3Dnr что это в видеокамере

Условные обозначения функций оборудования систем видеонаблюдения SpyG: 3D-DNR , WDR, OSD, AGC, BLC

Представляем вашему вниманию перечень Условных обозначений, которые используются в каталоге систем видеонаблюдения SpyG (СпайДжи) при описании технических характеристик оборудования.

Описание технических характеристик систем видеонаблюдения:*

3D-DNR— алгоритм фильтрации видеошумов, основан на сравнении соседних кадров, выявлении видеошумов и их нейтрализации (фильтрации). Основная задача DNR — получение изображения без видеошумов в условиях недостаточной освещенности. В свою очередь создан более сложный, но и более эффективный алгоритм 3D-DNR . В отличии от предыдущих версий DNR обработка каждого кадра происходит не один раз, а несколько, что позволяет получить кадр более высокого качества. Также хотелось бы уточнить, что при уменьшении шумов снижается размер файла в архиве (при записи). Экономия может составить до 40% при использовании алгоритма JPEG и до 70% в алгоритме MPEG.

Режим WDR (Wide Dynamic Range) расширенный динамический диапазон. Благодаря этому режиму, изображение, полученное от видео камеры, выглядит более насыщенным и сбалансированным по цветовым характеристикам. В случае, если зона обзора имеет яркие и темные области или слишком яркий фон, у объекта наблюдения оптимальным решением будет камера с функцией WDR. Пример использования: вы наблюдаете человека на светлом фоне. Без какой либо обработки у вас светлая «картинка» и темный контур человека, как если бы вы видели его на фоне заходящего солнца. Красиво – да, информативно – нет.

Следующее поколение обработки так называемый BLC (компенсация задней засветки). В данном случае видеокамера определяет засветку изображения и принимает решение ее компенсировать. В результате, мы различаем человека, но не видим, что происходит за ним. В случае использования камеры с режимом WDR, вы различаете не только человека, но и то, что происходит дальше. Это достигается путем совмещения одного и того же изображения, снятых в двух разных режимах.

Настраиваемые параметры и функции телекамер OSD и возможные случаи их применения:

1. Яркость, контрастность, чёткость, цветность, гамма-коррекция – позволяет настроить параметры сигнала получаемого с камеры, очевидным плюсом данные настройки будут при подключении к регистраторам «эконом класса» (чаще всего оборудование этого класса позволяет установить общие параметры для всех каналов, не давая возможности индивидуальной подстройки каждого канала).

2. Режимы настройки скорости затвора (SHUTTER) – данный параметр имеет автоматический и ручные режимы, ручные режимы могут быть полезны для съёмки быстрых процессов или наоборот позволить снимать медленные процессы в условиях плохой освещённости.

3. Компенсация задней засветки (BLC) – так же имеет автоматический и ручные режимы, в ручном режиме позволяет выделить зоны, по которым будет вестись обработка. Позонная настройка данного параметра требуется в случае, когда в кадре, одновременно находиться источник встречного света и объект, который требуется идентифицировать, частный случай чтение номера автомобиля в ночное время (в кадре свет фар и гос. номер).

4. Настройка коэффициента усиления (AGC) – позволяет более точно отстроить уровень усиления.

5. Баланс белого (WHITE BALANCE) – режим автоматического управления, режим автоматического отслеживания и ручной режим, позволяет повысить качество изображения в сложных и специальных условиях освещённости.

6. Сервисная функция «Имя камеры»(CAMERA ID) — позволяет присвоить каждой камере свой текстовый идентификатор (например, номер камеры или описание мета установки) и задать область его отображения в кадре. Возможные варианты применения в системах не включает в себя регистратор или в случае если регистратор не позволяет именовать каналы.

7. Функция «День-ночь» (DAY/NIGHT) — позволяет устанавливать автоматический и ручной режимы работы. Ручная настройка позволяет принудительно устанавливать чёрно-белый или цветной режим. Автоматический режим позволяет камере при недостаточной освещённости в чёрно-белый режим работы, что значительно снижает уровень шумов, как правило, проявляющихся в цвете. Для автоматического режима так же можно настроить условия работы, например задержку по времени, это позволит исключить ложные переключения, при кратковременном перекрытии объектива.

8. Функция «Детектор движения» (MOTION DET) — имеет ряд настроек (выбор зоны, чувствительности и т.д.), в основном эта функция направлена на повышение эффективности наблюдения, в случае определения движения, камера выдаёт соответствующие сообщение, что привлекает внимание оператора и сокращает время реакции.

9. Функция «Настройка скрытых зон»(PRIVACE) — позволяет на электронном уровне скрыть зоны не желательные для контроля системы наблюдения, позволяет гибко настроить до четырёх зон.

Технология видеошумоподавления DNR

Технология видеошумоподавления DNR.

Электронные компоненты камеры постоянно собирают шумы, которые возникают от взаимодействия протекающих в ней токов с другими электромагнитными полями, а также просто как наводки от соседних электронных схем. Эти шумы могут налагаться на сигнал и проявляться на изображении в виде тонкой сеточки, «снега» или размытости. Чем ниже освещенность, тем больше величина шумов относительно полезного сигнала.

В системах передачи видеосигнала, к которым относятся так же и системы видеонаблюдения, особое место уделяется алгоритмам фильтрации шума. Шумоподавление имеет решающее значение для общего функционирования системы, так как наличие шумов в видеосигнале не только ухудшает качество изображения, но также влияет и на последующие процессы обработки сигналов. Шум особенно вреден для цифрового видео, которое подвергается сжатию и последующей декомпрессии.

Убрать шумы из видеосигнала можно путем его цифровой обработки по методу DNR (Digital Noise Reduction — цифровое понижение шума). Результатом его дальнейшего развития стали технологии 2D и 3D DNR. Они позволяют еще эффективнее отфильтровывать шумы, даже в условиях плохой освещенности.

Типы шумов.

Среди всех типов шумов, которые мешают камере нормально работать, обычно выделяют несколько основных.

Один из них — шумы «соль и перец». Они называются так из-за того, что величина, добавляемая к яркости пикселя, принимает в этом случае лишь два значения. Распределение таких шумов по величинам — две дельта-функции. Следовательно, эти шумы проявляются как белые и серые пятна на изображении, отчего и происходит их название. Такие шумы возникают, когда ПЗС-матрица перегрета, либо из-за появления частиц пыли внутри камеры. Артефакты на изображении носят случайный характер и не связаны по цвету с соседними пикселями — изображение словно засыпано крупинками.

Если в распределении шумов по величинам — не две дельта-функции, а одна, то картинка покрывается лишь белыми точками. Эти шумы называют импульсными. Иногда два этих вида шумов рассматривают как один.

Еще один распространенный вид шумов в камере — гауссовы. Их распределение по величинам описывается кривой Гаусса. Они возникают из-за паразитных токов через электрические компоненты камеры. При этом пиксели слегка меняют окраску, и она отличается от оригинального цвета объектов. Получается случайное распределение артефактов, из-за которого все в кадре кажется нечетким и расплывчатым.

Способы шумоподавления.

В настоящее время способы шумоподавления можно разделить на три типа: «традиционная DNR», двумерное 2D DNR, (которое в свою очередь делится на пространственное и временное) и трёхмерное 3D DNR шумоподавление.

«Традиционная» DNR.
В основе традиционной технологии DNR лежит временной анализ видеосигнала. Алгоритм работы DNR состоит в сравнении одного кадра с другим и устранении тех крошечных особенностей отдельного кадра, которые выбиваются из правильного течения видеоряда. Иными словами, данным методом выявляются те пиксели, которые изменяются от кадра к кадру без какой-либо причины. Смысл этого преобразования состоит в том, что за счет смешивания кадров общий уровень шума в изображении снижается.

В целом традиционная DNR устраняет лишь шумы и нежелательные данные, найденные в ближней части сцены. Обработку с целью устранения видимых шумов проходят только объекты, находящиеся вблизи от камеры, а все, что принадлежит фону, остается необработанным.

Метод 2D DNR.
Пространственный фильтр шумоподавления анализирует изображение только в пространственной области, игнорируя информацию во временном направлении. Временные фильтры подавления шумов анализируют пиксели только во временном направлении. Временное шумоподавление может использовать адаптивный или компенсационный методы.

При адаптивном методе анализируется пиксели, находящиеся в одной и той же позиции в разных кадрах. Компенсационный метод основан на анализе траектории движения, опираясь на фактические данные, полученные по результатам оценки движения. У метода 2D DNR есть недостаток — при обработке сигнала детали изображения становятся расплывчатыми.

Метод 3D DNR.
Технология 3D DNR — это шаг вперед в развитии DNR и 2D DNR. При ее использовании не только выполняется традиционное понижение шумов за счет сравнения кадров, но снижаются пространственные шумы.

Пространственное снижение шумов состоит в сравнении пикселей с соседними пикселями и нахождении нежелательных шумов в пределах одного кадра. При этом происходит обработка всего кадра в целом и удаление цифровых артефактов и зернистости, а также увеличивается четкость и резкость картинки. Вся сцена обрабатывается так, что каждая часть изображения становится четкой и свободной от шумов.

Основная задача DNR — получение изображения без видеошумов в условиях недостаточной освещенности. В свою очередь создан более сложный, но и более эффективный алгоритм 3D-DNR . В отличии от предыдущих версий DNR обработка каждого кадра происходит не один раз, а несколько, что позволяет получить кадр более высокого качества. Также хотелось бы уточнить, что при уменьшении шумов снижается размер файла в архиве (при записи). Экономия может составить до 40% при использовании алгоритма JPEG и до 70% в алгоритме MPEG.

Метод 3D DNR объединяет преимущества временных фильтров с пространственными фильтрами, но при этом лишён присущих им недостатков.

При 3D DNR шумоподавлении применяется метод уменьшения аддитивного влияния гауссовского шума, анализирующий множество последовательных кадров видео с помощью временной фильтрации.

Метод определяет степень различия между пикселями в текущем кадре и пикселями в предшествующем кадре.Он также определяет вектор движения, который показателен для движения пикселя в текущем кадре, и аналогичное движение компенсируемого пикселя в фильтрованном кадре.

Затем метод оценивает искажение, затрагивающее пиксель в текущем кадре.В итоге фильтр рассчитывает результат по усредненному «весу» пикселей в текущем кадре с учетом пикселей второго кадра, учитывая результаты обнаружения и оценки движения, компенсации движения и оценку шума.

Благодаря этому методу можно получить качественное изображение видеосигнала при неблагоприятных условиях освещенности.

Что такое 3D DNR , DWDR и BLC

В данной статье мы расшифруем, что означают магические буквы 3D DNR , DWDR и BLC в характеристиках многих камер наблюдения.

1.Начнем с 3D DNR.

В переводе с анлийского 3D adaptive Noise Reduction Filter.

Функция 3DNR (3D-DNR) предназначена для уменьшения искажений до приемлемого уровня или их полного устранения.

В ходе эксплуатации камер внутреннего или наружного видеонаблюдения возникают помехи, которые снижают качество изображения. Вследствие этого какие-то детали могут остаться незамеченными. Особенно это касается объектов с усиленным режимом охраны и мест с большим количеством техники, создающей помехи.

Помимо стороннего оборудования (станков, электроприборов, кабелей, антенн и т. д.), помехи и искажения вызываются и самой камерой, в которой происходит постоянное течение электрического тока.

В зависимости от вызывающих их причин помехи бывают нескольких видов:

• Импульсные , которые визуально отображаются в виде точек белого цвета. Их можно представить в виде одной дельта-функции. Помехи в виде пятен белого или серого цвета. Представляют собой 2 дельта-функции.
• Гауссовы шумы , вызывающие снижение четкости картинки, изменение цветности. Обычно причина их появления связана с токами внутри самой видеокамеры.

Преимущества 3D DNR

Следует отметить, что, очищая изображение от шумов, можно его испортить. Процедура очистки может исказить цветопередачу или привести к размытию изображения. Однако правильное применение технологии 3D DNR дает немалые выгоды.

Во-первых, она обеспечивает более чистый сигнал, что позволяет при его сжатии экономить дисковое пространство.

Кроме того, камеры, оснащенные технологией 3D DNR, дают более резкое изображение, что облегчает идентификацию тех, кто попал в кадр.

Наконец, технология 3D DNR повышает эффективность обнаружения движения в системе видеонаблюдения — детектор лучше отличает истинное движение от помех, особенно при низкой освещенности.

В переводе с английского DWDR (Digital Wide Dynamic Range , расширенный динамический диапазон с цифровой обработкой сигнала) — технология, которая позволяет получить качественное изображение одновременно ярких и тёмных участков кадра.

Дело в том, что количество градаций серого (полутонов), которые может передать видеокамера, составляет лишь часть полного спектра, от чисто белого до чисто чёрного цвета. И если в кадре одновременно присутствуют яркие и тёмные участки (например, яркое небо в солнечный день и объект в тени), то видеокамера вынуждена рассчитывать экспозицию, пытаясь охватить максимум градаций яркости. В результате, яркие объекты оказываются темнее (ближе к серому), а тёмные — светлее (тоже ближе к серому). Таким образом, теряется контрастность изображения.

Технология расширения динамического диапазона как раз и позволяет передать все градации серого во всех участках кадра с максимальной достоверностью, сохранив контрастность, но при этом происходит потеря детализации.

Для сохранения детализации (чёткости) применяется цифровая обработка, что в совокупности и составляет технологию Digital Wide Dynamic Range .

Способность камеры применять специальные средства – цифровую обработку исходящего сигнала, для расширения динамического диапазона, называют функцией DWDR.

Разница между DWDR и WDR

DWDR и WDR фактически выполняют одну и ту-же функцию. Они реализуют расширение динамического диапазона, но радикально отличаются принципом действия:

WDR – использует аппаратные средства для реализации расширения динамического диапазона – цифровой сигнальный цветной сопроцессор. Эта функция более качественно и быстро обрабатывает поступающую со светочувствительной матрицы информацию. Распознает объекты, которые расположены в местах проблемных для съемки. Однако, модели видеокамер где реализована эта технология значительно дороже сопоставимых по качеству изображения изделий с функцией DWDR;

DWDR – применяет программные алгоритмы обработки видео. Это дает вполне удовлетворительный уровень распознания объекта в темноте, но довольно посредственное качество распознания засвеченных участков.

BLC( от англ. Back Light Compensation) — технология компенсации задней засветки или компенсация заднего света . Данная функция может включаться на камерах как вручную, так и автоматически.

Во включенном режиме, микропроцессор будет выравнивать (сглаживать) освещенность по всему полю зрения камеры. Часто применяется на объектах с ярким задним фоном.

Видеокамеру часто сравнивают с органами зрения человека — она также имеет свою четкость, светочувствительность, воспринимает определенное количество кадров в секунду. Когда мы смотрим на предмет, находящийся между нами и ярким источником освещения, не всегда выходит рассмотреть его подробности. Причина засветки кроется в том, что отдельные пиксели, из которых состоит матрица, способны воспринять определенный максимум света. Если его больше, на изображении, выведенном на экран, появится просто светлое пятно.

Однако и до того, как максимум достигнут, происходит своеобразное насыщение. К примеру, солнце за спиной у человека «нагружает» матрицу настолько, что ее мощности становится недостаточно для четкого восприятия других элементов. Пиксели не успевают накопить достаточный заряд, поэтому в лучшем случае фото объекта получается менее освещенным, чем на самом деле.

Это создает определенные проблемы и в охранном видеонаблюдении: Не всегда получается распознать номер автомобиля, если у последнего включены фары; Яркий свет мешает рассмотреть лицо человека, проникшего на территорию; Сложно рассмотреть мелкие детали (надписи на коробках с товаром).

Появление технологии BLC позволило частично избавиться от этих проблем . Ее возможно встретить и в видеокамерах для пользовательской съемки, и даже в мобильных телефонах.

Расскажем о том, как эта компенсация работает на практике. Всего есть 3 варианта:

Использование диафрагмы, которая бы в случае увеличения потока света сверх некого предела, сужалась. Подобное и происходит в мире живых существ — при недостаточном освещении диафрагма максимально раскрывается, а при чрезмерном — сужается до предела;

Автоматическая регулировка усиления — предварительная обработка изображения, основанная на настройках максимального уровня освещения. Если они превышены на отдельном участке, оно искусственно занижается. На выходе (экране телевизора, мониторе) оператор увидит уже обработанные данные;

Применение затвора, который бы периодически закрывался, отсекая источник света от чувствительной матрицы. Если он был открыт непродолжительное время, то вероятность засвечивания снижается. Обычно применяется комбинированный вариант, в котором сочетаются все перечисленные способы.

Что значит BLC для видеонаблюдения? Это возможность вести его в условиях неблагоприятной освещенности, вызванных природными и другими факторами. В той или иной степени функция используется в большинстве современных камер.