Parametry konfiguracyjne kamer CCTV

Skuteczność funkcjonowania systemu monitoringu, niezależnie od tego, czy rozpatrujemy system analogowy, czy też cyfrowy, zależy od wielu czynników, z których najbardziej oczywistym nawet dla laika elementem o kluczowej roli jest obraz rejestrowany przez kamery wideo. Jakość uzyskiwanego obrazu jest rzecz jasna bezpośrednio związana z parametrami technicznymi urządzenia rejestrującego, jednak nawet mimo zastosowania najbardziej zaawansowanej technologicznie kamery konieczna jest znajomość podstawowych parametrów konfiguracyjnych urządzenia wraz z ich przełożeniem na jakość rejestrowanego obrazu.

Parametry występujące w praktycznie każdej kamerze dostępnej na naszym rynku, a jednocześnie mające podstawowe znaczenie dla prawidłowej i efektywnej pracy urządzenia przedstawia poniższa lista:

  • Rozdzielczość obrazu – w uproszczeniu liczba punktów obrazu rejestrowania przez kamerę. Urządzenia analogowe zapisują obraz w standardzie PAL, co w przełożeniu na dane cyfrowe jest równoważne obrazowi o rozmiarze 720×576 pikseli. Rozpiętość rozdzielczości obrazu wśród urządzeń cyfrowych jest znacznie większa, typowo spotykane parametry to CIF: 320×240 pikseli, VGA: 640×480 pikseli, D1: 720×576 pikseli, SVGA: 800×600 pikseli, SXGA: 1280×1024 pikseli, UXGA: 1600×1200 pikseli. Dostępne są również kamery oferujące znacznie lepsze możliwości, jak np. rejestrowanie obrazu w rozdzielczości FullHD, jednak cieszą się niewielką popularnością. Upraszczając zagadnienie można stwierdzić, że im wyższa rozdzielczość urządzenia, tym lepsza jakość zarejestrowanego obrazu (większa dokładność szczegółów) oraz często większy obszar mieszczący się na obrazie (element zależny również od zastosowanego obiektywu kamery). Zastosowanie zbyt niskiej rozdzielczości obrazu może spowodować niemożliwość identyfikacji niezbędnych szczegółów, np. odczytanie numeru rejestracyjnego samochodu.
  • Liczba klatek na sekundę – parametr określający liczbę statycznych obrazów (klatek) zapisywanych przez urządzenie. Systemy analogowe z reguły pracują w trybie 25 klatek/sekundę, co odpowiada telewizyjnemu standardowi PAL. Urządzenia cyfrowe charakteryzują się szerokim wachlarzem możliwych ustawień, od typowej minimalnej granicy 5 klatek/sekundę, poprzez 10, 15, 25, 50, a w niektórych kamerach nawet do 200 klatek na sekundę. Parametr ten jest szczególnie istotny przy doborze kamery do konkretnych zastosowań – np. przy monitoringu obiektów statycznych lub rzadko zmieniających się, np. budynki, parkingi itp. wystarcza w zupełności kamera pracująca w trybie 5 klatek/sekundę, przy monitoringu dróg szybkiego ruchu minimum to 25 klatek/sekundę, zaś przy monitorowaniu procesów o bardzo szybkim tempie zmiany (samochodowe crash-testy, analiza ruchu skrzydeł owadów itp.) konieczne jest zastosowanie urządzenia pracującego w trybie 100 lub 200 klatek na sekundę. Nieprawidłowy dobór trybu pracy może skutkować uzyskiwaniem obrazu, w którym kluczowe wydarzenia mogą wydarzyć się pomiędzy czasem rejestracji poszczególnych klatek, a w efekcie brak ich na wynikowym sygnale wideo.
  • Algorytm kompresji – parametr występujący wyłącznie w przypadku kamer cyfrowych. Określa stopień upakowania danych składających się na poszczególne klatki rejestrowanego obrazu. Najpopularniejsze stosowane algorytmy kompresji wideo w kolejności od najsłabszego do najlepszego to: MJPEG, MPEG-2, MPEG-4, H.264. Szczegółowe informacje na temat algorytmów kompresji oraz ich wpływu na jakość obrazu oraz zapotrzebowanie na przepustowość łącza transmisyjnego zawiera poradnik Sieciowe systemy monitoringu wizyjnego.
  • Balans bieli – pod tym pojęciem kryje się ogólnie pojęty odcień barwny rejestrowanego obrazu związany z kolorem rozpoznawanym przez kamerę jako biel. W trybie automatycznym urządzenie jako kolor biały traktuje barwę najjaśniejszego punktu rejestrowanego obrazu, w trybie ustawień ręcznych korzysta ze zdefiniowanych przez producenta parametrów. Parametr ten jest szczególnie istotny przy monitorowaniu zamkniętych pomieszczeń dysponujących sztucznym oświetleniem, bowiem kamera pracująca w trybie automatycznym nie ma możliwości poprawnego oszacowania  bieli, a uzyskany przez nią obraz może być przesycony  odcieniami niebieskimi (najczęstszy przypadek), bądź żółtymi, w efekcie tracąc naturalne barwy.  Znaczenie tego parametru  można w łatwy sposób ocenić korzystając z nawet najprostszego aparatu cyfrowego, wykonując zdjęcie tego samego obiektu przy różnych ustawieniach.
  • Kompensacja oświetlenia tła – parametr zwany również kompensacją światła tylnego bądź sterowaniem światła wstecznego (ang. Back Light Compensation).  Funkcja niezwykle przydatna w sytuacji, w której kamera skierowana jest w stronę silnego źródła światła np. pod słońce, w stronę reflektorów nadjeżdżających samochodów, w stronę nasłonecznionego okna. Obraz zarejestrowany w standardowych ustawieniach kamery będzie charakteryzował się prześwietleniem elementów oświetlonych przy jednoczesnym mocnym zaciemnieniu całej reszty obrazu, w wyniku czego zaobserwowanie nieoświetlonych szczegółów będzie niemożliwe. Włączenie funkcji kompensacji oświetlenia tła umożliwi automatyczne zrównoważenie poziomów naświetlenia i tym samym poprawę widoczności wszystkich szczegółów obrazu.
  • Rozszerzony zakres dynamiki – funkcja (ang. Wide Dynamic Range) będąca odpowiednikiem technologii HDR w fotografii cyfrowej, będąca znacznym rozszerzeniem trybu kompensacji oświetlenia tła. Kamera wykorzystująca tą funkcję dokonuje automatycznej analizy każdego z punktów zarejestrowanego obrazu korygując jego poziom naświetlenia (ekspozycji w przypadku fotografii) i dostosowując go do pozostałej części obrazu. Dzięki tej możliwości rejestrowany obraz staje się znacznie czytelniejszy, szczególnie w miejscach, które przy standardowych ustawieniach byłyby niewyraźne, np. silnie oświetlone miejsca, elementy pozostające w głębokim cieniu, refleksy świetlne, załamania światła w szybach itp.
  • Automatyczna regulacja wzmocnienia sygnału – funkcja (ang. Automatic Gain Control) umożliwiająca automatyczne dostrajanie czułości kamery w miarę zmieniających się warunków oświetleniowych oraz przejrzystości powietrza, co umożliwia sprawne funkcjonowanie kamery w zmiennych warunkach oświetleniowych i pogodowych bez konieczności ręcznej interwencji operatora. Minusem tej funkcji jest wyraźny wzrost szumów pojawiających się na rejestrowanym obrazie w miarę wzrastania stopnia zaciemnienia filmowanej sceny.
  • Tryb automatycznej migawki – funkcja ta (ang. Automatic Electronic Shutter) umożliwia wydłużenie standardowego czasu otwarcia migawki. Dzięki temu kamera jest w stanie rejestrować obraz w miejscach zaciemnionych w stopniu uniemożliwiającym prawidłowe filmowanie przy standardowych ustawieniach. Wadą tego rozwiązania jest niemożność zarejestrowania na nagraniu obiektów poruszających się (obraz będzie rozmyty) oraz skorzystania z trybu o wyższej liczbie klatek na sekundę, z uwagi na to, że czas trwania pojedynczej klatki nie może być krótszy od czasu jej naświetlania.
  • Tryb automatycznej przysłony – funkcja (ang. Electronic Iris) jest powiązany znaczeniowo z trybem automatycznej migawki oraz regulacji wzmocnienia sygnału. Działanie tej funkcji polega na automatycznym dostosowywaniu wartości przysłony obiektywu kamery do poziomu oświetlenia, tak aby poprawnie skompensować poziom sygnału wizyjnego rejestrowanego przez urządzenie. Tryb automatycznej przysłony ma zastosowanie w filmowaniu miejsc oraz obiektów znajdujących się w silnym, zmiennym w czasie oświetleniu, np. silnie oświetlone światłem sztucznym hale fabryczne, dodatkowo oświetlane światłem słonecznym lub ulica miejska z charakterystyczną dla niej liczbą różnorakich świateł – samochodowych, latarni, wystaw i neonów sklepowych, telebimów itp.
  • Tryb wzajemnej synchronizacji kamer – funkcja znajdująca zastosowanie przy liczbie kamer większej od 1. Jej działanie polega na dopasowaniu sygnałów wideo pochodzących od różnych urządzeń tak, aby obrazy wynikowe  miały wspólną fazę sygnału. Dzięki temu rozwiązaniu unika się męczących wzrok operatora zjawisk typu naprzemienne migotanie klatek obrazów pochodzących z różnych urządzeń, jak również niekorzystne błyski ekranu i zakłócenia przy przełączaniu obrazu na inną kamerę. Funkcja ta jest szczególnie przydatna w analogowych systemach monitoringu, jej znaczenie dla systemów cyfrowych ma znaczenie drugorzędne.

Powyższe parametry są najczęściej spotykane w kamerach dedykowanych systemom monitoringu dostępnych na naszym rynku, ich znajomość pozwoli dobrać optymalny sprzęt w stosunku do indywidualnych potrzeb.

Ten wpis został opublikowany w kategorii Kamery przemysłowe. Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *