Устанавливая видеонаблюдение на объекте, мастер обязательно учитывает, насколько освещенным является участок, на который будет направлена камера. Если объектив «смотрит» в сторону, откуда большую часть дня льется свет, будет происходить засветка ряда объектов. То есть, оператор не сможет рассмотреть подробности всего происходящего на охраняемой территории. Это одна из причин, по которым столь большая роль уделяется планированию точек монтажа устройств слежения.
С засветкой сталкиваются также владельцы обычных камер и телефонов. Функция BLC - это опция, позволяющая компенсировать засветку . С ее помощью все объекты в кадре выглядят одинаково освещенными, хотя по факту это не всегда соответствует действительности.
Почему происходит засветка
Видеокамеру часто сравнивают с органами зрения человека - она также имеет свою четкость, светочувствительность, воспринимает определенное количество кадров в секунду. Когда мы смотрим на предмет, находящийся между нами и ярким источником освещения, не всегда выходит рассмотреть его подробности.
Причина засветки кроется в том, что отдельные пиксели, из которых состоит матрица, способны воспринять определенный максимум света. Если его больше, на изображении, выведенном на экран, появится просто светлое пятно. Однако и до того, как максимум достигнут, происходит своеобразное насыщение. К примеру, солнце за спиной у человека «нагружает» матрицу настолько, что ее мощности становится недостаточно для четкого восприятия других элементов.
Пиксели не успевают накопить достаточный заряд, поэтому в лучшем случае фото объекта получается менее освещенным, чем на самом деле. Это создает определенные проблемы и в охранном видеонаблюдении:
Не всегда получается распознать номер автомобиля, если у последнего включены фары;
Яркий свет мешает рассмотреть лицо человека, проникшего на территорию;
Сложно рассмотреть мелкие детали (надписи на коробках с товаром).
Появление технологии BLC позволило частично избавиться от этих проблем. Ее возможно встретить и в видеокамерах для пользовательской съемки, и даже в мобильных телефонах.
Компенсация засветки BLC
Если простыми словами объяснить что это (BLC), удалось, расскажем о том, как эта компенсация работает на практике. Всего есть 3 варианта:
- Применение затвора, который бы периодически закрывался, отсекая источник света от чувствительной матрицы. Если он был открыт непродолжительное время, то вероятность засвечивания снижается.
Использование диафрагмы, которая бы в случае увеличения потока света сверх некого предела, сужалась. Подобное и происходит в мире живых существ - при недостаточном освещении диафрагма максимально раскрывается, а при чрезмерном - сужается до предела;
Автоматическая регулировка усиления - предварительная обработка изображения, основанная на настройках максимального уровня освещения. Если они превышены на отдельном участке, оно искусственно занижается. На выходе (экране телевизора, мониторе) оператор увидит уже обработанные данные;
Разные производители камер видеонаблюдения могут по различному именовать данную функцию, поэтому в некоторых вариациях она обозначена другими буквенными значениями, например, Blaсk Mask BLC (BMB) или Eclipse, но принцип работы остаётся неизменным.
Как известно, видеокамеры анализируют уровень освещенности объекта и отрабатывают данные параметр для достижения стабилизации путём выдержки затвора или изменения диаметра отверстия диафрагмы на объективе. Так вот в случаях попадания слишком ярких участков в поле зрения устройства, вызывается нарушение работы данного механизма стабилизации и настройка затвора или диафрагмы приводит к тому, что большая часть затемнённой области вокруг засветлённой становится неразличимой. Например, при съёмки проходной области в ночное время, в область обзора попадает подъехавший автомобиль с включенным светом фар. Яркие фары авто засвечивают картинку практически полностью, поэтому на мониторе невозможно рассмотреть ни номер, ни авто в целом, ни детали заднего плана.
Если в таком случае исключить засвеченные участки изображения из расчёта среднего освещения, то остальные детали изображения будут лучше видимы и различимы. Именно подобной технологией и наделена функция компенсации яркой засветки. Фактически, функция просто маскирует слишком освещённые участки кадра накладывая на них серый участки, что приводит к снижению общей яркости кадра и улучшению видимости деталей в тёмных областях изображения.
Недостатки:
В целом функция очень полезная и представляет наилучшее решение во многих условиях, однако при использовании камеры в помещении холла со стеклянными дверьми, которые попадают в область обзора, лучше применять не HLC, а другие функции, например, BLC, а в идеале WDR. Вся «соль» заключается в том, что с использованием данной функции не будет видно улицу и объекты на заднем фоне (то есть за стеклянной дверью), так как обычно в таких местах фон светлее. Таким образом, технология компенсации яркой засветки не правильно воспримет яркость заднего плана и освещённость улицы и закрасит большую часть данных участков серым цветом для устранения пересвещённости. В настройках многих видеокамер наблюдения можно найти конфигурации данной функции, однако особых изменений в данном случае они не принесут, так как на улице, в дневное время, всегда будет светлее, чем в помещении.
Ещё одно неудобство может постигнуть тех, кто желает определять номерные знаки автомобилей через систему видеонаблюдения с применением инфракрасной подсветки. Все автомобильные номера покрываются светоотражающим покрытием, чтобы в темное время суток их было лучше видно при свете фар или другом направленном освещении. Так вот это покрытие отражает лучи света в точном обратном направлении, поэтому при действии ИК-подсветки, инфракрасные лучи будут отражаться и номер будет достаточно ярким, что в свою очередь приведёт к срабатыванию функции компенсации яркой засветки. Единственным решением данной проблемы может стать перемещение выносного ИК-прожектора в сторону, чтобы изменить угол преломления отражённых инфракрасных лучей.
Руководитель группы технической поддержки Бенедикт Максименко.
C1300M-RU (11/04)
КОМПЕНСАЦИЯ ФОНОВОЙ ЗАСВЕТКИ (BLC)
При наличии яркой фоновой засветки предметы на изображении могут выглядеть темными или
показываться в виде силуэта. Компенсация фоновой засветки улучшает качество показа предметов,
находящихся в центре изображения. Система использует центр изображения для настройки
диафрагмы. При наличия яркого источника света за пределами этого участка, его изображение будет
размыто до белого цвета. Телекамера будет регулировать диафрагму так, чтобы обеспечить
требуемую экспозицию предметов в чувствительной зоне.
Имеются два варианта настройки компенсации фоновой засветки:
ВКЛ. - компенсация фоновой засветки включена.
ВЫКЛ. (по умолчанию) - компенсация фоновой засветки не включена.
УРОВЕНЬ ВИДЕОСИГНАЛА
Выберите один из следующих уровней видеосигнала:
НОРМАЛЬНЫЙ - 1,0 В (амплит.)
ВЫСОКИЙ (настройка по умолчанию) - 1,2 В (амплит.) для компенсации потерь в телевизионном
ШИРОКИЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН (WDR)
Режим широкого динамического диапазона обеспечивает уравновешивание самого яркого и самого
темного участков изображения с целью получения изображения с более равномерной яркостью и
более четкой проработкой деталей. При включении режима WDR соотношение между самыми и
темными и самыми яркими участками изображения может быть в 80 раз больше, чем при
выключенном режиме WDR.
Предусмотренные варианты настройки – ВЫКЛ. и ВКЛ. По умолчанию используется вариант ВЫКЛ.
Если широкий динамический диапазон включен, то частота кадров уменьшается со стандартного
значения 30 кадров в секунду до 15 кадров в секунду.
ПРИМЕЧАНИЕ:
Если компенсация фоновой засветки включена, то следует снизить уровень
автоматического диафрагмирования и выставить уровень автоматического управления ИК-
фильтром на более темные условия. См. разделы Автоматическое диафрагмирование
и
Уровень автоматического управления ИК-фильтром
.
СИСТЕМА PELCO EXSITE IPSXM
ИНВЕРТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА
<СИСТЕМНАЯ ИНФОРМАЦИЯ>
<НАСТРОЙКА ДИСПЛЕЯ>
<НАСТРОЙКИ УСТРОЙСТВА>
<КАЛИБРОВКА ПОЗИЦИИ>
СБРОС НАСТРОЙКИ ТЕЛЕКАМЕРЫ
ВЫКЛЮЧЕНИЕ-ВКЛЮЧЕНИЕ ПИТАНИЯ ТЕЛЕКАМЕРЫ
<ТЕЛЕКАМЕРА>
<ДВИЖЕНИЕ>
<ВКЛЮЧЕНИЕ ПИТАНИЯ>
<СЕТЕВАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ>
<ПРЕДУСТАНОВКИ>
<ЦИКЛОГРАММЫ>
<ЗОНЫ>
<БЛАНКИРОВАНИЕ ОКНА>
<СИГНАЛИЗАЦИЯ>
<СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЬ>
<ОЧИСТИТЬ>
<ПАРОЛЬ>
НАЗАД
ВЫХОД
НАСТРОЙКИ УСТРОЙСТВА
ТИП ОСВЕЩЕНИЯ
АВТОФОКУСИРОВКА
ПРЕДЕЛ УВЕЛИЧЕНИЯ
СКОРОСТЬ ТРАНСФОКАЦИИ
ПРЕДЕЛ НИЗКОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ
ОТСЕЧНОЙ ИК-ФИЛЬТР
АВТ. УРОВЕНЬ ИК
<ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ НАСТРОЙКИ>
НАЗАД
ВЫХОД
НАРУЖНОЕ
ТЕЛЕКАМЕРА
СКОРОСТЬ ЗАТВОРА
ПРЕДЕЛ АРУ
АВТ. ДИАФРАГМИРОВАНИЕ
УРОВЕНЬ АВТОДИАФР.
АВТОДИАФР. ПО МАКС. ЯРКОСТИ
АВТ. РЕЗКОСТЬ
УРОВЕНЬ РЕЗКОСТИ
АВТ. БАЛАНС БЕЛОГО
УСИЛЕНИЕ R
УСИЛЕНИЕ B
КОМПЕНСАЦИЯ ФОНОВОЙ ЗАСВЕТКИ
УРОВЕНЬ ВИДЕО
ШИРОКИЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН
НАЗАД
ВЫХОД
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ НАСТРОЙКИ
Широкий динамический диапазон ВКЛ (ON)
Широкий динамический диапазон ВЫКЛ (OFF)
Зачастую для получении высококачественного изображения камер наблюдения важным является необходимость компенсации контрового света. К примеру, обычная внутренняя камера, направленная на входную дверь в магазине, в дневное время будет фиксировать темный силуэт посетителя на фоне яркого дневного света. Однако, рынок сегодня предлагает решение этой проблемы в камерах видеонаблюдения с модулями отработки яркой встречной засветки BLC, D-WDR, WDR.
BLC (Компенсация задней подсветки)
Зачастую в сфере видеонаблюдения Пользователи систем вынуждены сталкиваться с ситуациями, когда объект наблюдения освещен ярким светом, направленным сзади. К примеру, движущийся с включенными фарами автомобиль или человек, входящий с улицы в помещение через дверь. Обычно без подсветки такие объекты будут отображаться лишь как темные силуэты без возможности идентифицировать детали. Целью применения технологии BLC является автоматическая настройка видеокамеры под наиболее благоприятные условия съемки с нужным уровнем нивелирования встречного света, для того чтобы давать возможность опознавать детали наблюдаемого объекта/человека на переднем плане, когда на заднем плане располагается источник света. Функцией BLC обычно выделяются участки изображения, на которых присутствует объект внимания.
WDR (Широкий Динамический диапазон)
Благодаря данной технологии, которая обеспечивает возможность съемки видео с широкий динамическим диапазоном, происходит более подробная обработка затемненной области изображения без увеличения насыщенности его более яркой части. Зона действия функции WDR не ограничена что позволяет получать более четкое изображение чем при использовании обычной подсветки BLC. При помощи WDR два поля (яркого света и зоны затемнения), получаемые за счет экспозиции высокой выдержки для хорошо освещенных участков и низкой - для затемненных, совмещаются в одно изображение. Таким образом, итоговое изображение является суперпозицией двух одновременно снимаемых полей, что обеспечивает высокое качество итоговой картинки.
WDR является более эффективной альтернативой BLC. Он не зависит от нахождения объекта в определенной зоне.
В чем разница между WDR и D - WDR ?
С функцией WDR - для повышения качества изображения ведется съёмка с разным временем экспозиции, после чего участки с темным и светлым изображением объединяются в одно изображение. Таким образом, функция WDR отлично отображает в одном изображении участки со слабым и более сильным освящением. В D-WDR (Digital WDR - цифровой WDR) для повышения качества изображения используется его обработка в цифровом виде. В этом случае происходит корректировка уже полученного изображения силами процессора камеры с целью снизить уровень засветки. Таком образом, детализация изображения D-WDR значительно меньше, чем изображения, обработанного WDR.
Таким образом, упрощенно проранжировать качество изображения, полученного при помощи функций встречно засветки, можно следующим образом:
1) BLC - базовая функция.
3) WDR - наиболее качественное изображение.
Компенсация встречной засветки (Backlight compensation, BLC) - функция видео- и фотоустройств, позволяющая исключить ситуацию, когда изображение объекта, находящийся на фоне яркого источника света, получается затемненным. Если говорить о функции BLC по порядку, то прежде нужно коснуться причин того, почему объект, находящийся на ярком фоне, может получиться затемненным на изображении. Дело в том, что когда объектив камеры бывает направлен на яркий источник освещения, то в части пикселей светочувствительной матрицы наступает насыщение и те пиксели, на которые должно проецироваться изображение объекта, не успевают накопить заряд. Отсюда эффект затемнения, с которым многие, наверняка, сталкивались.
Компенсация встречной засветки предназначена как раз для решения такой проблемы. Теперь разберемся с тем, как работает BLC. Для этого специальным образом настраиваются автоматическая регулировка усиления, электронный затвор и автодиафрагма.
- Автоматическая регулировка усиления (АРУ) - если изъяснятся простым языком, это процесс при котором то, что мы имеем на выходе (уровень освещения на картинке) отличается от того, что было на входе (уровень освещения в действительности). То есть, когда внешний уровень освещения слишком яркий и он может «перегрузить» матрицу видеокамеры или фотоаппарата, АРУ позволяет некоторым образом ограничить уровень нагрузки на матрицу.
- Электронный затвор - это устройство, которое регулирует время, в течение которого световой поток проецируется на фотоматрицу. Грубо говоря, чем дольше затвор открыт, тем больше света попадет на матрицу. Таким образом, мы можем предотвратить засвечивание изображения, используя автоматическую настройку затвора так, что камера «сама» отводит столько времени, сколько нужно, чтобы не было избытка освещения.
- Автодиафрагма - устройство в объективе камеры, которое позволяет изменять размеры отверстия, через которое свет проникает на матрицу. Что-то подобное есть и в природе: когда мы смотрим на яркий свет, наши зрачки сужаются. То же самое делает автодиафрагма, когда мы используем функцию BLC.
Итак, для компенсации встречной засветки цифровая фото (видео-) камера настраивает все три вышеприведенных параметра так, что информация об уровне освещенности проецируется на матрицу лишь частично. То есть функция BLC делает так, что уровень яркости остается примерно одинаковым на всем получившемся изображении. Конечно, самый простой способ для этого - отрегулировать уровень «входящего» освещения. Благо, цифровая техника продвинулась в этом плане очень далеко - электронные затворы цифровых камер позволяют даже установить различное время экспозиции для разных участков снимаемого изображения.
