Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Технология расширения динамического диапазона WideLux в камерах Vision Hi-Tech

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Технология расширения динамического диапазона WideLux в камерах Vision Hi-Tech

Для камер видеонаблюдения существует проблема получения качественного изображения в кадре с большим диапазоном яркости, а следовательно, освещенности на объекте. Это стало особенно актуально с уменьшением формата ПЗС и появлением CMOS-сенсоров

CMOS-сенсоры обладают существенно меньшим динамическим диапазоном по сравнению с ПЗС с большой площадью пикселя. С переходом на цифровые системы с минимальным квантованием 8 бит, которое обеспечивало только 256 уровней яркости, проблемы с передачей контраста и полутонов только увеличились. В настоящее время типовым является 10-, 12- и даже 14-битное преобразование, но реальный диапазон изменения яркости или освещенности, например на границе помещения и большого окна или двери, слишком велик для адекватной передачи системами видеонаблюдения. Эти проблемы вызвали разработку различных технологий расширения динамического диапазона телекамер.

Как бороться с засветкой изображения

Технология компенсации заднего света (BLC) позволяет адекватно передать центральную сюжетную часть кадра за счет потери периферийной информации. Она обеспечивает настройку диафрагмы или экспонирования по яркости центральной части кадра. Компенсация заднего света с маскированием особенно ярких фрагментов (HSBLC) позволяет не только передать затемненные участки путем повышения их яркости с игнорированием фрагментов по краям кадра, но "закрасить" одним, как правило, темным тоном особо яркие зоны.

Классический WDR – довольно эффективный метод, основанный на поочередном сканировании каждого полукадра с различным временем накопления. Как правило, это максимальное время накопления для полукадра в 1/50 с и достаточно малое время, около 1/4000 с, для следующего полукадра. При этом DSP "склеивает" части изображений с переменным контрастом, отбрасывая сильно затемненные или засвеченные участки кадра. Эта операция расширяет динамический диапазон в кадре на 35–40 дБ. Правда, при этом несколько снижается чувствительность за счет уменьшения суммарного времени накопления. Кроме того, фрагментарно снижается вертикальное разрешение. Это очевидно, поскольку в предельном случае для кадра из очень яркой и очень темной половины мы получим по вертикали только полукадровое разрешение по вертикали.

Соотношение между длинной и короткой экспозициями определяет расширение динамического диапазона камеры. Система сканирования Double Scan WDR для матриц ICX212/3BK имеет довольно большое (до 80 крат) соотношение длинного и короткого интервалов, что хорошо только для случаев с очень большим разбросом освещенности.

Компания Vision Hi-Tech для расширения динамического диапазона использует новую технологию WideLux, которая основана на уникальном встроенном временном генераторе, позволяющем работать ПЗС на двойной скорости сканирования в ситуациях, требующих расширения динамического диапазона изображения.

Система сканирования WideLux

Система сканирования WideLux имеет гибкое сближение временных интервалов сканирования, что расширяет возможности камеры при разнообразных условиях перепада освещенности.

На рис. 1 приведено соотношение интервалов накопления технологий Double Scan и WideLux. При снижении освещенности камера WideLux переходит в режим одиночного сканирования, что увеличивает чувствительность более чем в 2 раза. Таким образом, камера WideLux использует режим двойного сканирования в условиях значительного перепада освещенности и режим одиночного сканирования для условий с недостаточной освещенностью.

Симметричное использование полукадров при двойном сканировании увеличило и выровняло вертикальное разрешение кадра, доведя его до 600 ТВЛ, что соответствует стандарту разложения телевизионного сигнала. Улучшение разрешения можно измерить в виде произведения количества линий по горизонтали и по вертикали, в так называемых TVL². Сравнение показывает общее увеличение разрешения в 1,6 раза.

  • Цветная   камера   высокого   разрешения: 560 ТВЛ (H) х 400 ТВЛ (V) = 224 000 ТВЛ2.
  • WideLux-камера: 600 ТВЛ (H) х 600 ТВЛ (V) = 360 000 ТВЛ2.

Технология D-WDR

Кроме технологий BLC, Double Scan, WideLux, существуют технологии цифрового расширения динамического диапазона D-WDR и улучшения передачи градации яркости через расширение битности квантования, адаптивной оптимизации формы амплитудных характеристик каналов яркости и цветности. Например, D-WDR с DSP Nextchip, Monalisa, Winner III/IV/V.


Результаты сравнительных испытаний четырех камер – стандартной, Double Scan WDR, WideLux WDR, D-WDR WinnerV – приведены на рис. 2 и 3. Изображения наглядно демонстрируют высокую эффективность камеры WideLux. В итоге мы имеем множество преимуществ камер WideLux.

Преимущества камер WideLux

  1. Цена камеры стала привлекательной, так как в ней вместо ПЗС Double Scan ICX212/3BK используется ПЗС Single Scan ICX638/9AKA.
  2. Чувствительность в 2 раза выше относительно Double Scan WDR.
  3. Суммарное разрешение увеличилось в 1,6 раза.
  4. Гибкое соотношение интервалов сканирования позволяет лучше обрабатывать разнообразные условия перепада освещенности.
СИСТЕМА СБ, ООО
123022 Москва,
Звенигородское ш., 3а
Тел.: (495) 771-6722 (многоканальный),
(499) 788-6125
Факс: (495) 771-6722
E-mail: zakaz@systemasb.ru
www.systemasb.ru

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #3, 2011
Посещений: 5434

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций