www.cor-net.ru / Публикации / Охранное телевидение: популярные заблуждения

Охранное телевидение: популярные заблуждения

И. Ефремов к.т.н., технический директор ЗАО Интегратор

В течение жизни человек накапливает не только знания и опыт, но и немало заблуждений. Тому есть много причин. Одна из них связана с невольным желанием человека распространить имеющиеся у него знания на новые области, используя не всегда работающие аналогии. Вторая важная причина - некритический подход к сложившемуся мнению! И в том, и другом случае винить человека сложно, так как жизнь человеческая слишком коротка, чтобы получить всеобъемлющее знания обо всем на свете.

К великому сожалению, в наше время маркетинга и PR-техно­логий ситуация еще более усугубляется. Желая реализовать на рынке свой товар, специалисты по продажам не только не раскры­вают перед потенциальным покупателем объективные характери­стики товара, но и укореняют едва появившиеся заблуждения. В этой статье хочется остановиться на весьма распространенных, но, скажем так, не совсем корректных утверждениях, относящихся к рынку телевизионных систем охраны и наблюдения.

Разрешающая способность камер

В технических спецификациях на телевизионные камеры обязательно приводится число, характеризующее разрешение. Это всем хорошо известный параметр, выражаемый в количест­ве разрешаемых телевизионных линий - ТВЛ. Но далеко не все знают, что не существует единой методики измерения этого па­раметра. Поэтому многие фирмы склонны давать завышенные оценки этой характеристике.

Что же реально определяет разрешающую способность? Если речь идет исключительно о самих камерах (т.е. факторы, связан­ные с передачей сигналов и регистрацией картинки на устройст­вах отображения, в расчет не принимаются), то разрешающая способность будет определяться, в основном, качеством оптики и числом элементов в матрице ПЗС. Конечно, корректно спроек­тированная и реализованная электроника тоже играет сущест­венную роль. Но к ней исходно предъявляют требование не ухудшить разрешающую способность системы "объектив-матри­ца" и большинство фирм с этой задачей успешно справляются. В любом случае, важно понимать, что электроника никак не мо­жет повысить число мелких разрешаемых деталей в изображе­нии, так как ей неоткуда взять того, что не было зарегистрировано матрицей.

Значение хорошего объектива трудно переоценить. Боль­шинство производителей это понимают, и откровенно плохую оптику мало кто предлагает, так как это сразу отражается на конкурентоспособности выпускаемой продукции. Следует также принять во внимание, что на объектив, как правило, приходится значительная часть стоимости камеры.

С учетом этого, надо признать, что основные различия в раз­решающей способности камер связаны с применяемыми в них матрицами. И тут многих подстерегает сюрприз! Оказывается, большинство производителей камер используют в своей продук­ции одни и те же матрицы. В связи с этим, представляется разум­ным подразделять камеры на устройства со стандартным разре­шением (380 ТВЛ) и устройства высокого разрешения (570 ТВЛ).

Откуда взялись эти цифры? Дело в том, что большинство вы­пускаемых матриц ПЗС имеют в строке либо 500, либо 760 эле­ментов (примерно). В: свое время, было предложено (и это представляется разумным) использовать для вычисления разрешаемых телевизионных линий коэффициент 0,75.

Применение этого коэффициента и позволяет получить приведенные выше цифры.

Однако многие производители предпочитают опираться на результаты собст­венных не сертифицированных тестов, в которых применяются специальные штриховые миры. Источники погрешностей таких тестов связаны с применением нестандартных мир, с неточным их пози­ционированием и с погрешностью опре­деления разрешаемых штрихов. Послед­ний фактор следует прокомментировать особо. Никогда не бывает так, чтобы, ска­жем, 380 линий различить было можно, а 390 уже нельзя. При увеличении числа линий контраст падает плавно, и кор­ректней было бы говорить о предельном числе линий, при наблюдении которых контраст снижается до некоторого за­данного уровня. При этом важно то, как размещаются штрихи в кадре (радиально или тангенциально) и в какой части кад­ра они находятся (в центре или с краю). Однако реальные методики определения разрешающей способности производи­телями камер остаются для потребителей неизвестными.

Вывод: когда на рынке предлагают камеры с разрешением 380, 400 и 450 линий, то в большинстве случаев речь идет о камерах с одинаковым разрешением.

Четкость изображения, формируемого камерой

Зачастую покупатели не полностью различают понятия "разрешающая способность" и "четкость". И это дает продавцам еще один повод представить свою продукцию в выигрышном свете. Как уже говорилось выше, электроника не может добавить к получаемому на матрице изо­бражению ничего нового, то есть повы­сить разрешение она не в состоянии. Но зато она может улучшить качество вос­приятия такого изображения.

Во многих камерах применены схемы коррекции четкости, повышающие контраст в деталях. Их действие сходно с действием фильтра Unsharp Mask, используемого в графических программных пакетах. Правильно настроенный корректор четкости позволяет значительно улучшить субъективное восприятие изображения. Часто у зрителя возникает устойчивая иллюзия, что камера с хорошим корректором четкости превосходит конкурирующие марки по разрешающей способности при прочих равных условиях. Это, конечно же, не верно. Хорошая четкость способна улучшить субъективное восприятие, но помочь различить и опознать объект на экра­не монитора она не в силах.

Высокое качество в цифровых систем видеорегистрации

Падение цен на цифровые видеорегистраторы обусловило массовый переход пользователей на цифровую видеозапись. При этом такой переход зачастую не приводит к ожидаемому скачку в качестве. Попробуем разобраться. Как известно, при аналоговой видеозаписи нельзя рассчитывать на разрешение больше 400 ТВЛ. Это означает, что качественные характеристики сигнала, формируемого камерами высокого разрешения, при записи на аналоговый видеомагнитофон будут непременно ухудшены. Именно для такого случая (и только для такого Случая) цифровая видеозапись даст ожидаемый выигрыш в качестве. Для этого она должна поддерживать работу с разрешением оцифровки 768x576

В то же время значительное число имеющихся на рынке ци­фровых видеорегистраторов работает на разрешении 384x288, что позволяет рассчитывать на общую разрешающую способ­ность порядка 280 ТВЛ по горизонтали. Тем не менее, во многих случаях оказывается оправданной эксплуатация Цифровых сис­тем даже в режиме 384x288. Выигрыша в качестве она не дает, но по удобству эксплуатации и функциональном насыщенности выглядит весьма привлекательно.

JPEG против Wavelet

Прогресс в области сжатия видеосигнала неоспорим. Постоянно ведущиеся разработки в этой области подходят как к разра­ботке новых форматов сжатия, так и к улучшению уже существу­ющих. В такой ситуации некоторые пользователи отказываются от покупки цифрового видеорегистратора в ожидании нового прорыва в области сжатия видео. Бывает и другая крайность -покупатель в первую очередь интересуется алгоритмом сжатия и не обращает должного внимания на другие характеристики. Оба таких подхода нельзя признать корректными! Действительно, можно ли ожидать, что развитие науки позволит ужать "Джокон­ду" до объема 100 байт? Конечно же, нет. Сжатие, оцифрованных изображений основано на некоторой информационной избы­точности существующих графических форматов. И задача алгоритмов сжатия - эту избыточность удалить. Если продолжать сжимать файл, то будет пропадать уже не избыточность, а суще­ственные детали.

Существующие в настоящее время алгоритмы уже довольно неплохо справляются с задачей "вырезания избыточности". Хорошо известный традиционный JPEG позволяет без ущерба для восприятия ужать изображение в 10-15 раз. И, похоже, ради­кально улучшить этот показатель уже нельзя. Да, за счет дополнительной оптимизации можно выиграть еще 20-30%, но рассчитывать на выигрыш в разы уже не приходится.

Проиллюстрируем эту мысль на примере. Рассмотрим сжатие одного и того же изображения в форматах JPEG и Wavelet (см. рисунок). До тех пор пока на изображении не проявляются явные артефакты, ни один из этих алгоритмов не имеет преимуще­ства перед другим. При значительном же сжатии, приходится признать некоторый выигрыш алгоритма Wavelet. Деградация изображения в виде "замыленности" не столь разрушительна, как исчезновение деталей в появившихся крупных квадратах.

Но зададимся вопросом: будем ли мы, исходя из этого, эксплуатировать систему при значительных уровнях сжатия. Скорей всего, нет. Ведь если речь идет об опознании объекта в си­стеме наблюдения, то "замыленность" также вредна, как и "квадратная структура". И то, и другое убивает разрешение картин­ки, формируемой камерой. Поэтому в реальной ситуации пользователь скорей всего будет эксплуатировать обе системы при примерно равных степенях сжатия.

Таким образом, могу утверждать, что в существующих сис­темах алгоритмическое сжатие видеосигнала уже приблизи­лось к разумно-достаточному пределу, и нельзя ожидать того, что какой-то новый алгоритм в разы улучшит качественные ха­рактеристики компрессии.

Узкие места цифровых систем видеорегистраиии

Разброс по ценам на цифровые устройства видеорегистрации достаточно велик. При этом пользователь зачастую, глядя на экран монитора, не может понять, почему сумма, запрашива­емая продавцом, столь внушительна. Коротко, остановимся на том, что отличает хорошие и дорогие системы от более доступ­ных по цене решений.

Во-первых, следует принять во внимание, что значитель­ное число доступных по цене плат захвата видеосигнала пост­роено на микросхемах серий ВТ848 / ВТ878. С точки зрения ка­чества, они дают примерно одинаковый результат. И не важно, где произведена такая плата - в Бельгии или на Тайване. Характерные дефекты изображения во всех случаях будут теми же самыми. Качественный скачок можно получить только при пе­реходе на другую элементную базу. Но это будет стоить сущест­венно дороже.

Во-вторых, производители дешевых наборов для самосто­ятельной установки в компьютеры, как правило, умалчивают о значительных требованиях к аппаратной части вычислительной системы. Нагрузки на системную шину при передаче потоково­го видео существенно возрастают. Немаловажен и вопрос на­дежности, так как способность компьютера к "зависанию" ни у кого не вызывает сомнения.

В результате, решив самостоятельно вопросы производительности, совместимости и надежности компьютерного обору­дования, покупатель часто обнаруживает, что выложил в итоге существенно больше, чем заплатил бы за надежную и качест­венную систему, продаваемую "под ключ".

Что обнаруживает детектор движения?

Полезность такого устройства как детектор движения ни у кого не вызывает сомнений. Такие устройства имеются как в аналоговых, так и в цифровых системах охранного наблюдения. Но обнаруживают ли они движение? К сожалению, ответ в большинстве случаев отрицательный. Чаще всего такие детек­торы обнаруживают определенные изменения в некоторых за­данных сегментах изображения, то есть по существу являются "детекторами активности". Связаны ли такие изменения с дви­жением или каким-либо другим фактором - решать должен оператор системы. Плохо ли это? Далеко не всегда. В большин­стве случаев, знание характерных особенностей того или иного детектора и умение "привязать" его к конкретному изображе­нию действительно помогают превратить такое устройство в детектор движения. Следует, правда, также иметь в виду, что бы­вают и истинные детекторы движения, вычисляющие траекторию движущихся объектов, осуществляющие селекцию движется и т.п. Но это, как правило, существенно более слож­ные и дороге устройства.

***

Список заблуждений можно было бы легко продолжить. Одни из них исчезают, другие - появляются. Важно понимать, что только критический подход и здравый смысл могут помочь в адекватной оценке предлагаемых рынком устройств.