Wdr что это в видеокамере и для чего нужен
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.
Что такое WDR, BLC и HLC в камерах видеонаблюдения?
Различные технологии в камерах видеонаблюдения направлены на то, чтобы повысить качество изображения. Но довольно часто случаются ситуации, когда процессы цифровой обработки сигнала не просто не являются необходимыми, но и могут испортить изображение в конкретных условиях эксплуатации. Это способствует тому, что нужно определиться, какой процесс обеспечивают конкретные технологии в камерах видеонаблюдения, а также их актуальность в конкретных условиях эксплуатации. Рассмотрим с вами, что такое WDR, BLC и HLC в камерах видеонаблюдения.
Компенсация яркой засветки HLC
Это популярная технология, которая у некоторых производителей может иметь другое название, но ее суть остается неизменной. Каждый знает, что во время работы камера проводит обработки определенного уровня освещенности. Меняется исключительно значение выдержки электронного затвора или осуществляется при управлении диафрагмой объектива. В случае, когда в области зрения камеры расположены слишком яркие объекты, они будут влиять на эту обработку и настройку затвора, либо диафрагмы по средней яркости.
Это приведет к тому, что невозможно будет различить детали на темных участках. При исключении яркого участка, тогда темные тона будут более различимыми. Именно это и делает функция яркой засветки – затемненный участок становится видным. Одно из наиболее подходящих ситуациях, когда нужна компенсация яркой засветки – это ситуации, когда засвечены номера авто фарами этого же транспорта.
Очевидно, что функция HLC – эффективное решение, которое позволяет сделать картинку более яркой и качественной. Но в ситуациях, когда устанавливается система видеонаблюдения в холле зданий с входом из стекла, оптимально будет использовать функцию WDR или BLC, чем HLC. В противном случае не вы не будете видеть улицу – там обычно светлей и компенсация украсит изображение улицы серым цветом. Хотя есть наличие регулировки компенсации, но это не позволит полностью решить ситуацию.
Компенсация задней подсветки BLC
Технология BLC предназначается для компенсации или выравнивания встречной засветки, компенсируя яркость изображение во время проведения видеосъемки в случае засвеченного заднего фона. Обычно это приводит к низкому качеству объектов, расположенных на переднем плане. Данная технология способна выровнять яркость к нужным параметрам, сохранив необходимые показатели на всем участке видео. Функция дает возможность отчетливо увидеть темный объект, который расположен перед слепящим задним фоном. Например, когда человек стоит перед окном. Актуальной будет в ситуациях, когда камера наблюдения наведена на объекты с ярким солнечным освещением или ярким светом фонарей.
Широкий динамический диапазон WDR
Распространенная функция, которая применяется фактически в каждой камере видеонаблюдения. Это связано с тем, что обычно в матрице камеры не хватает динамики, особенно это проявляется в условиях наблюдения за людьми в офисе, аэропорту и других зданиях, имеющих стеклянный вход. Свет с улицы создает сильную засветку, а автоматическая диафрагма и затвор настраиваются по всему полю кадра на средние значения – это приводит к тому, что многие объекты будут невидны.
Для реализации технологии WDR применяется специальная матрица с двойной плотностью и сканированием, чтобы из одного полукадра осуществить два снимка с различной выдержкой. На выходном сигнале складываются два изображения, что дает возможность увидеть на экране детали в темных и светлых участках изображения.
Функция wdr в видеонаблюдении что это
Что такое экспозиция в видеонаблюдении?
Для получения максимально качественной картинки нужно правильно отрегулировать экспозицию видеорегистратора. Этот параметр характеризует объем актиничного излучения, которое поглощается светочувствительным элементом. Экспозиция вычисляется как произведение уровня освещенности на выдержку, в течение которой световые лучи воздействуют на матрицу. Минимальное значение экспозиции устанавливается в солнечную погоду, а максимальное значение этого параметра выставляется ночью.
Современные видеорегистраторы снабжаются функцией WDR (Wide Dynamic Range), которая регулирует поток световых лучей, попадающий на объектив, в автоматическом режиме. Опция работает в соответствии со следующим алгоритмом:
Обработка и балансировка изображения, полученного в режиме WDR, производится центральным процессором. В некоторых моделях видеорегистраторов режим расширенного диапазона совмещается с опцией гамма-коррекции. Такой вариант съемки значительно улучшает цветопередачу.
Благодаря использованию функции WDR водитель сможет отчетливо различить номера транспортных средств, лица людей. Возможно будет без труда установить личность нарушителя. Для реализации функции WDR потребуется усовершенствованная матрица.
Видеонаблюдение с функцией WDR от производителя
Компания «Видеомир» занимается установкой систем видеонаблюдения и оказывает клиентам широкий спектр дополнительных услуг (проектирование, монтаж охранно-пожарной сигнализации, настройка техники и пр.). Покупателям предоставляется техническая поддержка. Цены на продукцию указаны в нашем электронном каталоге.
Для заключения договора и получения дополнительной информации свяжитесь с нашим менеджером. Специалист рассчитает стоимость проекта и поможет оформить необходимую документацию.
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!
Функции WDR, BLC и HLC в камерах видеонаблюдения
Освещённость кадра играет большую роль в формировании итогового качества видеоряда. Сложные условия освещения влияют на целостность итоговой «картинки» при видеонаблюдении. Иногда из-за перепадов освещения какие-то части кадра могут быть излишне тёмные, а другие – настолько яркие, что на них невозможно рассмотреть детали.
Решаются проблемы освещённости в современных камерах видеонаблюдения с помощью трёх технологий:
На сегодняшний день каждая из упомянутых технологий активно используется в системах видеонаблюдения, но методы корректировки качества изображения у них разные. Главное помнить, что каждый случай индивидуален, и там, где одна технология справится «на ура», другая не покажет желаемого результата, и наоборот.
Компенсация встречной засветки (BLC), если говорить понятным языком, занимается осветлением кадра. Технология настраивает и автоматически оптимизирует экспозицию всего изображения. Однако работает она на всей плоскости изображения, поэтому на слишком освещённых областях возможны пересветы – они становятся практически белыми. Компенсация яркой засветки (HLC) – эта технология предназначена для корректировки качества изображения и устранения пересветов, которые образуются под влиянием света прожекторов, фар или других направленных источников освещения.
Широкий динамический диапазон (WDR) подразделяется на два вида: Digital WDR и True WDR. Для корректировки качества изображений в сложных условиях освещения Digital WDR осветляет тёмные участки кадра на программном уровне, а вот True WDR – объединяет кадры с разной экспозицией.
Наиболее универсальной и распространённой технологией из перечисленных является WDR. Однако не стоит забывать, что в частных случаях HLC и BLC могут оказаться эффективнее. Выбор камеры в любом случае требует индивидуального подхода.