Как получить максимальные результаты от камер с расширенным динамическим диапазоном (WDR)

Термин «расширенный динамический диапазон» используется для описания функции камеры, разработанной для получения четких, более стабильных изображений и/или видео в обстоятельствах, когда присутствует задний свет и сильное освещение может значительно изменяться, особенно если в поле обзора камеры одновременно присутствуют очень темные и очень светлые области. Чем шире динамический диапазон, тем лучше датчик камеры может точно захватывать различную силу света и усиливать детали, различимые в видимой области. 

Некоторые примеры ситуаций, в которых необходим расширенный динамический диапазон: 
Области с быстрыми и постоянными изменениями освещения, такие как точки входа и выхода. 
Где условие освещения в поле обзора перемещается из хорошо освещенной области в темную область. 
Городские центры перевозок, такие как крытые автостоянки, туннели или железнодорожные станции, где заходят и выходят люди, и транспортные средства (обычно с ярким дневным светом снаружи и светом низкого уровня внутри). 
Сценарии с местами сбора дорожной пошлины, заправочными станциями и любыми иными местами, где транспортные средства с яркими фарами двигаются непосредственно в направлении камеры. 
Среда с интенсивным отражением света от окон, в офисных зданиях и торговых центрах или для областей с водными характеристиками. 
Проблема получения устойчивого высококачественного видеонаблюдения заключается в свете, который необходим камерам для получения изображения. При избыточном свете изображение засвечено, при недостаточном – слишком темное и непригодное. Часто сцена имеет расширенный диапазон изменения света – и камера не может настроить ирисовую диафрагму или скорость затвора, чтобы должным образом получать оптимальное количество света. Однако были разработаны методы расширенного динамического диапазона для увеличения скорости подстройки ирис диафрагмы и, соответственно, увеличения качества и целостности видео. 

Методы расширенного динамического диапазона
Как правило, для успешного функционирования расширенного динамического диапазона используются два основных метода. 
Мультикадровое изображение. Используя данный метод, камера фиксирует множество кадров поля обзора, каждый с различным динамическим диапазоном. Затем камера комбинирует кадры для получения одного улучшенного кадра с расширенным динамическим диапазоном. 
Нелинейные датчики уровня освещения. Как правило, в логарифмических датчиках чувствительность датчика меняется при различном освещении, позволяя получить изображение с расширенным динамическим диапазоном в одном кадре. 
Из двух методов производителями камер, поддерживающих расширенный динамический диапазон, обычно используется мультикадровое изображение. Во-первых, оно лучше фиксирует изображение в реальном времени, а во-вторых, оно может обрабатывать движущиеся объекты быстрее метода нелинейных датчиков. 
Мультикадровое изображение более экономично и легко интегрируемо, поэтому оно наиболее широко представлено на рынке. Несмотря на эффективность нелинейных датчиков, они не были повсеместно распространены, и текущая тенденция не предполагает, что данный метод в ближайшем будущем станет таким же популярным, как мультикадровое изображение. 

Советы по расширенному динамическому диапазону
При установке камер с расширенным динамическим диапазоном следует помнить ряд особенностей для получения наилучших результатов от системы. 

Примечание о мониторе 
Редко рассматриваемым ограничивающим фактором является монитор для просмотра изображений или видео. 
Динамический диапазон, который может отображаться обычными ЭЛТ-мониторами, ограничен приблизительно 1:100. ЖКИ-мониторы способны на меньшее. Сигнал приблизительно в 1:200, который генерируется цепью видеосигнала, еще более сокращается на мониторе. 
Для оптимизации монитора необходимо настроить его контрастность и яркость. Установка монитора с изображением на максимальную контрастность приведет к жертвованию некоторой частью динамического диапазона, но создаст лучшее изображение. При рассмотрении монитора для видеонаблюдения следует иметь в виду, что чем лучше коэффициент контрастности, тем лучше будут отображаться видео и изображение. 

Использование в темное время суток
Функционал расширенного динамического диапазона не является оптимальным для использования в темное время суток, поэтому при возможности следует отключать расширенный динамический диапазон камеры в ночное время для максимизации результата при слабом освещении, если он не является автоматической функцией камеры. Камеры с расширенным динамическим диапазоном, использующие метод многократной экспозиции, как правило, ограничивают минимальную скорость затвора, что в условиях малого освещения может привести к размытию движения. Поскольку во всех камерах с расширенным динамическим диапазоном есть возможность отключения данной функции в ночное время, перед установкой важно изучить условия размещения и освещения. 

Размытие движения
Типичной проблемой для любого вида камер является размытие движения, которое имеет место, когда элементы в поле обзора записываются искаженными из-за быстрого движения в кадре или длительного времени экспозиции. В такой ситуации размещение камеры и освещение играют ключевую роль для получения четкого, приемлемого видеоизображения. При установке любой камеры чем ровнее освещение, тем лучше. Слабо освещенная сцена, требующая более длительного времени экспозиции, создаст условия для появления размытия движения. Следует помнить, что целью технологии расширенного динамического диапазона является оптимизация видео и изображений в сценах, где одновременно присутствуют темные и светлые участки. Расширенный динамический диапазон не предназначен исключительно для низкого освещения или слишком ярких сцен. Такие камеры должны использоваться исключительно по назначению, и они не считаются камерами общего употребления. 

Расширенный динамический диапазон становится господствующей тенденцией
За последние несколько месяцев ряд компаний представили модели с функционалом расширенного динамического диапазона или добавили функции WDR к существующим моделям камер. 
В связи с этим цены на камеры безопасности с расширенным динамическим диапазоном снизились до доступного уровня. И поскольку ранний спрос оказался высоким, предложения WDR расширяют число форм, чтобы отвечать требованиям внутреннего и наружного применения. 
Как и в случае с установкой любых камер безопасности, ключевым моментом успеха является определение наиболее важной цели. Если определяющим элементом является распознавание лица. Камера должна быть расположена на высоте и под углом, обеспечивающим наилучшее качество изображения, с учетом предполагаемых меняющихся или неизменных условий освещения. Фиксация номерных знаков или иных идентификационных элементов потребует иной установки и расчета. Проведите исследование. Каждый кадр и местоположение камеры будут отличными от других и будут требовать различного функционала для получения наиболее приемлемого видео и изображений. Не существует универсальной магической технологии, которая бы создавала идеальное видео в каждом случае. Или пока не существует. 

Источник: security-today.com