Как настроить камеру видеонаблюдения: особенности настройки параметров изображения

Настройки IP камеры: Параметры изображения

Для детальной настройки качества изображения IP камеры существует отдельный пункт меню: Параметры изображения, который вызывается из меню Система. Для доступа в него проще всего воспользоваться программой CMS, хотя в WEB-интерфейсе камеры присутствует идентичный пункт.

Распишем по порядку назначение каждого параметра.

Exposure mode (Выдержка)Задаёт режим работы электронного затвора камеры. В режиме «Автоматически» — камера сама задаёт выдержку в зависимости от освещённости объекта, регулируя световой поток на матрицу. Тем самым общая яркость картинки будет оптимальной. Не стоит изменять значение по умолчанию этого параметра, если только у вас не установлен объектив с автоматической диафрагмой (В большинстве IP камер диафрагма отсутствует, её роль выполняет электронный затвор).При необходимости можно вручную установить постоянную выдержку — 1/50, 1/100, 1/250, 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/4000, 1/100000 В этом случае следует учитывать, что при изменении освещённости объекта, изображение может стать слишком тёмным или слишком пересвеченным, так как камера уже не управляет этим параметром. Minimum time (min время)/Maximum time (max время)Можно задать пределы выдержки (в миллисекундах).Day/Night mode (День/ночь)Управление режимом «день-ночь». Автоматически — камера переходит из цветного режима в чёрно-белый и обратно при достижении порога освещённости. При необходимости можно вручную установить постоянно цветной (при достаточной ночной освещённости или при использовании особо чувствительной матрицы типа IMX185) или постоянно чёрно-белый режим. BLCBack Light Compensation (Компенсация встречной засветки). Эта технология предназначена для выравнивания яркости тёмных участков изображения, жертвуя детальностью на ярких участках, путём повышения общей яркости картинки. Пример: значительную часть изображения занимает небо, чтобы увидеть лицо человека на этом фоне, эта функция повышает общую яркость, тем самым лицо становится различимым, а участок неба становится пересвеченным и теряет детальность.

Auto Iris (Диафрагма)При наличии объектива с автоматической диафрагмой, эту опцию следует включить. В большинстве IP камер диафрагма отсутствует, поэтому данная опция не оказывает никакого влияния на изображение. Profile (Баланс белого)Определение среды, в которой работает камера. Возможны варианты: Automatic (Автоматически), Outdoor (улица) и Indoor (помещение). Влияет на цветовой тон картинки.ИК-фильтр (IR_CUT)Режим работы ИК фильтра. Синхронно с ИК подсветкой (IR Synchronous Switch) — фильтр срабатывает при включении ИК подсветки камеры. Рекомендуется использовать по умолчанию.Автоматически (Automatically Switch) — ИК фильтр переключается при переходе камеры из дневного режима в ночной и обратно. Рекомендуется использовать только при отсутствии ИК подсветки у камеры, так как имеет недостаток — при очень плавном изменении освещённости, так называемый «мягкий вечер», некоторое время происходит циклическое переключение день-ночь, пока освещённость не снизится значительно (это связано с особенностью работы камеры в ночном режиме: при открытии ИК фильтра общий световой поток увеличивается за счёт инфракрасной составляющей, и его уже становится достаточно для дневного режима, а после включения дневного режима поток снова уменьшается).AE Reference (АЭ эталон)Задаёт эталонное значение уровня яркости картинки, под которое подстраивается значение выдержки электронного затвора. Меньшие значения дадут тёмную картинку, большие — светлую. Рекомендуемое значение 50.AE Sensitivity (Чувствит)Задаёт интервал в секундах, через который камера подстраивает выдержку.Dnc Threshold (Перекл Д/Н)Установка порога, при котором камера переходит из дневного режима в ночной и обратно. Актуально при установке параметра ИК-фильтр (IR_CUT) в состояние Автоматически (Automatically Switch). Камера меняет режим день-ночь одновременно с переключением ИК фильтра.DWDRDigital Wide Dynamic Range – технология расширения динамического диапазона. Используется для улучшения видимости в тёмных участках, повышая в этих областях усиление. Это позволяет сделать тёмные участки более контрастными и различить объекты даже на них. Актуально для ночного режима. Повышение усиления усиливает и шум, поэтому рекомендуется совместно с этой опцией включать и шумоподавитель, так как шум увеличивает общий битрейт и, соответственно, уменьшает глубину архива.

Defogging (Антитуман)Функция появилась сравнительно недавно, в прошивках марта 2015 года её ещё не было. Искусственно повышает контрастность на однородных участках изображения, тем самым немного компенсирует потерю чёткости в туманную погоду и при запотевании стекла камеры.AGC (АРУ)Auto Gain Control (Автоматическая регулировка коэффициента усиления) видеосигнала. Дополнительная цифровая коррекция яркости, позволяет поднять яркость на тёмной картинке. Актуально для ночного режима. Рекомендуется использовать либо AGC, либо DWDR, но не обе опции вместе, так как их совместное использование ухудшает результат.Slow shutter (МедлЗатвор)При очень слабом освещении изображение всё же может быть получено путём увеличения времени открытия затвора на время одного или даже нескольких кадров. Обратной стороной этого решение становится размазывание движущихся объектов. Значение Нет (None) — не позволяет использовать эту технологию, High (Сильный) — позволяет использовать максимальную выдержку. Рекомендуемое значение Low (Слабый).DayNTLevel (ШП день)/NightNTLevel (ШП ночь)Настройки шумоподавителя в дневном и ночном режимах. 0 — шумоподавитель отключен, 5 — максимальное шумоподавление. Рекомендуемое значение для дня — 2-3, для ночи — 4-5.Mirror (Отзеркалить)Зеркальное отражение картинки относительно вертикальной оси. Flip (Перевернуть)Зеркальное отражение картинки относительно горизонтальной оси. Anti flicker (Антифликер)Устранение мерцания от ламп дневного света и т.д. IRSwap (Реверс ИК)Переключение режима работы ИК фильтра на обратное. Эту опцию следует использовать только при неправильном подключении (обратной полярности) ИК фильтра, то есть в случаях, когда фильтр днём открыт (изображение розовое), а ночью закрыт (изображение очень тёмное даже при ИК подсветке).

Шумы — цветные искажения, возникающие при съёмке в условиях сложного освещения.

Особенно хорошо шумы заметны на тёмных участках фотоснимка, на заднем плане, на объектах находящихся не в фокусе.

Для того чтобы уменьшить уровень шумов и повысить качество изображения, в видеокамерах применяется ряд функций, которые помогают настроить оборудование под конкретные условия освещения.

Режим День/Ночь

Данный режим может быть автоматическим или ручным:

• Ручной режим позволяет принудительно устанавливать чёрно-белый или цветной режим изображения.
• Автоматический режим позволяет камере перейти в чёрно-белый режим работы, если освещённость недостаточна. Это значительно снижает уровень шумов, которые проявляются в цветном режиме изображения. Для автоматического режима доступны настройки условий работы, которые позволят исключить ложные переключения – например, задержка по времени может не допустить переключения в режим ночь при кратковременном перекрытии объектива.

ИК-фильтр

В дневное время суток инфракрасное излучение оказывает существенное влияние на качество видеоизображения:

• искажение цветовой передачи и уровня контраста,
• размытие получаемой картинки из-за преломления излучения объективом камеры.

В ночных условиях инфракрасное излучение используется для достижения в темноте наиболее детального изображения либо в условиях с очень низкой освещенностью.

ИК-фильтр позволяет устранить все нежелательные эффекты, связанные с инфракрасным излучением:

• В дневное время механический привод сдвигается, тем самым закрывая матрицу камеры от переизбытка ИК излучения, которое создает шумы;
• В ночное время раздвигается в сторону, открывая тем самым доступ ИК излучения к матрице камеры.

Благодаря совместной работе ИК-фильтра и  режима «День/Ночь», камера наблюдения обеспечивает максимально четкое и доступное изображение в любое время суток.

BLC (Backlight compensation)

Компенсация встречной засветки — функция, которая позволяет исключить затемнение объекта, находящегося на фоне яркого источника света.

Когда объектив камеры направлен на яркий источник освещения, то наступает насыщение светом матрицы и те пиксели, на которые должно проецироваться изображение объекта, не успевают накопить заряд, что приводит к затемнению объекта.

Принцип функции BLC включает в себя:

• Регулировку усиления освещения — реальный уровень освещения преобразуется в тот, который необходимо получить на качественном изображении – то есть ограничивается уровень света
• Автодиафрагму — позволяет изменять размеры объектива, через которое свет попадает на матрицу камеры
• Электронный затвор — регулирует время воздействия светового потока на матрицу

AGC-авто (Automatic Gain Control)

Режим AGC (автоматическая регулировка усиления) усиливает видеосигнал на матрице при уменьшении освещенности. Максимальное усиление возможно до 28 дБ.

Данная технология позволяет автоматически изменять коэффициент усиления каждого видеотракта, в зависимости от уровня сигнала: автоматическая регулировка усиления сглаживает изменения уровня видеосигнала и позволяет получить качественную картинку на видеомониторе при малой освещенности объекта.

Баланс белого (White balance)

Данная функция позволяет компенсировать искажения цветов, вызванные разными источниками освещения – они имеют разную температуру света и влияют на цветопередачу (лампа, солнечный свет, тень и т.д.). Возможна автоматическая и ручная настройка цветопередачи.

Электронный затвор (Shutter)

Этот параметр связан с выдержкой  — временем засветки матрицы, то время, за которое появляется один кадр (или снимок).

Камера делает несколько непрерывных снимков (например, 25 кадров в секунду).

С момента, когда затвор открыт (на матрицу попадает свет) до момента, когда затвор закрывается, может затрачиваться разное время – это и есть выдержка. Обычно это время очень короткое. Например, 1/30 секунды или еще меньше — 1/1000 секунды.

Чем дольше открыт затвор, тем больше света попадает на матрицу и тем светлее кадр:

• Большая выдержка, даст больше света, но смазанные движения.
• Короткая выдержка, даст мало света, резкие движения и чёткие кадры.

В каждом случае необходим разный выбор выдержки!

Например, при (1/60 секунды) движения будут плавными, но если снимать быстродвижущиеся объекты (1/800 секунды) то, видео будет отрывистым.

ИК-подсветка

В условиях, когда нужно вести ночное видеонаблюдения используются камеры с ИК-подсветкой.

Инфракрасная подсветка, в отличие от привычных искусственных источников света (светильники, лампы и т.п.), потребляет мало энергии, невидима человеческому глазу и зачастую устойчива к механическим воздействиям.

В ИК-подсветке используются разные типы диодов, поэтому при одинаковом количестве ИК-диодов в разных камерах дальность подсветки тоже может быть разная.

SmartIR

Технология SmartIR была создана, чтобы решить проблему работы инфракрасных светодиодов при съемке на близких расстояниях – она позволяет регулировать интенсивность инфракрасных светодиодов камеры.

Например, если человек подойдет достаточно близко к камере, то ИК-подсветка просто засветит лицо, а значит, нельзя будет провести опознание объекта.

WDR (Wide Dynamic Range)

Технология широкого динамического диапазона – позволяет вести съемку изображений с затемненными участками, за счет двойного открывания затвора диафрагмы.

При первом открывании используется высокая скорость затвора, а при втором — обычная. Затем полученные кадры накладываются друг на друга, что обеспечивает качественное изображение, на котором нет слишком ярких или затемненных участков.

WDR в видеонаблюдении часто применяют в камерах слежения, если область, которую они снимают, периодически попадает в тень. С помощью WDR можно качественно снять лицо человека, даже если свет падает из-за его спины, а обычная камера в этом случае фиксирует лишь темный силуэт.

DNR (Digital Noise Reduction)

Технология цифрового подавления шумов.

В условиях недостаточной освещенности изображение бывает зашумленным. Главный недостаток этого эффекта состоит в том, что зашумленное изображение очень плохо сжимается алгоритмами в регистраторах, из-за чего растет объем архива.

Существует два способа подавления шумов:

• 2D подавление шумов: производится коррекция яркости соседних пикселей одного кадра. Специальные математические расчеты определяют, насколько это изменение соответствует параметрам шума и, если вероятность влияния шума высока, уменьшают разницу в яркости на рассчитанную величину.
• 3D подавление шумов: расчеты производятся не только для одного кадра, а для нескольких последовательных кадров, что позволяет более точно выделить шум, поскольку он меняется во времени, а так его легче отследить. Эта технология считается более современной и более эффективной.

Часто после покупки и установки системы видеонаблюдения, ее владельцы или заказчики недовольны качеством видеоизображения. Зачастую проблема не в том, что оборудование не качественное или не правильно проведен монтаж. Просто нужны грамотная отладки и настройка оборудования. И вот здесь возникает множество нюансов.

Большинство проблем, связанных с качеством изображения вызваны неправильной настройкой камер для работы в различных погодных условиях и времени суток. Нужно сказать, что возможности любой видеокамеры для систем наблюдения зависят от ее процессора. Для настроек его работы во многих камерах есть экранное меню “On Screen Display”.

Все камеры, имеющие функцию OSD, дают возможность настраивать основные параметры, такие как контраст, яркость, баланс белого и другие. Кроме того можно настраивать и дополнительные функции, расширяющие возможности видеокамер, к которым относятся компенсация задней засветки, многозонный детектор движения, настраиваемые маскированные зоны и т.д.

Благодаря данному меню можно управлять работой процессора, что позволяет настроить видеокамеру оптимально.

Экранное меню у  разных производителей камер видеонаблюдения могут быть совершенно разными. Часто в инструкции к камерам нет подробного описания, как настраивать экранное меню. Поэтому самостоятельно настроить его правильно — задача не из простых.

Монтажники систем видеонаблюдения в большинстве своем могут настроить камеры, благодаря своему опыту, т.к основные функции всех камер наблюдения одинаковы. Однако новичку разобраться в настройках очень сложно.

Поэтому в данной статье мы подробно распишем функции видеокамер и их настройку с помощью экранного меню.

Начнем с того, что различные камеры работают в разных условиях, не зря они делятся на внутренние и наружные. Камера может работать в помещении с искусственным светом, а на улице должна выдавать качественную картинку и днем и ночью.  Это означает, что при работе камер освещенность, спектр и цветовая температура света будут разными, а значит, и настройки камеры работающей в разных условиях.

Начнем с настроек камер, работающих в помещениях с искусственным освещением, где работают лампы дневного света. Главная проблема в таких помещениях – сильное отражения света от стен, мебели и предметов интерьера.

Обычно цветовая температура ламп дневного света находится в интервале 4000-6500 К, а спектр излучения — в диапазоне 350-730 нм. А значит необходимо устранить засветку объектива камеры настройкой следующих параметров:

Режимы настройки скорости затвора (SHUTTER) – данный параметр имеет автоматический и ручные режимы. Скорость срабатывания электронного затвора обычно имеет показатели 1/50, 1/60, 1/120 и т.д. Эти цифры означают доли секунды, в течение которых открывается электронный затвор и происходит накопление света. Если помещение ярко освещено, то параметр лучше всего устанавливать не более 1/50.

В режиме срабатывания затвора есть также пункт FLK. Этот режим позволяет избавиться от мерцания изображения, которое проявляется при искусственном освещении и частоте сети не кратной 50 Гц. Для России этот параметр применять не нужно, т.к. частота сети у нас всегда равна 50 Гц.

Режим AGC (Automatic Gain Control) – означает автоматическую регулировку усиления. AGC автоматически подстраивает уровень сигнала в зависимости от условий освещенности. Благодаря этому режиму можно  компенсировать засветку или полностью или частично.

Обычно экранное меню камер наблюдения имеет либо ступенчатую регулировку усиления (LOW, MIDDLE, HIGH, OFF) либо относительно плавную, которую можно регулировать с помощью ползунка.

С режимом AGC связана еще одна важная функция D-WDR – обозначающая расширение динамического диапазона. Она нужна для того , чтобы при одновременной съемке ярко освещенных и затененныых объектов, например, предметов на фоне окна. Без этой настройки камера может неправильно передавать детали объекта, находящегося в тени, делая его еще более темным. Функция D-WDR усредняет яркость изображения, делая его более контрастным.

В некоторых камерах, имеющих функцию D-WDR может быть два режима работы: для улицы (OUTDOOR) и внутри помещения (INDOOR), поэтому настройку нужно делать, исходя из местоположения видеокамеры.

Компенсация задней засветки BLC 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 света и объект, который требуется идентифицировать.

При включении функции HLC происходит автоматическая маскировка источника яркого света. При этом видеоизображение существенно лучше и отражает объекты, находящиеся как перед источником света, так и за ним.

Также в камерах видеонаблюдения очень важна настройка цветопередачи. Для этого используется регулировка баланса белого цвета (WHITE BALANCE). Тут также есть несколько режимов, а именно: режим автоматического управления, режим автоматического отслеживания и ручной режим. Они дают возможность повысить качество изображения в сложных условиях освещённости, настраивая соответствие цветовой гаммы изображения, получаемого при съёмке с истинной цветовой гаммой объекта съёмки.

Видеокамеры имеют несколько режимов регулировки баланса белого цвета:

ATW — автоматическая настройка баланса белого в пределах температуры цвета в пределах 1800°K ~10500°K.

AWC – автоматическое слежение за балансом белого, когда камера автоматически подстраивает баланс белого исходя из меняющейся обстановки и освещенности.

MANUAL – режим ручных настроек. Нужен в том случае, если в автоматическом режиме неверно отображаются цвета. Благодаря этой настройке можно вручную установить уровень красного и синего цветов с помощью ползунков.

При настройках баланса белого цвета можно воспользоваться следующими меню:

AWC→SET – адаптационные настройки баланса белого. В целях получения оптимальных настроек следует навести камеру на белый лист бумаги и нажать кнопку ENTER. В случае изменения параметров освещения (например, замены ламп накаливания на флуоресцентные) процедуру необходимо будет повторять.

INDOOR (внутри помещения) – если камера установлена внутри помещения, можно использовать этот режим, задающий баланс белого для цветовой температуры, лежащей в пределах 4500°K~8500°K.

OUTDOOR (вне помещения) – автоматическая настройка баланса белого в пределах температуры цвета 1800°K~10500°K. – в таком температурном диапазоне находится солнечный свет в течение суток. Установка баланса белого в режим OUTDOOR часто дает правильную цветопередачу при применении камеры на улице.

Основные проблемы при работе камер на улице это:

• засветки, вызванные бликами и отражениями света от различных объектов.

• изменение условий освещенности. В пасмурную погоду или вечером изображение качество изображения ухудшается из-за недостаточно освещенности, а также увеличивается зашумленность изображения.

Засветки и блики можно убрать с помощью тех же функций, что мы уже описали.

В яркий же солнечный день освещенность на улице гораздо выше, чем в помещении с искусственными источниками света, поэтому в первую очередь нужно произвести настройку электронного затвора или степени открытия диафрагмы (IRIS).

Если же после регулировок полностью устранить засветку не удастся, то нужно использовать функции WDR или BLC.

При настройке уличной камеры посредством экранного меню следует выставить автоматическую регулировку усиления (AGC) в значение HIGH или MIDDLE – благодаря чему колебания освещенности не будут оказывать значительного влияния на яркость изображения.

Для того же чтобы минимизировать влияние шумов на видеосигнал при изменении освещенности, нужно задействовать функцию шумоподавления (DNR – Dynamic Noise Reduction).

При настройке камеры для съемки на улице темное время суток, как правило нужно переходить в черно-белый режим, т.к. чувствительность камеры в этом режиме выше, чем в цветном. Поэтому при настройке камеры, которая ведет съемку и днем, и ночью в первую  очередь нужно выставить режим работы на «авто» (“AUTO”) в главном окне меню.

Автоматическая смена режимов «день» и «ночь» позволяет устанавливать автоматический и ручной режимы работы. Ручная настройка позволяет принудительно устанавливать чёрно-белый или цветной режим.

Автоматический режим при недостаточной освещённости переключает камеру в чёрно-белый режим работы. Для автоматического режима так же можно настроить условия работы, например задержку по времени, это позволит исключить ложные переключения, при кратковременном перекрытии объектива. В некоторых случаях режим автоматического перехода «день/ночь» может содержать расширенные настройки.

Некоторые модели камер содержат функцию компенсации засветок, вызванных инфракрасными осветителями при наблюдении в ночное время – Smart IR. При этом автоматически регулируется величина сигнала при его обработке процессором до приемлемого уровня, при котором на полученном изображении засветки будут минимальны, либо будут отсутствовать вообще. Доступ к настройке Smart IR можно получить через экранное меню.

Smart IR также позволяет задать области крана, в которой будет срабатывать компенсация засветки. Для задания области следует выбрать пункт Area меню IR SMART. В появившемся подменю можно изменять размер области по высоте (height), ширине (width), перемещать область вверх-вниз (top/bottom) и влево-вправо (left/right).

К сожалению, не все модели камер способны производить съемку в ИК-спектре. В случае, когда камера не чувствительна к ИК-освещению, ночную съемку можно проводить, используя функцию SENS-UP, позволяющую включить режим накопления.

Принцип работы режима накопления построен на особенности ПЗС-матрицы: она может накапливать заряд в светочувствительных ячейках в течение длительного времени, формируя изображение даже в полной темноте. Режим накопления также хорошо подавляет шумы. Фактически режимы работы SENS-UP — это длительная выдержка электронного затвора.

Например, обозначение режима SENS-UP x64 означает, что снятие «картинки» с матрицы будет происходить через время равное 1/50*64 секунды, т.е. в 64 раза медленнее, чем самое большое время срабатывания электронного затвора камеры (обычно это время равно 1/50 секунды).

Для подавления шумов при ночной съемке применяются различные алгоритмы цифровой фильтрации. Один из них — алгоритм 3DNR, который анализирует не только двумерный сигнал, но и временную последовательность кадров, т.е. третью координату. Если за короткий промежуток времени просуммировать сигнал, представляющий собой несколько картинок, то шум частично компенсирует сам себя. Уровень шумоподавления обычно лучше выставить либо на максимальное, либо на близкое к максимальному значение.

Также экранное менб камер видеонаблюдения имеет дополнительный функции. Они следующие:

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.

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

Функция «Настройка скрытых зон»(PRIVACE) — позволяет скрыть зоны не желательные для контроля системы наблюдения.

Комбинаций настроек видеокамер с помощью экранного кенб превеликое множество, однако важно знать, что означает тот или иной параметр и как с помощью него настроить видеоизображение, чтобы получить качественную картинку.

Используемые источники:

• https://www.cctvsp.ru/cctv-faq/nastrojki-ip-kamery-parametry-izobrazheniya
• http://optimus-cctv.ru/stati/131-osnovnye-funktsii-nastrojki-kachestva-izobrazheniya-v-videokamerakh
• http://zapishemvse.ru/kak-nastroit-kamery-videonablyudeniya-s-pomoshhyu-osd-menyu/