CCTVLAB 19/03/20
Тестирование проведено и предоставлено независимой тестовой лабораторией CCTVLAB.
Разрешение сенсоров, использующихся в видеонаблюдении, непрестанно увеличивается. В отличие от камер мобильных устройств, для решаемых в видеонаблюдении задач важно не номинальное количество пикселей, а детализация изображения. Реальное разрешение съемки зависит от сенсора, оптики, мощности вычислителя, освещенности... В итоге камеры с мегапиксельным сенсором могут показывать менее детализированную картинку, чем модели с меньшим количеством пикселей.
Такая ситуация наблюдается, когда на рынке только появляются камеры, оснащенные сенсорами с более высоким разрешением. Технология производства новых моделей еще не идеальна, используются некоторые компоненты предыдущего поколения, еще нет оптимальных алгоритмов обработки видеосигнала. При этом характеристики старых моделей продолжают улучшаться. Новаторские устройства обычно существенно дороже привычного оборудования. Конечно, спустя какое-то время новые модели начинают практически во всем превосходить старые.
Сейчас подобное происходит среди видеокамер с сенсорами 2 Мпкс и 4–5 Мпкс. Разрешение у камер 4 Мпкс, при прочих равных условиях, превосходит разрешение FullHD-моделей. Чувствительность устройств массового сегмента сравнялась. Разумеется, для камер с более высоким разрешением приходится использовать и более емкий видеоархив, но модернизация алгоритмов сжатия видеосигнала сглаживает и это различие.
Все решает объектив
Когда речь заходит о реальном разрешении камеры, важно понимать большое влияние объектива на эту характеристику. Камера может оснащаться видеосенсором с любым количеством мегапикселей и объективом, предназначенным для сенсора 1 Мпкс. В этом случае реальное разрешение видео не превысит 1 Мпкс. Обычно моторизованные объективы дороже, но позволяют более точно подобрать угол обзора, чем фиксированные. Камеры с моторизованными объективами сейчас доступны практически у любого производителя.
В предыдущем тесте1 в камерах 2 Мпкс мы проверили разрешение, чувствительность и характеристики объективов. В этот раз мы решили посмотреть, что в тех же условиях покажут модели с разрешением 4–5 Мпкс.
Почему сенсор с меньшим разрешением может оказаться лучше
В определенных ситуациях камеры 2 Мпкс снимают с лучшим реальным разрешением, чем модели, использующие сенсор с большим номинальным разрешением. Это может быть обусловлено технологическим развитием процесса изготовления и применением более качественных компонентов.
Но есть и фундаментальная причина. Камеры фиксируют происходящее перед объективом за счет светочувствительных элементов в видеосенсоре. По сути, это и есть пиксели камеры. Их количество определяет итоговое разрешение матрицы. При других равных параметрах светочувствительность матрицы высокого разрешения меньше, чем матрицы низкого разрешения. Это связано с тем, что эффективная светочувствительная площадь с ростом количества пикселей уменьшается за счет увеличения площади "мертвых зон" между ними.
В обычных условиях освещенности реальное разрешение камер достигает практически максимального значения. Оно больше в камерах, оснащенных сенсорами с большим количеством пикселей. При снижении освещенности реальные разрешения могут оказаться значительно меньше максимальных значений. Получается, что камеры с меньшим числом пикселей могут фиксировать сцену с большей детализацией, в особенности если речь идет о сенсорах с одинаковым физическим размером.
С величиной видеопотока камеры ситуация более сложная. Современные видеокодеки максимально эффективно сжимают видео с неподвижными сценами, а большую часть времени камеры снимают именно такие сцены. В этом случае различие между 4 и 2 Мпкс будет практически незаметно. А вот при постоянном движении в кадре битрейт в моделях 4 Мпкс больше, чем в камерах 2 Мпкс. Конечно, битрейт при снижении реального разрешения тоже закономерно уменьшится.
Еще мы взяли одну недешевую камеру 2018 г. Эта модель оснащена сенсором 4 Мпкс старого поколения OV4689 разработки 2013 г. Обозначим ее как Noname и посмотрим, как она будет выглядеть рядом с современными вариантами. Удобным для теста оказалось то, что все модели имеют схожее разрешение по горизонтали, а значит результаты измерений вполне можно будет сопоставить для всех устройств. Разрешение по вертикали будет просто больше у камер с большим разрешением сенсора.
Что тестируем?
Мы решили проверить видеокамеры с высоким разрешением и ограничились следующими характеристиками:
- разрешение – 4–5 Мпкс;
- уличное исполнение;
- моторизованный объектив.
Предоставленные модели
В результате в лаборатории оказались следующие образцы:
- BEWARD SV3210RZ2;
- Bolid VCI-140-01;
- Novicam PRO 48.
Как проводятся измерения
Измерим реальное разрешение камер при помощи специальных тестовых таблиц. Установим влияние освещенности на разрешение камер, или их чувствительность. Для этого измеряем разрешение при уменьшении освещенности со 100 до 0,1 лк.
Выясним, насколько меняется разрешение камер при изменении фокусного расстояния объектива.
Определим углы обзора, измерив видимую камерой область при минимальном и максимальном фокусном расстоянии объектива.
Определим быстродействие объектива как измеренное время изменения угла обзора от минимального до максимального значения.
BEWARD SV3210RZ2
Предоставлена компанией НПП "Бевард
Единственная модель в тесте с разрешением 5 Мпкс. Обладает наилучшей чувствительностью. Лидирует по стабильности разрешения при изменении кратности объектива. Имеет один из самых быстрых объективов.
Производитель подчеркивает, что в модели применяется современный высокочувствительный сенсор Sony Starvis. В IP-камере, по словам производителя, включена поддержка восьми функций интеллектуального видеоанализа (по лицензии). Указан диапазон температур эксплуатации от -40 до +60 °C. Заявленная степень защиты электрооборудования от влаги и пыли соответствует классу IP67. Камера может питаться как от сети 12 В, так и по PoE, причем герметичное подключение осуществляется внутри корпуса.
Производитель отмечает, что для эффективного кодирования видеопотока в камере реализована поддержка кодека H.265 и режима Smart Stream. Для более качественной съемки в модели заявлена поддержка двукратного WDR до 120 дБ и цифровая стабилизация изображения. Модель поддерживает SIP-протокол и ONVIF profile S.
Bolid VCI-140-01
Предоставлена компанией ЗАО НВП "Болид"
Является лидером по величине разрешения при максимальной освещенности. Лидирует по ширине диапазона регулирования угла обзора и скорости его изменения от максимального до минимального
значения.
В модели есть аудиовход и аудиовыход для подключения дополнительного звукового оборудования. В камере реализована поддержка кодека Н.265.
Заявляется водонепроницаемый пылезащищенный корпус с классом защиты IP67. Производитель отмечает, что камеру можно эксплуатировать при температурах от -65 до +60 °C. Кроме того, кожух камеры имеет антивандальное исполнение с заявленной степенью защиты IK10.
Модель оснащена встроенным адаптером PoE для питания по кабелю сети Ethernet. Заявлен расширенный динамический диапазон 120 дБ для одновременного отображения ярких и темных участков одного кадра.
Камеры фиксируют происходящее перед объективом за счет светочувствительных элементов в видеосенсоре или, говоря привычным языком, в пикселях. Их количество определяет итоговое разрешение матрицы. В двух матрицах с абсолютно одинаковыми параметрами, за исключением числа пикселей, светочувствительность матрицы с высоким разрешением окажется меньше, чем у матрицы с низким разрешением. Это связано с тем, что эффективная светочувствительная площадь с ростом количества пикселей уменьшается за счет увеличения площади "мертвых зон" между пикселями с ростом их числа соответственно
NOVIcam PRO 48
Предоставлена компанией NOVIcam
Входит в число лидеров по чувствительности, показывая достаточно хорошую стабильность разрешения при снижении освещенности. Обладает одним из самых широких диапазонов регулирования угла обзора.
Производитель отмечает, что связка мегапиксельного сенсора и высокопроизводительного процессора превращает камеру в мультифункциональное устройство. Мегапиксельный моторизованный объектив с ИК-коррекцией позволяет выбрать угол обзора без необходимости разбора камеры. Заявлен температурный диапазон работы от -45 до +60 °С и корпус с классом защиты IP67. Производитель подчеркивает наличие встроенной грозозащиты 2кВ и защиты от переходного напряжения.
Поддержка технологии РоЕ позволит использовать один кабель для передачи питания и данных. Отмечается, что камера обладает широким динамическим диапазоном WDR 120 дБ, поддерживает бесплатный облачный сервис P2P и стандарт ONVIF. Модель обеспечивает совместимость со всем оборудованием линейки NOVIcam PRO.
Когда речь заходит о реальном разрешении камеры, важно понимать высокое влияние объектива на эту характеристику. Камера может оснащаться видеосенсором с любым количеством мегапикселей и объективом, предназначенным для 1 Мпкс сенсора. В этом случае реальное разрешение видео не превысит 1 Мпкс. На видеосенсор с высоким разрешением будет приходить размытая картинка с объектива, не приспособленного для съемки с высокой детализацией
Результаты теста
Все камеры показали сравнимое значение максимального горизонтального разрешения при максимальной освещенности, и это значение практически не зависит от конкретного фокусного расстояния моторизованного объектива. А вот уменьшение освещенности приводит к заметному уменьшению реального разрешения камер.
Камеры имеют достаточно широкие диапазоны регулирования углов обзора, причем время изменения угла обзора от минимального до максимального значения будет практически незаметно при эксплуатации камеры в реальных условиях.
Заметные преимущества
Все камеры показали хорошее разрешение во всех режимах, превосходящее результат моделей 2 Мпкс. Применение камеры с разрешением выше FullHD действительно позволит получить существенное увеличение детализации картинки. А ведь стоимость моделей 4 Мпкс уже сравнима с ценой некоторых камер 2 Мпкс. Однако за увеличение разрешения закономерно придется платить увеличением битрейта и глубиной архива, необходимого для хранения. Не стоит забывать, что технологии видеонаблюдения развиваются и при появлении новых алгоритмов сжатия видео проблема хранения становится менее критичной. Поэтому для конкретного проекта выбор между камерами 2 Мпкс и 4 Мпкс уже не столь очевиден, а в ближайшем будущем мультимегапиксельные модели получат еще большее распространение.
1 Тестирование "Видеокамеры 2 Мпкс с моторизованным объективом" // Системы безопасности. 2019. № 6. С. 46–50.
Опубликовано в журнале "Системы безопасности" №1/2020
Поделитесь вашими идеями