Wdr 120 дб что это
Что такое WDR (широкий динамический диапазон) для камер видеонаблюдения
Перед покупкой камеры видеонаблюдения необходимо убедиться, что она достаточно хороша для вашего приложения, а иногда камеры WDR оснащены необходимой вам технологией.
Но сначала важно понять, как работает эта технология, и в этом я могу вам помочь, потому что в этой статье я отвечаю на вопрос » что такое WDR?»
(Концепция объясняется для камер видеонаблюдения).
Как работает WDR
Направляя камеру видеонаблюдения на вход, дверь или окно, вы можете заметить участки изображения с избытком света и слишком темные участки, чтобы получить более качественное изображение, камера должна компенсировать ситуацию такого рода.
Вы можете увидеть в окне избыток света с очень яркими областями, тогда как в определенных внутренних областях есть темные области.
Благодаря использованию WDR можно компенсировать эти различные области и сбалансировать их.
Эта операция по компенсации света выполняется затвором камеры.
Технология WDR работает с использованием разных скоростей затвора камеры, которые позволяют большему или меньшему количеству света попасть в камеру, тем самым контролируя воздействие на датчик света, поступающего из окружающей среды.
Для использования функции WDR затвор камеры работает следующим образом:
1. Использует более высокую скорость, чтобы датчик на короткое время освещался.
2. Использует более низкую скорость, чтобы датчик освещался дольше.
3. Объедините оба захваченных изображения с различной освещенностью
WDR в действии
Активируя WDR на камере, затвор автоматически выставляет камеру на свет дважды и объединяет снимки для лучшего результата.
На первом изображении можно увидеть больше деталей внутри помещения, тогда как на втором изображении вы видите противоположный эффект с большим количеством деталей снаружи.
На объединенном изображении можно увидеть детали внутри и снаружи помещений, используя комбинацию обоих воздействий света, выполняемых камерой с WDR.
В связи с тем, что эта функция должна объединить два изображения в третье. Использование обработки камеры интенсивно, и поэтому это технология, которая стоит дороже.
Камеры WDR
Ниже приведен пример информации WDR из каталога камеры.
Истинные WDR и Цифровые WDR камеры
Будьте очень осторожны при сравнении различий между камерами, потому что некоторые мелкие детали имеют большое значение для качества отснятого материала.
На рынке вы можете найти два типа камер WDR:
2. Цифровые WDR (DWDR) камеры, которые работают с программной компенсационной техникой.
Камеры True WDR работают, снимая два изображения с различной экспозицией на свет и объединяя их в третье, и, следовательно, работают более интенсивно, но и более эффективно, тогда как цифровая WDR работает только с одним изображением для компенсации цифрового воздействия.
Камера, настроенная на работу с 30FPS, с использованием True WDR будет захватывать в два раза больше кадров (60) для получения окончательного изображения.
Камера выполнена с возможностью работы с 30FPS, с использованием D igital ДМР (DWDR) захватывает одинаковое количество кадров (30) для доставки конечного изображения.
Вывод: камеры с True WDR лучше, но требуют большей вычислительной мощности и дополнительных компонентов, поэтому они также дороже.
Каталог камер WDR
Перед покупкой вашей камеры, просто посмотрите в каталог, чтобы убедиться, что вы получите то, что вы действительно хотите. Иногда цифровых WDR (DWDR) камер достаточно для получения необходимого качества изображения, но иногда вам необходим True WDR.
Ниже приведен пример WDR, описанный в каталоге камер.
Лучшие камеры WDR
Как объяснялось ранее, идея камер True WDR состоит в том, чтобы использовать более одного изображения с разной экспозицией для освещения и комбинировать их, чтобы получить лучшее изображение, но это не означает, что обязательно использовать только два изображения.
На рынке вы можете найти профессиональные (и дорогие) камеры WDR, которые используют до четырех изображений с различной экспозицией для освещения, чтобы получить действительно хорошее конечное изображение.
Некоторые камеры Optimus работают с такой технологией WDR.
Заключение
Вы должны понять, какой тип приложения для вашей камеры видеонаблюдения, прежде чем ходить по магазинам. Камеры WDR могут стоить дороже, особенно если вы инвестируете в профессиональные модели с технологией True WDR
Если понравилась статья поделитесь в социальных сетях, кликнув по иконкам ниже
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!
WDR в видеокамере что это?
Что такое WDR
Одной из проблем, присущих системам видеонаблюдения, является неравномерность светового потока в процессе съёмки, вследствие чего в участках кадра с преобладанием более интенсивного потока будет наблюдаться избыточная засветлённость, а те, которым, наоборот, недостало освещённости, станут выглядеть более тёмными. Таким образом, к различным искажениям итоговой картинки приводят как избыточное освещение, так и недостаток показателя освещенности в кадре.
Для решения подобной проблемы была разработана такая технология, как WDR (Wide Dynamic Range – расширенный динамический диапазон), при использовании которой камера осуществляет попеременную съёмку двух и более кадров, имеющих различную выдержку, которые затем совмещаются в один для получения наиболее качественного изображения, в котором будут хорошо видны как светлые, так и тёмные участки.
Виды WDR и его отличие от BLC
В обычной ситуации камера вынуждена фиксировать участки различной освещённости, используя одну и ту же выдержку. При использовании функции WDR сначала задействуется более высокая выдержка для фиксации хорошо освещенных участков, а затем более низкая – для затемнённых, и из совмещения нескольких видов снимаемых областей и формируется финальное изображение.
Аппаратная реализация WDR носит название RealWDR и может обозначаться как DoubleScan при применении двукратного сканирования, либо как QuadroScan – для четырёхкратного. Существует и программная реализация технологии, называемая DWDR или D-WDR (Digital WDR – программный WDR), которая, конечно, не столь эффективна и представляет собой своеобразный фильтр, применяемый к изображениям, наподобие тех, что используются в программе Adobe Photoshop. Данный фильтр приводит к возрастанию яркости на тёмных участках и к уменьшению шумов.
Заметим, что при использовании DWDR наблюдается значительно меньшая детализация изображения, чем для аналогичной съёмки с применением RealWDR, поскольку здесь корректировке подвергается уже полностью сформированное изображение (представленное единичным кадром).
Также не следует путать данную технологию с функцией BLC (Back Light Compensation – компенсация задней подсветки), которая обеспечивает автоматическую настройку камеры, подгоняя параметры съёмки под нужный уровень компенсации воздействия встречного света. По сути, это просто подсветка, которая оказывается полезна в тех случаях, когда наблюдаемый объект освещён ярким светом, направленным сзади (при съёмке человека, заходящего с улицы в помещение; автомобиля, едущего с включёнными фарами, и др.).
В отличие от BLC, технология WDR позволяет добиваться более чёткого изображения за счёт того, что зона применения соответствующего фильтра в ней не ограничивается отдельными участками, а происходит равномерная обработка всего кадра.
Таким образом, можно провести следующую градацию всех технологий, используемых для компенсации эффектов засветки:
Где и когда применяется WDR
Функция WDR может оказаться полезной во многих ситуациях, возникающих при реальных съёмках с использованием систем видеонаблюдения или автомобильных видеорегистраторов.
Ведь исказить кадр способен как избыток внешнего освещения, так и, напротив, недостаточно яркий световой поток. Такое часто наблюдается, например, при видеосъёмках дороги в тёмное время суток, а также когда засвечивание вызвано светом от фар встречных автомобилей.
Настройка и измерение WDR
Камеры, обладающие поддержкой функции WDR, позволяют выполнять настройку её действия в зависимости от степени светового контраста изображения. Некоторые модели камер включают несколько уже предустановленных уровней WDR – высокий, средний и низкий.
Замер уровня WDR производится в децибелах, выражаясь в виде соотношения светимостей между самым засвеченным и самым тусклым объектами съёмки. Производители видеокамер часто завышают реальные показатели уровня WDR в своих устройствах, что продемонстрировано результатами многочисленных тестов. Например, в технических характеристиках может быть заявлен такой показатель WDR, как 100 дБ, тогда как результаты проведённых измерений дают максимальную величину в 76 дБ. Следовательно, при выборе конкретного устройства для видеонаблюдения следует ориентироваться на те модели, которые обещают наибольшие показатели для данного параметра.
Расширение динамического диапазона – WDR. Технологии от Axis, Samsung, Smartec, Vision Hi-Tech
Яркий дневной свет – критический вызов пользователям видеонаблюдения. Особенно свет, попадающий в затемненное помещение из дверного проема. Изображение, получаемое видеокамерой, получается размытым – распознать черты лица входящего человека бывает крайне затруднительно. Ирония в том, что видеофиксация людей на входе в здание является одним из приемов организации эффективной системы видеонаблюдения
Производители камер охранного видеонаблюдения предлагают различные методы решения проблемы засветки изображения. Принято называть их «расширение динамического диапазона» (WDR). Технология WDR должна обеспечивать качественное изображение как затемненных фрагментов сцены, так и засвеченных.
Однако для сравнения функций WDR от разных производителей не существует ни общепризнанных стандартов, ни каких-либо других подходов. Несмотря на то что динамический диапазон измеряют в децибелах (например, WDR 65 дБ или 110 дБ), каждый производитель волен предложить и свою методику измерения, поэтому сопоставлять функции WDR от различных разработчиков порой просто бесполезно.
Чтобы помочь покупателям и пользователям в выборе моделей оборудования с функцией WDR, представители ведущих в России поставщиков видеокамер – Axis, Samsung, Smartec и «Система СБ» (Vision Hi-Tech) – рассказали о принципах технологий WDR, используемых в своих продуктах, их ключевых отличиях и примерах реализации.
П.А. Рожков
Инженер поддержки продаж компании Axis Communications
Принцип метода WDR
Расширенный динамический диапазон WDR (как и DR) – отношение яркости самых светлых и темных объектов съемки – оценивается в децибелах. Считается, что чем выше значение WDR, тем лучше продукт мы имеем и тем более точное изображение мы получим. На сегодня существует большое количество алгоритмов определения данного отношения, но нет единого. Есть динамический диапазон сцены, за которой ведется наблюдение, динамический диапазон монитора, который нам ее отображает, а есть динамический диапазон матрицы камеры и результирующего изображения, которое камера передает.
Согласитесь, что для задачи видеонаблюдения в условиях сложной освещенности нам важно получить наиболее пригодное изображение, степень пригодности которого измерить в децибелах на практике представляется задачей затруднительной.
Попытаюсь объяснить на примере нашей новой камеры AXIS Q1604. В продукте используется технология получения изображения с несколькими выдержками (их длительность динамически определяется по мере освещенности отдельных пикселей) и специальные алгоритмы обработки изображения (в том числе алгоритм тонального отображения – Tone Mapping). Матрица камеры позволяет использовать динамический диапазон до 120 дБ. Из указанного значения мы вычитаем:
В итоге (в зависимости от условий) мы используем около 100 дБ и выше для автоматического подбора наиболее подходящих настроек.
Ключевые отличия
Мы обеспечиваем лучшее или как минимум не уступающее аналогам качество изображения с точки зрения видеонаблюдения и пригодности получаемого видеоматериала. Добиваемся мы этого за счет использования эффективных алгоритмов обработки изображения и за счет подбора подходящего динамического диапазона.
Выбор алгоритмов обработки изображения и динамического диапазона в продуктах AXIS зависит от сцены, за которой ведется наблюдение, и будет различаться для разных сцен. В результате обеспечивается изображение очень высокого качества (больше полезных деталей, меньше шума, а также более низкое влияние таких артефактов, как смазывание динамичных объектов (Motion Blur), мерцание от флуоресцентных источников света и пр.), не за счет использования заданных (статичных) настроек. Мы разработали WDR-камеры таким образом, что они сами выбирают оптимальные настройки в зависимости от условий их использования (сцены, за которой ведется наблюдение).
Примеры реализации
Наилучшего результата работы WDR на сегодняшний момент мы добились в камерах AXIS Q1604/-Е.
Внастоящее время готовится подробная публикация на эту тему, которая будет доступна на нашем сайте в разделе White papers axis (.com/ru/corporate/)
А.А Виталисов
Ведущий эксперт компании «АРМО-Системы»
Принцип метода WDR
В аналоговых телекамерах торговой марки Smartec реализовано три способа расширения динамического диапазона.
Ключевые отличия
В линейке телекамер Smartec применяются основные известные сегодня на рынке методы расширения динамического диапазона. Представляется интересным сравнить их между собой.
Примеры реализации
Программный и аппаратный методы расширения динамического диапазона известны довольно давно – сами технологии разработаны в конце 1990-х гг. В оборудовании Smartec они используются с момента появления линейки телекамер этой марки, а именно с 2006 г. В настоящий момент программный режим WDR реализован во всех телекамерах Smartec, созданных на базе процессора Sony Effio-E (например, STC-3019, STC-3512 и др.), а также на базе процессора Samsung Winner5 (это популярная линейка устройств Ultimate).
Аппаратный расширенный динамический диапазон применяется в телекамерах на базе процессора Sony Effio и матрицы Double Scan, например в моделях премиум-класса STC-3014, STC-3514 и STC-3518.
М.А. Савельев
Менеджер по продажам компании Samsung Techwin
Принцип метода WDR
Компания Samsung Techwin предлагает два метода расширения динамического диапазона – SSDR/eXDR и WDR.
Режим SSDR (Samsung Super Dynamic Range) реализован в телекамерах с процессором W5/SV5. Аналогичная технология под названием eXDR (eXtended Dynamic Range) используется в камерах с процессором A1. Благодаря анализу видеосигнала и коррекции яркости повышается видимая детализация затемненной области изображения при сохранении четкости и детализации более освещенной его области. Классический WDR-режим реализуется в телекамерах с процессорами SV5 и А1. Данный режим наиболее эффективный – используется ПЗС с прогрессивным сканированием, что позволяет реализовать получение изображений при разных значениях экспозиции с последующей компиляцией средствами DSP эталонного изображения с более равномерным распределением освещенности. Данная технология позволяет добиться 128-кратного расширения динамического диапазона для телекамер, работающих в стандарте PAL, и 160-кратного – в NTSC. Работа WDR-режима может быть настроена пользователем в меню камеры – есть возможность задать уровень WDR и чувствительность, определяющую контраст между светлыми и темными зонами изображения.
Ключевые отличия
Методы не являются уникальными на рынке систем безопасности (практически каждый производитель предлагает схожие решения, иногда придавая им уникальные названия и возможности), однако их эффективность напрямую зависит от мощности процессора обработки сигнала.
Примеры реализации
Компания Samsung Techwin начала использовать режим WDR порядка 5 лет назад с выпуском процессоров SV4, предлагая стационарные, поворотные и IP-камеры с этой функцией.
SSDR появился с выпуском процессоров 5-го поколения W5 и SV5 в 2009 г. Как уже отмечалось выше, телекамеры на основе процессоров SV5 и А1 имеют обе технологии – SSDR/eXDR и WDR и являются наиболее эффективными для решения задач видеонаблюдения в условиях сложного освещения.
Н.И. Чура
Технический консультант ООО «Система СБ»
Принцип метода WDR
Основной поставщик камер для компании «Система СБ», южнокорейский производитель Vision Hi-Tech, применяет в своих изделиях различные варианты технологий WDR.
В ассортименте моделей имеются варианты WDR с технологией PIXIM на основе оператив ного управления активными пикселями CMOS-матрицы, традиционной системы двойного сканирования Double Scan WDR. В свое время выпускались камеры с «цифровым» вариантом WDR на основе DSP NextChip. Но они разочаровали не только нас, но и производителя.
В настоящее время базовым вариантом технологии WDR от Vision Hi-Tech можно считать функцию WideLux. Практически это система двойного сканирования, выполненная на типовой матрице Super HAD II. По эффективности она напоминает известные системы Double Scan WDR, но существенно дешевле, поскольку вместо специальной матрицы двойного сканирования используется типовая матрица.
Ключевые отличия
Мы не будем рассматривать технологию PIXIM, реализованную на матрицах CMOS с поэтапным многократным (5 и более раз) съемом сигнала, и Digital WDR, не предполагающую управление сканированием или накоплением.
Основное отличие технологии WideLux от типового Double Scan – это реализация режима двойного сканирования с типовой матрицей Super HAD II и в каждом полукадре изображения. Данная технология обеспечивается с помощью уникального встроенного тактового генератора, позволяющего матрице работать на двойной скорости сканирования при расширении динамического диапазона.
В системе WideLux реализовано сближение временных интервалов накопления, что расширило возможности камеры при высоком контрасте изображения. Благодаря этому оба интервала накопления умещаются в течение одного полукадра, что сохраняет максимальным вертикальное разрешение камеры в сравнении с режимом Double Scan. При снижении освещенности камера WideLux переходит в режим одиночного сканирования с увеличением чувствительность более чем в 2 раза. Таким образом, камера WideLux использует режим двойного сканирования в условиях значительного перепада яркости в кадре и режим одиночного сканирования для условий с недостаточной освещенностью.
Примеры реализации
Как базовый вариант технологии расширения динамического диапазона, функция WideLux была предложена компанией Vision Hi-Tech в 2010 г. и реализуется в моделях видеокамер наблюдения цветного изображения высокого разрешения с режимом «день/ночь» серии S практически всех конструктивных вариантов.
Опубликовано: Журнал «Системы безопасности» #5, 2011