Подписка
МЕНЮ
Подписка

Объективы для камер видеонаблюдения. Мнения экспертов

Роман Баранов, Николай Чура, Евгений Гуменюк, 30/09/21

Реализация функциональных возможностей современных видеокамер и генерация видеопотока с четкой детализированной картинкой во многом зависят от объектива. Формат, технические характеристики, грамотная настройка – эти параметры объектива влияют на эффективность работы системы видеонаблюдения и решение конкретных задач безопасности. Эксперты из компаний "АРМО-Системы", "Фирма "Видеоскан" и "Болид" оценили текущую ситуацию на рынке в области объективов, объяснили востребованность одних устройств и почти полное исчезновение других, а также дали профессиональные рекомендации по выбору подходящих технологий.

Участвуйте в Форуме All-over-IP 2021

В каких случаях оправданно использование отдельных сменных объективов?

Роман Баранов Роман Баранов
Бренд-менеджер компании "АРМО-Системы"
 
 
 
 
 
Существует ряд задач, для наиболее эффективного решения которых целесообразно индивидуально выбрать камеру (матрицу), объектив и кожух. Использование сменных объективов оправдывает себя в тех случаях, когда технические характеристики интегрированного изделия недостаточны либо его цена выходит за рамки бюджета. Например, требуется высокая светосила объектива, большая кратность зума или оборудование будет использоваться в агрессивной либо взрывоопасной среде. Еще один пример – создание своего уникального решения, не имеющего прямых аналогов. Здесь уместно провести аналогию с мультитулом и набором специализированных инструментов. 
 
ЧураНиколай Чура
Технический консультант компании "Фирма "Видеоскан"
 
 
 
 
 
Самый простейший случай – когда в силу внешних причин вы располагаете видеокамерой под сменный объектив либо подобная камера по своим характеристикам более предпочтительна.
Другой вариант – если требуется оптика с повышенной светосилой, большей кратностью изменения фокусного расстояния как в ручном, так и в дистанционно управляемом режиме (зум).
Но в любом случае отдельный объектив, как и отдельная камера, как бы предполагают более высокое качество продукта.
 
 
GumenyukЕвгений Гуменюк
Начальник сектора технических средств видеонаблюдения ЗАО "НВП "Болид"

 

 

Применение отдельных сменных объективов предпочтительно при использовании корпусных камер или камер машинного зрения, которые конструктивно не имеют встроенного объектива. Прежде всего это нужно для задач, требующих применения камер, обладающих специфическими характеристиками, в специальных защитных кожухах, либо когда требуется объектив с свойствами, недоступными встроенным аналогам. Например, трансфокаторы с фокусными расстояниями более 100 мм.

Ближайшие ключевые темы в журнале и на сайте

Почему на рынке преобладают видеокамеры со встроенным объективом?

Роман Баранов Роман Баранов
Бренд-менеджер компании "АРМО-Системы"
 
 
 
 
 
Преобладание интегрированных изделий связано с тем, что они позволяют решить основные задачи, подходят для большинства ситуаций.
Интегратор тратит меньше времени на сборку системы, а если, к примеру, объектив моторизованный и камера имеет функцию автофокуса, то экономит время на пусконаладке. Однако на рынке присутствуют и моторизованные объективы C- и CS-mount, что в некотором роде дает второе дыхание сборным системам, поскольку проектировщики и интеграторы не ограничены готовыми решениями, имеют больше выбора и пространства для творчества.
 
 
ЧураНиколай Чура
Технический консультант компании "Фирма "Видеоскан"
 
 
 
 
 
Стремление к камерам со встроенным объективом обусловлено несколькими причинами.
Снимается проблема оптимального подбора отдельных узлов системы, требующего более широкого предложения этих узлов и высокой квалификации как проектировщика, так и исполнителя проекта.
Эта задача еще больше усложняется при необходимости использования защитного бокса и устройств дополнительной подсветки, особенно в случае невидимой инфракрасной (ИК) подсветки.
 
GumenyukЕвгений Гуменюк
Начальник сектора технических средств видеонаблюдения ЗАО "НВП "Болид"

 

 

Основными причинами преобладания видеокамер со встроенным объективом являются низкая стоимость при равном качестве изображения и отсутствие необходимости подбора подходящего объектива. Подавляющее число систем видеонаблюдения не требуют применения видеокамер с особыми возможностями, к тому же сейчас на рынке достаточно камер для специальных задач или условий эксплуатации.
Видеокамеры развиваются, становятся универсальнее, получают более длиннофокусные и скоростные объективы, климатические модули, антикоррозионные и взрывозащищенные корпуса. При сравнительно невысокой стоимости такие видеокамеры позволяют проектировщику не задумываться о подборе подходящего объектива и оболочки к камере. Эта тенденция способствует дальнейшему вытеснению корпусных видеокамер и объективов к ним с рынка охранного видеонаблюдения.

Узнай, что будет в ближайшем номере журнала "Системы безопасности"

Возможно ли в ближайшем будущем массовое возвращение объективов большого формата?

Роман Баранов Роман Баранов
Бренд-менеджер компании "АРМО-Системы"
 
 
 
 
 
На данный момент наиболее массовый формат матрицы в системах видеонаблюдения – 1/2,8–1/2,7" с разрешением 2–5 Мпкс. Следующий по популярности – ½–1/1,7" с 5–12 Мпкс. Как правило, чем больше матрица, тем больше должен быть объектив и тем они дороже. Технологии не стоят на месте, однако на сегодняшний день формат крупнее 1/1,8" (2/3", 4/3" и т.д.) используется прежде всего в системах технического зрения. Объективы и матрицы больших форматов вполне могут стать более востребованными в CCTV в будущем, если это, к примеру, даст существенные преимущества для видеоаналитики (позволит успешнее детектировать интересующие события в автоматическом режиме, уменьшит зависимость системы от оператора) или даст возможность заменить несколько камер меньшего формата. 
 
ЧураНиколай Чура
Технический консультант компании "Фирма "Видеоскан"
 
 
 
 
 
Главным препятствием применения объективов большого формата, кроме их массогабаритных характеристик, является крайне высокая стоимость. Рост цены для оптики подчиняется почти такому же "ужасному" закону, как и в сенсорах. Кратность роста апертуры приводит к росту цены почти в четвертой степени кратности. Но стремление к применению больших форматов изображения (4К и 8К) подталкивает к вынужденному росту форматов как датчиков изображения (CCD- или CMOS-матриц), так и применяемой оптики. Здесь можно возразить, что в достаточно серьезных гаджетах (айфонах и смартфонах) уже давно применяются миниатюрные матрицы на 8, 12 и более мегапикселей с миниатюрной же оптикой. Однако задача видеонаблюдения – обеспечить максимально возможное качество изображения при минимальной освещенности. Причем всевозможные цифровые "примочки", как накопление по времени или площади, шумоподавление или цифровая коррекция четкости при субъективном улучшении картинки, в реальности уменьшают пространственное и временное разрешение изображения.
 
GumenyukЕвгений Гуменюк
Начальник сектора технических средств видеонаблюдения ЗАО "НВП "Болид"

 

 

Вполне возможно, в первую очередь вслед за активным развитием и внедрением камер машинного зрения. Матричные и линейные камеры высокого разрешения оснащаются сенсорами более крупного формата для обеспечения оптимальной детализации. Камеры машинного зрения становятся все более востребованными в таких сферах, как интеллектуальные системы дорожного движения (ИТС), промышленный контроль, спорт, аэрофотосъемка и т.д.
Это достаточно перспективное направление, которое способствует развитию и продвижению рынка высокотехнологичных объективов большого формата.

Узнайте, что будет на ТБ Форуме 2022

Применение сверхширокоугольных объективов и панаморфной оптики растет или сокращается?

Роман Баранов Роман Баранов
Бренд-менеджер компании "АРМО-Системы"
 
 
 
 
 
Сверхширокоугольные или Fisheye-объективы применяются в потолочных камерах, вызывных панелях домофонов. Чаще всего они создают эквидистантную (равнопромежуточную) проекцию изображения. Недостатком таких решений можно назвать значительное искажение геометрии и сжатие объектов по краям кадра до трудноразличимых размеров, эффект дверного глазка. Панаморфные объективы используют стереографическую (равноугольную) проекцию, за счет чего изображение по центру выглядит не настолько выпукло, а по краям не настолько сжато, как у классических Fisheye. Благодаря этому общая детализация картинки существенно выше и она гораздо лучше подходит для развертки в панораму и виртуальных туров. Это также важно для задач маркетинга (подсчета посетителей, построения тепловых карт и т.д.).
В борьбе за покупателя производители упомянутых устройств переходят на панаморфную оптику, тем самым повышая качество продукта.
 
 
ЧураНиколай Чура
Технический консультант компании "Фирма "Видеоскан"
 
 
 
 
 
Создается впечатление, что после рекламной лихорадки применение сверхширокоугольных объективов и панаморфной оптики несколько поутихло. Камеры, позволяющие с помощью подобных объективов осуществлять практически круговое наблюдение одним сенсором, поначалу сильно воодушевили инсталляторов. Серьезным препятствием для их применения стало весьма низкое качество изображения, несмотря на серьезную цифровую коррекцию. Особенно это характерно для бюджетных моделей. Целесообразность получения погонного разрешения изображения, эквивалентного формату D1 от камеры с сенсором в 5 Мпкс, вызывает серьезные сомнения. В этом случае стоимость нескольких достаточно бюджетных камер HD или даже FullHD "перекачивается" в сложную и дорогую оптику, а также программное обеспечение. 
 
GumenyukЕвгений Гуменюк
Начальник сектора технических средств видеонаблюдения ЗАО "НВП "Болид"

 

 

С увеличением количества камер, применяемых для обзора больших пространств (вокзалов, аэропортов и стадионов), растет и потребность в сверхширокоугольных объективах. Но из-за их специфики детализация видеоизображения далека от идеала, да и работа с таким изображением требует специальных возможностей от средств просмотра. При должном развитии программного обеспечения, позволяющего лучше воспринимать картинку оператором, востребованность этих объективов будет увеличиваться.
С другой стороны, сейчас на рынке активно развиваются мультисенсорные системы, которые лишены указанных недостатков и обеспечивают панорамное видеоизображение высокой детализации без искажений. Минусом таких систем является высокая цена. Если в будущем они подешевеют, то вполне способны вытеснить с рынка видеокамеры со сверхширокоугольными объективами.

Главным отличием объективов для тепловизоров является основной материал линз – это германий.

Узнайте о возможностях лидогенерации и продвижении через контент

Каковы особенности объективов для тепловизоров?

Роман Баранов Роман Баранов
Бренд-менеджер компании "АРМО-Системы"
 
 
 
 
 
Основным отличием тепловизионных объективов является рабочий диапазон спектра – 8–14 мкм вместо 0,4–0,9 мкм у цветных камер. Второе отличие – гораздо более широкий диапазон рабочих температур, например -40…+80 °C против стандартных -10…+50 °C.
Третье – атермализация, или компенсация расфокусировки изображения, которая нарастает с отклонением температуры объектива от нормальной (+20…+25 °С). Для видимого спектра атермализацию можно встретить в некоторых трансфокаторах большой кратности, например х62. И наконец, тепловизионные объективы зачастую имеют более высокую светосилу (F0.95, F1.0), чем объективы видимого диапазона. Таким образом компенсируется недостаточная чувствительность тепловизионных сенсоров.
 
 
ЧураНиколай Чура
Технический консультант компании "Фирма "Видеоскан"
 
 
 
 
 
Объективы для тепловизоров принципиально мало чем отличаются от объективов видеокамер. Принципиальное отличие – это используемый материал, который должен быть прозрачен для ИК-излучения в диапазоне от 3 до 13 мкм (3000 до 13 000 нм).
Обычно это германий (Ge) или реже селенид цинка (ZnSe). Ввиду очень дорогого материала стоимость объективов, особенно сложных и многоэлементных, крайне высока.
В остальном они имеют те же самые составные части, диафрагму или механизм изменения фокусного расстояния ручного или моторизованного типа. Для объективов повышенной светосилы, а соответственно и большой апертуры зачастую применяются зеркальные сферические или даже асферические элементы.
 
GumenyukЕвгений Гуменюк
Начальник сектора технических средств видеонаблюдения ЗАО "НВП "Болид"

 

 

Главным отличием объективов для тепловизоров является основной материал линз, из которого они производятся, – это германий. В отличие от стекла он пропускает излучение в диапазоне волн 1,8–23 мкм и имеет наивысший показатель преломления. Это позволяет применять такие объективы в тепловизионных системах, работающих в спектральном интервале 8–14 мкм. Важный параметр для неохлаждаемых тепловизоров – светосила, поэтому в таких камерах практически не применяются вариофокальные объективы.

Выступить на онлайн-конференции >>

Ожидает ли нас переход объективов на систему управления диафрагмирования P-Iris?

Роман Баранов Роман Баранов
Бренд-менеджер компании "АРМО-Системы"
 
 
 
 
 
Там, где это дает существенные преимущества, – в системах распознавания автомобильных номеров, лиц, где есть требования к стабильно высокому качеству изображения, переход с DC-Iris на P-Iris фактически уже произошел.
Система DC-Iris по-прежнему несколько дешевле P-Iris и остается востребована в низкобюджетном сегменте. Справедливости ради стоит упомянуть и камеры с объективами M12 (S-mount), в которых диафрагма фиксирована и не управляется. Они также занимают свою нишу. 
 
В системах распознавания автомобильных номеров, лиц, где есть требования к стабильно высокому качеству изображения, переход с DC-Iris на P-Iris фактически уже произошел.
 
ЧураНиколай Чура
Технический консультант компании "Фирма "Видеоскан"
 
 
 
 
 
Технология P-Iris предназначена для предотвращения падения четкости изображения при глубоком диафрагмировании объектива. В стандартных условиях это происходит при глубоком диафрагмировании системы с автодиафрагмой в случае очень сильной освещенности. В аналоговых системах управления объектива камерой это было неизбежно. Две аналоговые системы стабилизации яркости изображения (видеосигнала) – автодиафрагма и электронный затвор не могли устойчиво работать одновременно.
При цифровом управлении камеры появилась возможность по мере закрытия диафрагмы одновременно сокращать длительность электронного затвора.
 
 
GumenyukЕвгений Гуменюк
Начальник сектора технических средств видеонаблюдения ЗАО "НВП "Болид"

 

 

Технология P-Iris способна обеспечить лучшую четкость, контрастность и разрешающую способность. Но так как она сложнее в реализации,
многие производители предлагают такие камеры только в дорогих линейках оборудования, к тому же выбор совместимых объективов очень мал. Учитывая, что общий интерес к корпусным камерам и отдельным объективам неуклонно снижается и что за почти 10 лет существования данной технологии переход на нее так и не случился, ситуация останется на прежнем уровне.

Схожие с Pinhole по конструкции объективы широко применяются в родственных видеокамерам устройствах – в вызывных панелях видеодомофонов

Представить оборудование для контроля доступа, дать рекомендации по СКУД

Почему практически прекратилось широкое применение объективов Pinhole для скрытого наблюдения?

Роман Баранов Роман Баранов
Бренд-менеджер компании "АРМО-Системы"
 
 
 
 
 
Дело в том, что скрытое наблюдение в целом попало под законодательные ограничения и стало прерогативой спецслужб. Тем не менее схожие по конструкции объективы широко применяются в родственных видеокамерам устройствах – в вызывных панелях видеодомофонов.
 
ЧураНиколай Чура
Технический консультант компании "Фирма "Видеоскан"
 
 
 
 
 
Объективы Pinhole, то есть объективы с вынесенным зрачком малой апертуры, либо квазиPinhole с сильно уменьшенной апертурой очень широко предлагались в 1990-е и начале 2000-х гг. Это обусловливалось высоким уровнем преступности и одновременно слабым контролем государства. Камеры и даже домофонные панели вырывались "с мясом" из стен и дверей буквально за несколько минут. Именно тогда в России родились видеоглазки, маскирующиеся под типовые оптические. Это исключало типовой "бытовой терроризм" стрельбой в открывшийся глазок. Использование таких объективов в камерах домофонов можно рассматривать как некий атавизм. Сейчас эти объективы отнесены к разделу спецтехники, применяются исключительно для скрытого получения информации и практически запрещены для частного использования. 
 
GumenyukЕвгений Гуменюк
Начальник сектора технических средств видеонаблюдения ЗАО "НВП "Болид"

 

 

В нашей стране широкому применению Pinholeобъективов препятствует законодательство. По закону об оперативно-розыскной деятельности такие камеры могут применяться только МВД, ФСБ и другими силовыми ведомствами. Их использование частными лицами запрещено ст. 137 и 138 УК РФ. Стоит заметить, что в последние 10–12 лет усилился контроль за покупкой и продажей подобных устройств. Поэтому компании, которые раньше занимались продажей таких камер, перестали их ввозить.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 2/2021

Темы:ВидеокамерыВидеонаблюдениеТепловизорыЖурнал "Системы безопасности" №2/2021Объективы для камер видеонаблюдения

Хотите участвовать?

Выберите вариант!

 

КАЛЕНДАРЬ МЕРОПРИЯТИЙ 2021
ПОСЕТИТЬ МЕРОПРИЯТИЯ
ВЫСТУПИТЬ НА КОНФЕРЕНЦИЯХ
ПРОЕКТ «СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ»
Комментарии

More...