Автоматическая регулировка диафрагмы в видеонаблюдении

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.

Читайте также:  Регулировка фар фиат добло своими руками

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

• 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».

Читайте также:  Регулировка клапанов к9к дизель видео

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

Необходима ли IP-камерам АРД?

Изначально, в большинстве аналоговых камер видеонаблюдения применялся АРД, по другому эта технология называется DC-iris (также известный под названиями Direct drive, DC-диафрагма, и другими). Эта технология в устройствах захвата изображения (в том числе в IP-камерах) необходима, чтобы корректировать количество света, поступающего на светочувствительную матрицу при изменении условий освещения, а также глубину резко изображаемого пространства.

На иллюстрации: открытая, полуоткрытая и закрытая диафрагмы объектива.

При использовании этой технологии, камера видеонаблюдения, на программном уровне фиксирует недостаток освещения или его избыток (засветы изображения), после чего при помощи специального электродвигателя регулирует относительное отверстие объектива, увеличивая или уменьшая диаметр окна апертурной диафрагмы.

К сожалению, у технологии АРД нашлось немало недостатков. Так, сама апертурная диафрагма и связанный с ней двигатель имеют свойство выходить из строя: даже на профессиональных фотообъективах одной из частых проблем становится повреждение (износ) деталей устройства, обеспечивающих работу двигателя. Кроме того, в некоторых случаях диафрагма может быть заклинена в одном из крайних положений.

Параметр: Технология АРД Цифровая регулировка экспозиции
Механические детали в диафрагме объектива Электродвигатель, привод,
диафрагма от 2 до 20 лепестков.
отсутствуют
Отказоустойчивость Информация в открытом
доступе отсутствует
Мин. 50000 часов (для камер НИЦ «Технологии»)
Скорость адаптации (день-ночь) 3-4 с 1-1.5 c
Скорость адаптации (ночь-контровой свет) 2.5-3 c 1 с

Также система АРД напрямую зависит от качества экспозамера в тех или иных камерах видеонаблюдения. Так как камере необходимо обработать видеопоток, установить наличие засветов или недостаток освещения, подать сигнал на электродвигатель АРД и после этого оценить результат работы диафрагмы, процесс обычно занимает чуть больше времени, чем при обработке средствами цифровой автоэкспозиции камеры.

Читайте также:  Топливный насос китурами 13 регулировка

Многие современные производители перестали использовать в своих объективах механическую диафрагму как таковую. Вместо этого в объективе используется полностью открытое относительное отверстие с высокой апертурой. Во-первых, это избавляет объектив от сложных механических деталей, требующих постоянного ухода и обслуживания. Во-вторых, это позволяет поддерживать постоянный показатель светосилы объектива.

При относительно небольшом размере матрицы IP-камеры, это не влияет на показатель глубины резкости изображаемого пространства при коротких фокусных расстояниях объектива, но позволяет использовать максимум попадающего на матрицу света.

В большинстве IP-камер вместо АРД используется технология ЦРЭ (цифровая регулировка экспозиции), также выступающая под различными названиями. При такой схеме, камера использует для регулировки экспозиции параметры светочувствительности матрицы (ISO, измеряются в условных единицах, а также в люксах), а также электронный затвор (Выдержка, обычно измеряется в долях секунды).

В случае изменения условий освещения, видеокамера с ЦРЭ изменяет предварительное усиление электрических сигналов светочувствительной матрицы под новые условия, а также изменяет промежуток времени между обнулением матрицы и моментом считывания с нее информации.

Наши инженеры протестировали камеры видеонаблюдения, оснащенные АРД и работающие с технологией ЦРЭ. Для тестов были использованы стандартные условия работы: 1) офисное помещение искусственным источником света / переключение в ночной режим съемки; 2) офисное помещение без источника света / резкая контровая засветка.

При переключении в ночной режим внутри помещения камера с ЦРЭ показала вдвое большую скорость адаптации к новым условиям освещения.

Отметим, что камеры не показали различий в скорости работы или в качестве изображения: камера с АРД и камера с электронным затвором выдавали сопоставимый уровень детализации изображения. Это говорит о том, что всю основную работу по подстройке изображения под условия освещения на каждом их устройств выполнял электронный затвор. Более того, после программного отключения функции АРД в тестовой камере, она практически не изменила скорость подстройки под новые условия экспозиции. Это говорит о том, что камера в первую очередь полагается на электронный затвор и чувствительность матрицы, а технология АРД исполняет исключительно «декоративную» функцию.

Источник

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