговые видеокамеры с разрешением 1000 и даже 1200 ТВ-линий. Однако какое реальное разрешение дает видеокамера с мегапиксельным сенсором и аналоговым видеовыходом? Для начала разберемся в теории, а также исследуем элементную базу данных видеокамер и их характеристики.

 

Разрешение и потеря качества

 

Как известно, разрешение аналоговых видеокамер принято заявлять и измерять в телевизионных линиях – характеристика, которая может быть с одинаковым успехом применена как к камерам на видиконах, так и на CCD- или CMOS-сенсорах, поскольку фактически отражает способность видеокамеры передавать детализацию изображения. Было разработано множество испытательных таблиц, в том числе стандартизированных ISO, одну из которых мы и используем данном в тесте (тестовая таблица ISO 12233 – рис. 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Тестовая таблица ISO 12233

 

Существует также теоретическое обоснование потери качества изображения при преобразовании, называемое коэффициент Келла (или Kell factor – фактор Келла), обычно принимаемое за 0,7 (но разными учеными используется диапазон от 0,64 до 0,85, где значение зависит от типа устройства, развертки и преобразований). Говоря простым языком, сколько бы пикселей изображения вы ни имели (или строк сканирования, например монитора ЭЛТ), воспринимаемое разрешение в ТВЛ будет не выше чем 0,85 от значения в пикселях, а реально стоит брать коэффициент 0,7, который, как показывает наше исследование, более близок, а возможно, даже завышен. Тогда очевидно, что видеокамера с разрешением сенсора 960H (976x582 разрешение в пикселях, например, CCD-сенсоров Sony) будет иметь горизонтальное разрешение около 700 ТВЛ (960 умножаем на 0,7) – что и подтверждается их спецификациями и заявлениями. Сенсоры 960H должны использоваться с процессорами, умеющими "справляться" с таким разрешением и дающими на выходе расширенный частотный диапазон (от 13,5 до 18 МГц) – PAL-сигнал стандарта 960H (рис. 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Effio с сайта Sony.net

 

Процессоры и мегапиксельные сенсоры

 

Вернемся к мегапиксельным сенсорам. Их немало, но реально в настойчиво рекламируемых продуктах вы чаще всего встретите Sony IMX138 (разрешение 1280 по горизонтали, или 1,3 Мпкс), реже Aptina или OVT с аналогичным разрешением. Более высокого разрешения сенсоры не имеет смысла использовать, так будет дороже и нет процессоров с аналоговым выходом 960H с доступной ценой для их обработки.

 

В качестве процессора наиболее распространен Fullhan FH8520, способный работать с сенсорами 1,3 Мпкс и имеющий аналоговый выход 960H (внимание: 960H!). Что же дает основание производителям утверждать, что видеокамера имеет 1000 ТВЛ? Мы полагаем, совершенно необоснованное в данном случае применение Келл-фактора напрямую к разрешению матрицы: действительно, 1280 умножаем даже на 0,7 – получаем 900 ТВЛ. А если использовать коэффициент 0,85 – то и более 1000 ТВ-линий! Однако возвращаемся к слову "внимание" и смотрим в спецификацию процессора Fullhan 8520 – выход 960H, а значит умножать нужно не на разрешение сенсора, а на собственно выходное разрешение, а значит, теоретический предел выходного разрешения у CMOS-камеры и камеры на базе CCD и процессора типа Sony Effio одинаков и составляет в районе 700 ТВЛ. Даже сам производитель процессора указывает, что максимальное выходное разрешение – 750 ТВЛ (рис. 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Характеристики и применение процессора Fullhan FH8520

 

Для меня в теоретической части очевиден обман производителей, заявляющих завышенные характеристики, но мы проверим это на практике.

 

Методика

 

Всего используем 3 метода. Потребуется испытательная таблица ISO 12233, дополнительные таблицы с разным количеством линий, аналоговый монитор с разрешением до 1000 ТВЛ, устройство захвата изображения с разрешением хотя бы 960H и осциллограф. Для сравнения мы выбрали 3 аналоговые видеокамеры одного производителя (неважно какого), 2 из них на CCD-матрицах Sony и с процессорами Effio E и Effio P, а третья – собственно главный испытуемый с заявкой на 1000 ТВЛ на базе Sony Exmor CMOS IMX138 с процессором Fullhan FH8520.

 

Результаты измерений вы можете видеть как в прилагаемых скриншотах и фотографиях, так и в таблице.

 

Результаты испытаний аналоговых камер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первый метод – самый простой

 

Фактически это визуальная оценка изображения с камеры, напрямую подключенной к аналоговому монитору ЭЛТ – электронной лучевой трубке, так как все LCD TFT-мониторы оцифровывают аналоговое изображение с ограничением по разрешению. Монитор хоть и черно-белый, долгие годы использовавшийся у нас в тестах, но свою задачу выполняет исправно – мы видим вертикальный клин на таблице на всех трех камерах и понимаем, что, хотя никаких тысяч ТВЛ и нет, камера вполне себе на уровне дорогой Effio P модели и демонстрирует одинаковое с ней разрешение – можем субъективно утверждать, что видим 700 ТВЛ (рис. 4).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Сравнение на аналоговом мониторе 1000 ТВЛ

 

Второе испытание

 

Подключаем аналоговые камеры к нашей аналоговой плате захвата изображения TRASSIR 960H – оцифровка изображения происходит с разрешением 960 точек по горизонтали, сжатие не производится, максимальный теоретический предел (960х0,85 = 800 ТВЛ, реальный при Келл-факторе 0,7 – 700 ТВЛ). Полученная картина не сильно отличается от предыдущей – обе дорогостоящие модели показывают 650 ТВЛ. Здесь разрешение ниже, чем на мониторе, и это абсолютно естественно, поскольку мы получили при оцифровке понижающий коэффициент как следствие еще одного преобразования (рис. 5).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. Сравнение на оцифрованном изображении 960H

 

Третье испытание – осциллограф

 

Плюс этого испытания в том, что он наиболее объективен. Наш осциллограф имеет частотный диапазон 50 МГц, может показать любую выбранную строку видеосигнала, позволяет сохранить полученное изображение на компьютере. Для испытания мы распечатали таблицы, заполненные разным количеством линий – от 700 до 1000 (фактически мы говорим о некоем "заборе" из черных и белых линий одинаковой ширины). Камеры направляются на таблицы таким образом, чтобы захватывать все напечатанные линии и подключаются к осциллографу. Сигнал фиксируется, выбирается строка из середины кадра и проводится подсчет экстремумов белого и черного уровней. Каков итог сравнения? Sony Effio E дает нам всего 510 ТВЛ! Effio P и IMX138+FH8520 опять показывают одинаковый результат, но... 620 ТВЛ (рис. 6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6. Осциллограмма решения на базе CMOS Sony IMX138

 

Почему значения на осциллограмме самые низкие? Дело в особенности восприятия и его субъективности: когда мы смотрим на монитор или на изображение клина на оцифрованном изображении, мы не можем объективно и 100%-но сказать, где заканчивается четкое изображение линий, а где начинается их "слипание" и переход в уровни серого, где муар делает их для объективного измерения неразличимыми. Мы говорим себе – "хотя линии начали слипаться и линия между черными линиями уже не белая, а скорее серая", будем считать, что детализация позволяет нам это различать. По осциллограмме мы просто считаем пики (белые и черные линии), не принимая во внимание их уход в "серость" (рис. 7).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7. Увеличенный участок осциллограммы строки

 

Ну и, собственно, вывод?

 

Теоретически и практически доказан обман потребителя – аналоговых камер 1000 ТВЛ нет.

 

В защиту протестированного решения на базе CMOS Sony IMX138 можно сказать, что оно имеет более высокое разрешение, чем Sony CCD-модель с процессором Effio-E при одинаковой или близкой стоимости. Даже говоря о детализации изображения, IMX138 субъективно лучше более дорогой Sony CCD с процессором Effio P, которую оправдывает только наличие WDR (широкого динамического диапазона). Однако стоит отметить, что Sony уже выпустила процессоры Effio A, по стоимости заменяющие Effio E, а на улучшение Effio P готова как версия v2, так и Effio V, так что CCD-решения еще поборются за рынок. Ну а для нас с вами чем выше конкуренция, тем лучше. :)

 

Источник: www.dssl.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
X
Password:
Wrong password.