Ард автоматическая регулировка диафрагмы

Системы видеонаблюдения активно применяют регулировку размера диафрагмы с целью уменьшения или увеличения количества попадающего на сенсор света. АРД (автоматическая регулировка диафрагмы) особенно часто встречается в камерах для уличного применения. Причина – резкое изменение уровня освещенности в течение дня. В помещениях обычно оно остается неизменным или меняется от привычного нам до полного отсутствия (выключение в конце рабочего дня).

В зависимости от того, сколько света попало на матрицу, будет отличаться качество конечной «картинки». Нежелателен как недостаток фотонов, так и их чрезмерное количество. Значение диафрагмы изменяется автоматически. Здесь играют роль показания датчика освещенности, контролирующего обстановку на улице или в помещении. Камера подстраивается под текущие параметры, выдавая максимально качественное изображение. Если света много – диафрагма оставляет небольшой промежуток для его проникновения внутрь. Если освещение слабое, диафрагма раскрывается полностью.

Существует 2 способа регулировки:

· Контроль по видеосигналу Video Drive, основанная на применении линз. Дает более точную подстройку, эффективно работает с прямыми солнечными лучами. Отличается более высокой стоимостью;

· Контроль по постоянному току (Direct Drive) – подходит для большинства объектов, имеет низкую стоимость.

Если камера устанавливается внутри помещения, разницы между 2 технологиями регулировки пользователь не замечает.

Преимущество АРД перед ручной регулировкой состоит в круглосуточном соответствии размера диафрагмы уровню освещенности. Ручная настройка подойдет для объектов, в которых уровень освещения неизменный либо нет необходимости в ночной съемки – склады, офисы, магазины. Электронный затвор способен лишь частично решить проблему – он перекрывает свету доступ к матрице, но не изменяет количество срабатываний в течение суток. Изменение освещенности без применения АРД-технологии приводит к недостаточной четкости изображения, его засвечиванию.

Объективы с автоматической регулировкой диафрагмы применяются во всех типах камер:

С инфракрасной подсветкой;

Со статичным фокусным расстоянием (устанавливается производителем);

С динамическим фокусным расстоянием (вариофокальный объектив, «фокус» настраивается на объекте.

Источник

Типы управления диафрагмой в объективах для систем видеонаблюдения и машинного зрения

Объективы для систем охранного видеонаблюдения и машинного зрения формируют изображение на светочувствительном элементе телевизионной камеры.

Все объективы состоят из группы линз, а для регулирования количества света, попадающего на приемник видеокамеры в объективах установлена ирисовая диафрагма, – ее внешний вид, с различными значениями относительных отверстий, приведен на рис. 2. Регулирование светового потока на матрицу происходит при помощи регулировки закрытия и открытия лепестков диафрагмы на определенное значение (f-Stop). Чем больше открыта диафрагма, тем больше света попадает на светочувствительный элемент камеры. Самые светосильные объективы имеют значения f/0.9-f/0.95.

По типу управления диафрагмой объективы можно разделить на следующие группы:

• Объективы с фиксированной диафрагмой — используются только с камерами, имеющими автоматический электронный затвор.
Пример: Монофокальный объектив Daiwon DW9711.

• Объективы с ручной диафрагмой используются в местах со стабильной освещенностью (в помещениях с искусственным освещением). Такие объективы можно использовать и на улице, но с камерами, имеющими режим автоматического электронного затвора. Данный тип управления является основным в объективах, предназначенных для промышленного применения.
Пример: Монофокальный объектив Сomputar V0814-MP

Читайте также:  Регулировка клапанов chery fora

• Объективы с автоматической диафрагмой управляют световым потоком за счет обратной связи сигналов, приходящих от ТВ камеры. Такие объективы применяют в условиях перепадов освещенности и внешне отличаются от остальных объективов наличием кабеля с разъемом, который подключен к ТВ камере.

По сигналам управления, приходящим от ТВ камеры, объективы с автоматической диафрагмой подразделяются на объективы со следующими видами управления:

Управление диафрагмой по видеосигналу (Video Drive) означает, что анализ видеосигнала и управление мотором диафрагмы осуществляет специальное устройство, размещенное в объективе. Управление диафрагмой по постоянному току (Direct Drive) означает, что схема принятия решения о положении диафрагмы находится в ТВ камере, а в объективе имеется только мотор как исполнительное устройство. На корпусе объективов с управлением диафрагмой по видеосигналу присутствуют два регулирующих элемента. Обозначаются они как «Level» и «ALC». Регулировка «Level» используется для настройки режима работы электронной схемы объектива по реальной освещенности. При вращении регулятора «Level» мы искусственно изменяем значение диафрагмы. На мониторе изменение положения регулятора «Level» воспринимается как изменение яркости изображения. Регулятор «ALC» имеет две области регулирования. Это область средних значений (обозначается «А») и область пиковых значений (обозначается «Р»). Регулятор «ALC» используется для устранения обратной засветки в высококонтрастных сюжетах. Объективы с управлением диафрагмой по постоянному току (Direct Drive) не имеют на своем корпусе никаких регулировок. Настройка таких объективов осуществляется на видеокамере, которая должна иметь уже известные нам органы настройки «Level» и «ALC».

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. 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. В условиях яркого освещения диафрагма с технологией управления P-Iris ограничивает закрытие отверстия, чтобы избежать размытия (дифракции), вызываемого сильным сужением отверстия ирисовой диафрагмы.

Источник

ТЕСТ Вариофокальные АРД-объективы с инфракрасной коррекцией и фокусным расстоянием от 3 до 8 мм

Напомним о способах измерения и оценки некоторых характеристик.
Значения величин светосилы получены путем их вычисления относительно светосилы эталонного объектива. Расчеты проводились на основании измеренных минимальных освещенностей, при которых визуально различаются крупные детали изображения, полученного при использовании эталонного и испытываемого объективов. Ниже заявленной светосила оказалась у объектива Fujinon, а выше – у Computar и Spacecom. Фокусные расстояния и углы обзора определены на основании размеров видимой на экране монитора части испытательной таблицы и расстояния от нее до передней линзы объектива при условии вписывания испытательной таблицы по вертикали.
Из-за больших геометрических искажений получаемого изображения и неопределенности расположения узловой точки объектива полученные значения фокусных расстояний и углов обзора могут отличаться от заявленных. Интерес при тестировании представляет диапазон фокусных расстояний, то есть оптическая кратность. Неравномерность освещенности по полю определяется при условии равномерной освещенности белого поля по всей площади. В качестве белого поля использована горизонтальная белая полоса в центральной части испытательной таблицы. Неравномерность освещенности определяется в процентах по степени отклонения уровня видеосигнала на краях изображения белого поля относительно его уровня в центре.
Как видно из результатов, этот параметр у всех объективов примерно одинаков.
Кривизна поля изображения – аберрация (искажения) оптических систем, при которой резкое изображение плоского предмета расположено не на плоскости, а на искривленной поверхности. При проецировании такого изображения на плоскость фотоприемника (ПЗС-матрицы) наблюдается расфокусировка на краю изображения относительно центра. Ее проявление определяется методом поочередной фокусировки по центру и краю изображения при условии минимальной глубины резкости (при полностью открытой диафрагме). Если положения узла фокусировки при этом различны, то имеет место кривизна поля изображения.
У всех проверенных объективов, кроме объектива Pentax на длинном фокусе, кривизна поля изображения малозаметна.
Геометрические искажения (дисторсия) выявляются средствами программного обеспечения по величине искажения вертикальных и горизонтальных линий на краю изображения относительно его размеров.
Функции передачи модуляции (ФПМ) для различных уровней освещенности (10, 100, 1000 и 10 000 лк) испытательной таблицы, а также при инфракрасной подсветке приведены в табл. 6 и 7. В качестве источника инфракрасного излучения использованы два инфракрасных прожектора ПИК 23 с длиной волны 870 нм. При этом проверялось изменение четкости изображения и наличие расфокусировки.
ФПМ описывает частотно-модуляционные характеристики объектива по полю получаемого изображения. Каждая кривая на ее графике свидетельствует об изменении глубины модуляции видеосигнала от центра к краю на определенной пространственной частоте относительно размаха черно-белого перепада в центре формируемого изображения. Значения пространственных частот выбраны из ряда: 250, 300, 400 и 500 ТВЛ. Совокупность графиков зависимости коэффициента передачи модуляции (КПМ) от пространственной частоты дают наглядное представление о величине контраста и четкости по всему полю изображения. Кривая Ч/Б описывает изменение контраста изображения черно-белого перепада от центра к краю, а кривые 250, 300, 400 и 500 ТВЛ – изменение контраста на соответствующей пространственной частоте, то есть четкости. Для более детального анализа полученных графиков ФПМ они разбиты на три группы. В пределах каждой группы выставлены оценки, которые сведены в табл. 9.
В первую группу включены графики ФПМ, полученные для полностью открытой диафрагмы – освещенность 10 лк. Эту группу следует выделить особо, так как она характеризует качество построения оптической системы объективов и их потенциальные возможности. В этой группе на обоих фокусах (fmin и fmax) наилучшую четкость обеспечивают объективы Computar и Daiwon.
Во вторую группу включены графики, полученные при различных режимах освещения, за исключением ИК-подсветки.
При анализе этих графиков основными критериями оценки являются повторяемость, что свидетельствует о стабильной четкости изображения, и высота расположения кривых над горизонтальной осью координат (величина контраста).
Известно, что контраст и четкость формируемого объективом изображения должны иметь максимальное значение в каком-то среднем положении диафрагмы. Такие свойства демонстрирует исключительно объектив Fujinon, причем как на минимальном, так и максимальном фокусном расстоянии.
Большая часть тестируемых объективов имеет провал четкости при освещенности около 100 лк. С помощью детального исследования этого провала выяснено, что при диафрагмировании происходит девиация (отклонение) фокальной плоскости, а при дополнительной фокусировке четкость изображения восстанавливается. На практике фокусировку объектива в разных режимах освещения изменить проблематично.
В качестве примера в табл. 8 приведены графики ФПМ объектива Kowa, полученные по обычной методике при дополнительной фокусировке на каждом уровне освещенности.
Объективы с явно выраженной расфокусировкой при изменении освещенности малопригодны для круглосуточного наблюдения.
Из графиков, полученных при различных уровнях освещенности (10, 100, 1000, 10 000 лк), видно, что наиболее стабильное и четкое изображение на обоих фокусах показали объективы Fujinon, Pentax и Tamron (лидеры во второй группе).
И наконец, третья группа графиков ФПМ дает представление о четкости формируемого изображения при освещении испытательной таблицы инфракрасным прожектором. В этой группе лидирует объектив Fujinon, второе место у объектива Tamron.
В таблицу включена также визуальная оценка качества живого изображения при ИК-подсветке, полученная непосредственно во время проведения испытаний. Результаты этой оценки не совсем совпадают с результатами, полученными на основе графиков ФПМ.
Падение четкости при ИК-засветке свидетельствует о наличии дисперсии и необходимости дополнительной фокусировки объектива.

Читайте также:  В каких пределах производится регулировка теплового реле

* * *
Итак, все протестированные объективы отличаются высоким качеством и позволяют получать четкое изображение. У каждого изделия имеются отклонения по тому или иному параметру, однако эти отклонения можно признать допустимыми. Все протестированные объективы являются достойными представителями своего класса.
Полученные результаты позволяют выбрать оптимальную модель (по светосиле, четкости, цветопередаче, ИК-коррекции, углу обзора и т.д.) для решения той или иной задачи при использовании черно-белой или цветной ТВ-камеры.

Таблица 1. Заявленные характеристики и визуальный осмотр объективов

Источник

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Поделиться с друзьями
Настройки и регулировки