В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Выбирая хорошую видеокамеру, очень важно, чтобы все компоненты системы были сбалансированы. Качественное видеоизображение удастся получить только в том случае, если разрешение камеры не будет теряться за счет использования регистрирующего оборудования с низким качеством компрессии, монитора с низкой производительностью или объектива с разрешающей способностью ниже видеокамеры.
Огромную популярность в последнее время приобретают IP-камеры мегапиксельного разрешения, большинство производителей в области видеонаблюдения имеют в своем арсенале широкую линейку продуктов, но для использования всей разрешающей способности мегапиксельных IP-камер требуется высочайшее качество оптики.
Объективы с новым способом управления диафрагмой P-Iris обеспечивают индивидуальность IP-камерам и камерам высокого разрешения. На фоне тенденции глобального распространения по всему миру IP-видеокамер происходит развитие новых объективов с диафрагмой P-Iris. Данные объективы предназначены специально для IP-камер и работают в сочетании со специализированным программным обеспечением в камере.
Почему разработан P-Iris?
До настоящего времени одной из серьезных проблем IP-камер являлась точная регулировка диафрагмы, так как было трудно управлять гальванометром (аналоговым устройством), который используется в объективах с автодиафрагмой DC-Iris, с помощью цифровой системы. По этой причине еще несколько лет назад на IP-камеры чаще устанавливали объективы с ручной диафрагмой.
Стандартные объективы с автодиафрагмой DC-Iris отвечают только на изменение уровня освещения и не принимают в расчет влияние раскрытия диафрагмы на другие свойства изображения, такие как глубина резкости, качество. При использовании объектива DC-Iris камера получает информацию только о раскрытии или закрытии диафрагмы в ответ на изменение уровня освещенности, объектив не информирует камеру об уровне раскрытия диафрагмы. Без этой информации камера не способна эффективно управлять раскрытием диафрагмы (апертурой) с целью оптимизации качества изображения. Для преодоления данного эффекта были разработаны объективы с диафрагмой P-Iris.
Какие преимущества?
Объективы P-Iris оснащены не традиционным гальванометром (автодиафрагмой), а шаговым электроприводом, который управляет диафрагмой в цифровом режиме. Это позволяет целенаправленно и точно оптимизировать открытие диафрагмы при всех условиях освещения, и как результат, получаются более контрастные и четкие изображения с лучшим разрешением и глубиной резкости (рис. 1).
В объективах P-Iris отпадает потребность в нейтральном светофильтре, который был необходим для традиционных объективов с гальванометром, что позволяет избежать снижения качества изображения. Сокращение перепада разрешения в центре и на краях наблюдаемой сцены, а также способность сбалансировать качество изображения позволяют рекомендовать данные объективы для мегапиксельных камер.
P-Iris на рынке
Одним из примеров взаимодействия производителя IP-камер и объективов служит совместная разработка компаний Axis Communications и Kowa – видеокамеры AXIS P1346 или AXIS P1347, в комплект которых входит P-Iris-объектив Kowa LMVZ3510M-IR 1/2" 3,5–10 мм, F1.6 с CS-креплением и специальное программное обеспечение для оптимизации качества изображения (рис. 2).
В свою очередь, японский концерн CBC Group под торговой маркой Computar выделяется большим количеством разрабатываемых P-Iris-объективов. Их количество насчитывает более 15 моделей и покрывает фокусные расстояния от 3,1 до 50 мм. Объективы Computar предназначены как для стандартных корпусных камер с CS-креплением объектива, так и для бескорпусных камер с креплением объектива M12 и D14. Компания CBC Group не только устанавливает на свою продукцию (IP-камеры GANZ ZN-DT2MAP и ZN-B2MAP) объективы AG3Z3112KCS-MPIR (1/2,7" 3,1–8 мм F1.2 CS ИК-скорректирован) и AG4Z1214KCS-MPIR 1/2,7" (12,5–50 мм F1.4 CS ИК-скорректирован), но и совершенствует уже традиционные объективы CS-типа, тем самым стимулируя переход производителей IP-камер на продукцию P-Iris (рис. 3).
Для предотвращения инцидентов, когда кабель объектива с функцией P-Iris по ошибке подключается в камеру с традиционной автодиафрагмой, Computar изготовил специальный коннектор 4 P. Он позволяет избежать замыканий и выхода камеры и объектива из строя.
До настоящего времени настройка фокуса в камерах со встроенным объективом (купольные, цилиндрические камеры) была сложным и запутанным процессом, источником головной боли для монтажников. В IP-камерах, особенно мегапиксельного разрешения часто возникают специфические задержки передачи видеосигнала, что вызывает необходимость более точной настройки фокуса, тем самым делая ручную настройку резкости практически невозможной. Объективы с функцией MFZ (Motorized Focal Zoom) быстро решают данную проблему, значительно сокращая время установки. Даже если после монтажа клиент укажет на смещение фокуса, монтажнику не потребуется вновь приходить на объект – он сможет многократно производить точную настройку фокуса через локальную сеть. Данные объективы обеспечивают революционное снижение времени на установку и регулировку фокуса.
Это еще одна важная функция, которой обладают P-Iris-объективы. Достигается это за счет дополнительного привода, который с высокой точностью перемещает линзы объектива, а не ПЗС-матрицу камеры, как реализовано у ряда производителей. Таким образом, имея закрытую систему видеонаблюдения, состоящую из сотен камер, пользователь получает возможность удаленно, через локальную сеть, настраивать угол обзора камеры и фокус, поочередно подключаясь к каждой IP-камере через Web-интерфейс.
Для наблюдения за объектами на больших расстояниях часто применяются специализированные трансфокаторы, представляющие собой сложный механизм с большим количеством линз и четко согласованным расположением элементов. Как правило, данный тип оптических устройств оснащен несколькими сервоприводами, которые обеспечивают возможность удаленного изменения угла обзора, фокуса и диафрагмы.
Новые возможности
Конечно, задачу наблюдения на больших расстояниях можно возложить на стандартные купольные камеры со встроенным трансфокатором, но, как правило, такие камеры обладают максимум 37-кратным оптическим увеличением (соответствует порядка 125 мм для 1/3" ПЗС-сенсора камеры), и у них возникают некоторые сложности при наблюдении, связанные с куполообразным кожухом, который может искажать действительное изображение. В настоящее время на рынке существуют трансфокаторы, диапазон фокусных расстояний которых изменяется от 10 до 1000 мм, а применение специального экс-тендера позволяет увеличить максимальное фокусное расстояние вдвое.
Если поместить комплект "камера+трансфо-катор" в кожух и на специальную поворотную платформу, появляется возможность наблюдения за объектами на расстоянии в несколько километров с использованием PTZ-функций. Многие трансфокаторы также обладают функцией предустановки, что позволяет оператору в считанные секунды перевести наблюдение в желаемую зону, а наличие ИК-фильтра обеспечивает наблюдение как днем, так и ночью.
Для больших расстояний
Одним из примеров трансфокаторов с большим оптическим увеличением служат трансфокаторы из серии D60x16.7SR4 от компании Fujinon. Модель D60x16.7SR4D-V41 рассчитана на использование с камерами, имеющими разрешение до 2 Мпкс и матрицу размером 1/2, 1/3 или 1/4", которые работают в режиме "день/ночь" (рис. 4). Фокусное расстояние нового трансфокатора изменяется от 6,7 до 1000 мм, угол обзора – от 22°41' до 0°25'. Трансфокатор обеспечивает 60-кратное оптическое увеличение. У него имеется также встроенный 2-кратный экстендер, что позволяет увеличить минимальное и максимальное фокусное расстояние до величин 33,4 и 2000 мм соответственно. За счет этого через трансфокатор при малых углах обзора можно наблюдать за объектами, находящимися на расстоянии от 5 до 4000 м. Такое изделие будет полезно при организации круглосуточного видеонаблюдения на больших открытых пространствах, например в аэропортах, на водоемах, в пограничных зонах, на периметрах крупных объектов.
Для условий плохой видимости
Одним из главных аспектов при наблюдении на больших расстояниях является возможность получения видеоизображения без видимых помех, связанных с дымкой, туманом или во время сильного снегопада. Так, даже при ясной погоде при наблюдении за объектом на расстоянии от 1500 м возникает эффект смазывания и объекты сложно различимы. Для решения этой проблемы японский концерн CBC Group представил трансфокатор с 60-кратным оптическим увеличением Computar H60Z1238A-IRF и диапазоном фокусных расстояний от 12,5 до 700мм (рис. 5). В данном трансфокаторе можно выбирать длину волны ближнего инфракрасного диапазона, которая оптимальна для камеры дневного и ночного наблюдения, что позволяет осуществлять круглосуточную съемку совместно с соответствующей камерой. Наконец, пользователь имеет возможность переключать трансфокатор в режим особой фильтрации – теперь даже в условиях плохой видимости (туман, дождь, песчаная буря и пр.) можно передавать более чистое и контрастное изображение. Для этого используется уникальный фильтр, который помогает лучше видеть объекты, которые в обычных условиях скрыты за помехами.
Очевидно, что использование одной мегапиксельной камеры может заменить несколько камер стандартного разрешения, использующихся на объекте, за счет большей разрешающей способности. Так, на рынке стали появляться мегапиксельные объективы с экстремально широким углом обзора, достигающим 180°. Такой тип объективов называют "рыбий глаз". Используя такой объектив вкупе с мегапиксельной камерой, можно без потери деталей вести наблюдение за большим помещением при помощи лишь одной камеры.
Главной особенностью, которой должны обладать объективы "рыбий глаз", является получение изображения с низким количеством деформаций и дисторсий по краям сцены. Такие искажения характерны для более дешевых объективов данного типа.
В линейке объективов Computar присутствуют объективы L1028KRW и L1028KDRW типа "рыбий глаз" с креплением М12 для бескорпусных камер с регулируемой ручной диафрагмой и разрешением, рассчитанным на камеры 5 Мпкс. Особенностью этих объективов является наличие ИК-коррекции, что сделало возможным вести четкую съемку в высоком качестве как днем, так и ночью.
Новинкой в данном сегменте является аналоговая камера Tamron 130NT-P-CM с количеством эффективных пикселей 1280x960. Камера оснащена объективом с углом обзора в 180° и фокусным расстоянием 1,09 мм, F1.7. В комплекте с камерой поставляется специализированное ПО, позволяющее использовать функции интерактивного PTZ-управления.
Благодаря своим преимуществам (высокое разрешение, сверхширокий угол обзора, малый вес и компактность) у объективов "рыбий глаз" широкая сфера применения: наблюдение за большими пространствами, система телеконференций, машинное зрение, осмотр внутренней части труб/емкостей и т.д.
С постоянным развитием новых технологий в видеокамерах и появлением новых задач, решаемых системой видеонаблюдения, происходит непрерывный процесс разработки и производства новых типов объективов. С другой стороны, пользователи становятся более квалифицированными, требовательными и прекрасно понимают высокую значимость оптики для систем видеонаблюдения – данный факт предъявляет к производителям новые требования.
Однако самой главной задачей потребителя остается определиться с производителем, который ценит свою репутацию и честно указывает характеристики своей продукции, – это позволяет организовывать экономически обоснованную, но при этом качественную и надежную систему охранного видеонаблюдения.
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #1, 2012
Посещений: 13477
Автор
| |||
В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
