О мегапикселях и не только

Рассматривая видеокамеры высокого разрешения, мы задали эксперту вопросы о вероятности их массового использования, пределе миниатюризации матриц, целесообразности встроенной видеоаналитики и прочем.

– Будет ли продолжена гонка мегапикселей? Увидим ли мы массовое применение камер с разрешением свыше 10 Мпк, как это произошло с камерами 5 Мпк? Как скоро, по вашему мнению, это произойдет?

– Гонка за повышением качества изображения будет продолжена. При этом следует отметить, что количество мегапикселей – не единственный фактор, определяющий качество изображения видеокамеры. Кроме прочего, камера должна иметь хорошую оптику, качественную матрицу с достаточной светочувствительностью и минимальными шумами, производительный чипсет, позволяющий эффективно обрабатывать видеопоток и поддерживать встроенную в камеру видеоаналитику.

Сегодня можно встретить камеры с разрешением 12 Мпк и более, при этом в большинстве областей применения используются камеры 2 Мпк. На практике 2 Мпк вполне достаточно для решения большинства обычных задач клиентов. 

Если говорить, например, о поворотных (PTZ) видеокамерах, то грамотно выбранная и установленная двухмегапиксельная модель с объективом, обладающим хорошим оптическим увеличением, и частотой кадров 60 кадр/с (против обычных 30 кадр/с) может превзойти "поворотку" с разрешением 8 Мпк по ряду параметров, а не только по чувствительности. 

В перспективе, скорее всего, с рынка будут уходить камеры из среднего сегмента с разрешением 4 и 5 Мпк по мере того, как в нарастающем количестве будут использоваться камеры высокого и сверхвысокого разрешения. При этом надо учитывать, что с увеличением разрешения камер совершенствуются и технологии передачи и хранения данных видеоизображения: форматы сжатия, физические каналы передачи данных, оборудование на приемной стороне, методы архивации и сами носители информации (HDD).

В целом речь о развитии всего сектора видеонаблюдения. Следует отметить, что развитие, направленное на получение более детализированного изображения, может пойти не только по пути увеличения именно разрешения, это может быть совокупность многих факторов, например борьба с шумами, повышение чувствительности, расширение снимаемого спектра и др.

– Достигнут ли предел миниатюризации матриц? Считаете ли вы возможным появление на рынке камер сверхвысокого разрешения с матрицами формата 1" и более?

– Физический размер матрицы имеет значение, но еще более значимы технологии, позволяющие улучшить показатели сенсора, как, например, уже вошедшая в массовое применение технология пикселей с "задней подсветкой" Sony STARVIS 2. Камера с такой матрицей может выдать картинку лучше, чем аналогичная ей по параметрам с большей матрицей предыдущего поколения. С другой стороны, процесс миниатюризации ухудшает свойства объективов по сравнению с оптикой, которая предназначена для сенсоров бóльших форматов. 

Если говорить о размере матрицы, самый ходовой используемый размер сейчас 1/2,8" максимальный, пожалуй, 1/2". Именно такие типоразмеры матриц сейчас имеют наиболее высокие показатели разрешения и, соответственно, цену. Камеры с дюймовой матрицей – это редкость в нашей сфере, но они уже есть, и на них есть запросы. Считается, что такие камеры смогут лучше "видеть" и передавать цвета в темноте, и их угол обзора шире при одинаковой оптике.
Перспективы развития камер с матрицами 1" – это вопрос только взаимосвязи науки, технологии, стоимости и времени.

Количество мегапикселей – не единственный фактор, определяющий качество изображения видеокамеры. Кроме прочего, камера должна иметь хорошую оптику, качественную матрицу с достаточной светочувствительностью и минимальными шумами, производительный чипсет, позволяющий эффективно обрабатывать видеопоток и поддерживать встроенную в камеру видеоаналитику.

– Как вы считаете, целесообразно ли применение встроенной видеоаналитики в камерах сверхвысокого разрешения?

– Ни одна современная камера видеонаблюдения не обходится без аппарата видеоаналитики, пусть даже простейшего. Наблюдается устойчивая тенденция – реализовывать, так сказать, "типовую" аналитику на стороне камеры, чтобы разгрузить приемное оборудование.

В то же время уникальная, кастомизированная аналитика реализуется на серверной стороне либо с применением отдельного устройства – видеоанализатора. Важно понимать, что на нынешнем этапе развития технологии аналитика не зависит от разрешения камеры. 

К примеру, для качественного распознавания лиц достаточно, чтобы лицо человека, которое собираемся распознавать, занимало в кадре нужное количество пикселов. Для этого вполне подойдет камера 2 Мпк с хорошей чувствительностью, которую нужно правильно расположить на объекте и предусмотреть освещение. В этом случае камера будет быстро "считывать" лица и выдавать хорошую картинку для дальнейшей обработки и распознавания. Возможно, уровень аналитики при сверхвысоком разрешении (от 12 Мпк, поскольку сейчас даже 8 Мпк уже не эксклюзив, а просто высокое разрешение) позволит сделать эту аналитику более достоверной и функционально более развернутой.

Обратной стороной медали здесь является увеличение нагрузки на внутренние процессоры камеры, им приходится обрабатывать не только видеоизображение с высоким разрешением, а еще и сложные алгоритмы видеоаналитики. Недостаток вычислительной мощности является сдерживающим фактором применения видеоаналитики в камерах со сверхвысоким разрешением. В то же время это ограничение не снимает целесообразность применения встроенной аналитики, и надо стремиться его преодолеть.

– В каких областях перспективно использование камер 10 Мпк?

– Применение камер высокого и сверхвысокого разрешения перспективно в любых областях, где используется видеонаблюдение. Напрашивается аналогия с бытовым сектором, где наращивание разрешения камер, скажем, в смартфонах идет быстрыми темпами.

В сфере безопасности наиболее перспективно использовать камеры 10 Мпк в областях, связанных с потребностью в высокодетализированном изображении, таких как, например, транспортная безопасность (идентифицировать предмет в руках человека, элементы одежды и пр.), оснащение логистических комплексов (считывание штрихкодов с упаковок), видеоконтроль конвейерных производств и т.п.

Конечно, в реалиях сегодняшнего дня для работы таких камер необходимо создать условия: достаточную постоянную освещенность (в целях компенсации технологического недостатка чувствительности), инфраструктуру для передачи больших видеопотоков, емкий архив и др., и эти обстоятельства могут ограничивать их применение. Однако если говорить не об ограничениях, то перспективы, конечно, есть.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 4/2024

Все статьи журнала "Системы безопасности"
доступны для скачивания в iMag >>

Иллюстрация к статье сгенерирована нейросетью Kandinsky