IP-відеокамери для систем безпеки: їх найважливіші характеристики

Виробники IP-відеокамер спостереження наділяють свою продукцію специфікаціями, які допомагають користувачам вибирати потрібні їм відеокамери для організації ефективних IP-систем відеоспостереження. Але які саме характеристики важливі? До них відносяться такі як роздільна здатність, мінімальна світлочутливість, об'єктив, широкий динамічний діапазон, відношення сигнал / шум і так далі. Важливість характеристик відеокамер спостереження залежить від мети і сфери застосування. Наприклад, можливості роботи в умовах низької освітленості є важливими, якщо передбачається що відеокамера спостереження буде цілодобово використовуватися на відкритому повітрі. Якщо IP-відеокамера спостереження буде використовуватися тільки усередині приміщення, більш актуальною може бути така характеристика як кут огляду. У цій статті розглядаються найбільш важливі характеристики відеокамер спостереження.

Роздільна здатність

Це важлива характеристика. Роздільна здатність зазвичай визначається загальним числом пікселів матриці або кількістю пікселів по горизонталі і вертикалі. Маркетологи також використовують терміни HD, 720p, 1080p, а також з недавніх пір 4K.

• Мегапіксельна відеокамера спостереження: це загальний термін, який використовується для відеокамери спостереження, світлочутлива матриця якої має більше одного мільйона пікселів. Існує багато відеокамер спостереження з роздільною здатністю більше одного мегапікселя. Відношення між кількістю пікселів по-горизонталі і по-вертикалі називається співвідношенням сторін. Співвідношення сторін зазвичай становить 4: 3 або 9:16. Новітні матриці (особливо ті які, як стверджують, мають роздільну здатність 4K) мають різні формати, які схожі на широкі формати використовувані в кіноіндустрії.
• HD відеокамера спостереження: це більше маркетинговий термін і відноситься до HD відеокамери зовнішнього спостереження формату 720p або 1080p. Формат 720p означає 720 горизонтальних ліній. Буква "р" вказує на те, що лінії є прогресивними, а не черезстрічковими. Відеокамера спостереження з роздільною здатністю Full HD 1080p має як мінімум 1 080 горизонтальних ліній.

Відеокамери спостереження формату 720p, як правило, мають матрицю яка містить принаймні 1 мільйон пікселів. Роздільна здатність складає 1280 x 1024 або 1280 х 800 пікселів. Відеокамери спостереження формату 1080 мають як мінімум 2-мегапіксельні матриці. Щоб посилити плутанину, деякі виробники також називають свої 3-мегапіксельні або 5-мегапіксельні камери спостереження відеокамерами спостереження 1080p.

• 4K відеокамера спостереження: до них, як правило, відносяться відеокамери спостереження з роздільною здатністю більш ніж 8 мегапікселів. Вони налічують близько 4000 пікселів по-горизонталі. Кількість пікселів по-вертикалі і по-горизонталі та  співвідношення сторін визначається по-різному. Наприклад, компанія Sony оголосила, що їх нова відеокамера спостереження (яка скоро вийде в продаж) має матрицю із співвідношенням 4096 × 2160 пікселів, яка має кадрову частоту до 60 кадрів в секунду. Компанія Axis анонсувала випуск відеокамери спостереження з роздільною здатністю 3840 х 2160 пікселів, яка веде запис відео зі швидкістю до 30 кадрів в секунду (називається Ultra HD). Всі ці відеокамери спостереження маркетологи називають 4K відеокамерами.

Роздільна здатність відеокамери визначається не тільки матрицею, але і об'єктивом та електронною схемою. Будьте обережні - дешева мегапіксельна IP-відеокамера може мати мегапіксельний датчик, при цьому її об'єктив може бути пластиковим, і в результаті ви отримаєте зображення дуже низької якості.

Мінімальна освітленість (або світлочутливість)

Мінімальна освітленість означає найнижчий рівень світла (вимірюється в люксах), який дозволяє отримати зображення за допомогою даної IP відеокамери спостереження. Це поняття може бути дуже суб'єктивним і залежить від того, що користувач вважає прийнятним зображенням.

При низькому рівні освітленості підсилювачі працюють дуже активно, і може виникати шум який впливає на відеозображення. Це називається відношення сигнал / шум (S / N). Кращі виробники також враховують відносний рівень сигналу (IRE) який є мірою того, наскільки ефективно повинен працювати підсилювач. Наприклад, при 30 IRE відеокамера отримує 30 відсотків сигналів від датчика, а інша при 50 IRE отримує 50 відсотків сигналу. Чим менше число, тим сильніше підсилювач повинен працювати щоб підвищити сигнал. Рівень шуму може становити 20 відсотків сигналу, так що в результаті коли рівень сигналу дуже низький, відео може мати високий рівень шуму.

Мінімальний рівень світла також залежить від швидкості спрацьовування затвора. Чим довше відкритий затвор, тим більша кількість світла досягне матриці. Чим довше затвор залишається відкритим, тим нижче частота кадрів. Іноді в технічних характеристиках відеокамери вказана дуже низька мінімальна освітленість (0.0001 люкс), але вона була виміряна при швидкості затвора 0,5 секунди. Це означає, що максимальна кадрова частота становила всього 2 кадри в секунду.

Мінімальний рівень освітленості також визначається об'єктивом. Чим нижче F-число об'єктива, тим більше світла він буде пропускати.

Об'єктив

Більшість IP-відеокамер спостереження поставляються з об'єктивами. Ширококутний об'єктив може бути використаний для огляду невеликої кімнати, в той час як вузький кут об'єктива (з додатковим наближенням) можна використовувати щоб спостерігати за об'єктами здалеку. Об'єктив може також вплинути і на інші характеристики, такі як рівень мінімальної освітленості, частота кадрів і роздільна здатність. IP-відеокамера спостереження яка не була укомплектована об'єктивом, як правило має стандартний тип монтажу CS (або C), завдяки чому можуть бути використані об'єктиви різних виробників.

• Кут поля зору об'єктиву: вимірюється в міліметрах - чим менше це число, тим ширше кут огляду. 2-міліметровий об'єктив може забезпечувати кут близько 110 градусів, в той час як 50-міліметровий об'єктив забезпечує кут огляду, рівний приблизно 5.5 градусів. Кут поля зору об'єктиву залежить від розміру матриці і відстані від матриці до лінзи.
• Світлосила: діафрагма об'єктива показує, наскільки добре світло передається через об'єктив. Через об'єктив з F-числом рівним F1.2 - може пройти більше світла ніж через той, який має значення F2.0. Кут поля зору об'єктиву також може вплинути на F-число - чим ширше кут, тим більше світла може увійти, тому світлосила як правило вимірюється з об'єктивом з найширшим кутом огляду (якщо в комплекті представлені різні об'єктиви).
• Типи лінз: фіксовані, варіофокальним і зум-об'єктиви. Фіксований об'єктив, як випливає з назви, має тільки один варіант фокусної відстані і кута огляду. Варіфокальний об'єктив може бути налаштований вручну. Зум-об'єктив подібний до варіфокального, але може управлятися дистанційно.
• Діафрагма: регулює кількість світла яке потрапляє на матрицю, і впливає на глибину різкості. Чим менше розкрита діафрагма, тим більше глибина різкості. Коли дуже темно - відкривається діафрагма об'єктива і зменшується поле зору. Це означає, що деякі області які знаходяться близько чи далеко, залишаються поза фокусом.

Якщо діафрагма регулюється вручну, все залежить від кількості світла. Ручна настройка діафрагми зазвичай використовується у внутрішніх відеокамерах спостереження при невеликому рівні зміни світла.

Об'єктиви з автоматичною діафрагмою, як правило, використовуються в вуличних відеокамерах спостереження. Електроніка відеокамери регулює розкриття діафрагми залежно від того, скільки світла вона виявляє. Вночі вона відкриває діафрагму, а коли є яскраве сонячне світло - закриває діафрагму.

Об'єктиви типу P-Iris схожі на об'єктиви з автодіафрагмою, крім того що вони використовують додаткові інтелектуальні технології відкриття об'єктива. Коли діафрагма закривається, вона може зменшити чіткість зображення (при використанні з мегапіксельними камерами). Система P-Iris запобігає безперервному закриттю діафрагми. І навпаки, коли дуже темно відеокамера намагається відкрити діафрагму, щоб отримати якомога більше світла. У міру збільшення діафрагми, глибина різкості зменшується. P-Iris запобігає відкриттю об'єктива до кінця і компенсує посилення відеосигналу.

• Фокус: фокус IP-відеокамери спостереження може бути налаштований або шляхом настройки об'єктива, або за допомогою дистанційної настройки відстані між об'єктивом і датчиком. Об'єктиви можуть мати фіксований фокус (він не може бути змінений) або ручне фокусування.
• Об'єктив з ІЧ-корекцією: лінзи заломлюють світло для досягнення потрібного фокуса і рівня наближення. Об'єктиви з інфрачервоною корекцією компенсують різницю в фокусній відстані і забезпечують отримання більш чіткого зображення. Це найбільш чітко видно в більш високій роздільній здатності.

Умови, які вимагають спеціальних можливостей

• Широкий динамічний діапазон: для спостереження за об'єктом зі складними умовами освітлення, краще вибрати відеокамеру яка має хороший широкий динамічний діапазон (WDR). Наприклад, така камера буде необхідна щоб вести відеоспостереження за приміщенням з великим вікном. В останніх версіях відеокамер функція широкого динамічного діапазону була значно поліпшена. Старі відеокамери забезпечують близько 50 дБ WDR, нові моделі забезпечують понад 120 дБ.
• Частота кадрів: частота кадрів не дуже важлива в більшості випадків, більшість мегапіксельних відеокамер підтримують досить хорошу частоту кадрів. Відео буде дуже плавним навіть при кадровій частоті, що дорівнює 10 fps. Існують ситуації, в яких необхідна більш висока частота кадрів, наприклад в казино; але в більшості випадків користувачі можуть заощадити пропускну здатність і ємність зберігання за рахунок зменшення частоти кадрів.

Наприклад, в відеокамерах спостереження з дуже високою роздільною здатністю (більше 3 мегапікселів) частота кадрів, як правило, нижче. На частоту кадрів також може впливати дуже низька освітленість. Збільшивши час, протягом якого затвор залишається відкритим, користувачі можуть поліпшити світлочутливість більшості відеокамер спостереження. Але будьте обережні - збільшення швидкості затвора до 0,5 секунд знижує максимальну частоту кадрів до 2 fps.

• Аудіо: в деяких випадках аудіо може бути дуже важливим, наприклад, при підключенні домофона з відеокамерою. В цьому випадку потрібна відеокамера спостереження з наявністю аудіовходу. Деякі відеокамери спостереження мають вбудований мікрофон, але важливо знати, що краще якщо мікрофон буде розташований близько до обличчя мовця.
• Введення-виведення (I / O): в залежності від застосування, можуть знадобитися вхідні і вихідні інтерфейси. Наприклад для того щоб відкрити дверний електрозамок, потрібен вихідний сигнал для управління реле. Для виявлення відкриття дверей і початку запису відео, потрібен інтерфейс входу.

Висновки

Розуміння користувачами характеристик відеокамер спостереження дозволяє їм зробити правильний вибір. Однак, до розгляду характеристик користувачі повинні точно визначити свої цілі.

Джерело www.securitysolutionsmagazine.biz. Переклад статті виконала адміністратор сайту Олена Пономаренко