Цветное видео в темноте

Информация может быть не достоверна

В течение  выставки MIPS 2012  мы получили тестовый видеоролик  с записью работы двух телекамер, одна из которых,  обладая «сверхвысокой»  чувствительностью  давала в ночных условиях цветное изображение. В настоящее время производители, причем и самые уважаемые, «громыхая» фантастическими цифрами чувствительности уже дали  всем насладится стоп-кадрами не подвижных ночных пейзажей в цвете.  В этом случае речь идет о другом, поскольку по динамике движения объектов на  изображении было видно, что накопление здесь не используется.  Одновременно была представлена и сама чудо-камера. Поступило предложение немедленно протестировать ее на выставочном стенде, а еще лучше на улице ближайшим  же вечером. Благо небольшой автономный LCD монитор оказался у наших китайских друзей.  Поначалу эти видеокадры привели нас в некоторое замешательство.  Стоп-кадр из этого материала представлен на фото 1. Возникло подозрение об использовании этой «простецкой» камере  супер матрицы с лавинным эффектом. Мы естественно подключили эту камеру на своем выставочном стенде и посмотрели, как она работает в закрытой картонной коробке. Оказалось,  что то видит, но не более.    

Фото1

Всегда вызывают сомнения предложения «тестировать» камеры в обычных офисных условиях при нормальной освещенности, просто путем демонстрации  изображения на мониторе. В этих условиях практически все камеры, как правило,  просто одинаковы.  Очень хотелось провести хотя бы сравнительные испытания с одной из наших моделей  в условиях переменной освещенности. Для этого у нас в техотделе создана светонепроницаемая камера, где можно плавно изменять освещение по уровню от 30 000 лк до полной темноты и дискретно по спектральному составу.  Для оценки влияния накопления и шумоподавления используется движущийся объект (мельница). Изменения изображения записываются на 8-х канальный регистратор и DVD-рекордер. Это позволяет одновременно проводить сравнительные испытания до 8 телекамер. Разрешение (по яркости) оценивается по телевизионной таблице на черно-белом  мониторе с разрешением 1000 ТВЛ при освещенности около 1000 лк. На фото 2 приведен внешний вид камеры.  

Фото2

Остался один пустяк, выпросить камеру на тестирование с условием предоставить результаты теста. И это, как ни странно, удалось..... 

Как и предполагалось,  камера не является каким то чудом.  Она представляет собой модель цветного изображения стандартного разрешения  (330-350 ТВЛ) с подвижным срезающим ИК фильтром без отключения цветности.  Переключение  фильтра  слышно, как говорят не «вооруженным» ухом. Естественно, в камере имеется достаточно  глубокая АРУ. Стандартное разрешение и его снижение подтверждаются оценкой разрешения по стандартной телевизионной таблице.  Вариации разрешения (полосы пропускания видеотракта)  косвенно подтверждаются более крупнозернистой картиной цветового шума  в сравнении с образцовой камерой высокого разрешения. Из дополнительных  особенностей камеры можно отметить  мгновенное пропадание изображения в момент переключения ИК фильтра. В телекамере имеется возможность ступенчато изменять  чувствительность. Для теста было установлено ее максимальное значение.

Поскольку в ассортименте компании практически отсутствуют камеры стандартного разрешения,  для сравнения были выбраны C/CS камеры высокого разрешения  с технологией расширения динамического диапазона WideLux (VC58S), выполненные на современных матрицах SONY Super HAD II. Естественно,  функция WDR при тестировании была отключена. Для адекватного сравнения в них был отключен переход в черно-белый режим при переходе в режим ночь с сохранением  переключения  срезающего ИК фильтра.  В двух из трех базовых камер, используемых для сравнения,  были включены режимы шумоподавления 2DNR и 3DNR.  Сравнение работы камер в ИК диапазоне осуществлялось  при изменяющейся освещенности на длине волны  940 нм.

Общее впечатление от работы камеры напомнило первые «высокочувствительные» модели цветного изображения начала двухтысячных годов с наличием постоянной ИК чувствительности. В них еще не использовалось  отключение цветности  и можно было получить странное цветное изображение с  черно-белыми или голубоватыми фрагментами, освещаемыми ИК прожектором. Высокая чувствительность поначалу  компенсировала сомнительную цветопередачу  при  освещении,  содержащем ИК составляющую. 

В исследуемой телекамере при снижении освещенности, задолго до появления шума на экране дополнительно заметно снижается разрешение до 200-160 ТВЛ. Можно предположить, что для увеличения отношения сигнал/шум с ростом усиления сужается полоса видеотракта или это производится эквивалентной цифровой фильтрацией. Тестируемая камера получила в тирах условное название xxx max.  Образцовые  камеры VC58S обозначены в титрах в соответствии с режимом шумоподавления: dnr off,  2dnr  и  3dnr. На фото 3 представлены  изображения  стоп-кадров  4 камер после перехода в ночной режим (удаление IRC). На  фото 4 и 5  изображения  при предельно малом уменьшающемся  освещении. На фото 5 отчетливо видны артефакты характерные для стоп-кадров, полученных из изображений с потоковым сжатием.  На фото 6 представлено изображение при освещении ИК излучением 940 нм.  Примечательно, что на 1 и 4 кадре заметны цветные цифровые артефакты.

Фото3

Фото4

Фото5

Фото6

На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:

• применение матрицы стандартного разрешения с большими размерами пикселей уже не обеспечивает реальных преимуществ по чувствительности в сравнении с современными матрицами Super HAD II и Ex-view HAD II высокого и даже сверхвысокого (960Н) разрешения;
• при необходимости  возможно получение ночного цветного  изображения  на современных камерах день-ночь с  независимым  отключением цветности;
• для увеличения яркости изображения целесообразно использовать камеры с  максимальным усилением (AGC), методикой широко используемой известным производителем Watec
• для хотя бы относительного улучшения качества получаемого изображения использовать режим шумоподавления, который практически эквивалентен сужению полосы для повышения отношения сигнал/шум.

Источник: www.aktivsb.ru