Владо Дамьяновски - CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии
Предлагаемая в этом издании таблица была модернизирована и имеет несколько отличий от таблицы предыдущего издания. Дополнения касаются, главным образом, белых линий, которые позволят вам проверить, можно ли распознать человека на определенном расстоянии. Эта процедура основывается на рекомендациях VBG (Verwaltungs-Berufsgenossenschaft): Installationshinweise fur Optische Raumuberwachungs-anlagen (ORUA) SP 9.7/5, которая принята европейскими стандартами, стандартом EN 50132-7 и стандартами видеонаблюдения Австралии.
Рис. 14.1. Испытательная таблица CCTV Labs
С помощью этой таблицы можно проверить многие другие показатели видеосигнала, в первую очередь, разрешающую способность, а также и ширину спектра частот, линейность видеомонитора, гамма-коррекцию, воспроизведение цвета, согласование нагрузки и отражение. Кроме того, для цифровых видеорегистраторов вы сможете оценить качество изображения при различных уровнях сжатия.
Прежде чем приступить к тестированию
Используйте только качественный объектив
Первое, что вы должны сделать, чтобы повысить качество даваемого телекамерой изображения — это выбрать очень хороший объектив (разрешающая способность которого намного выше, чем у самой ПЗС-матрицы). Чем меньше размер матрицы ПЗС или КМОП (например, 1/4" по сравнению с 1/3"), тем более критично качество объектива. Если разделить физические размеры фотоприемника (например, ширину ПЗС-матрицы) на количество пикселов, то мы получим пикселы на миллиметр. Предположим, что у нас, например, имеется ПЗС-матрица с 752 пикселами по горизонтали, и, зная ширину ПЗС-матрицы 1/3" (4.8 мм), мы получим плотность пикселов примерно 6.4 мкм, что составляет приблизительно 156 пикселов на миллиметр. Для того чтобы получить хотя бы такое разрешение, нам потребуется объектив с оптическим разрешением, которое получается делением пополам вышеприведенного значения (то есть 78 линий на миллиметр).
Делить пополам нужно потому, что в оптике принято учитывать только черные линии, в отличие от телевидения, где учитываются как черные, так и белые линии. Оптическое разрешение объектива, которое выражается в линиях на миллиметр, вам нужно уточнить у вашего поставщика.
Чтобы контролировать оптическую разрешающую способность объективов, лучшим выбором будут объективы с фиксированным фокусным расстоянием и ручной регулировкой диафрагмы.
Следует избегать короткофокусных объективов с углами обзора более 30°, поскольку они могут давать сферические искажения. Хорошим выбором для ПЗС-телекамеры 1/2" будут объективы 8, 12, 16 или 25 мм. Для ПЗС-телекамер 1/3" лучше использовать объективы 8, 12 или 16 мм.
Большее фокусное расстояние заставит вас установить телекамеру дальше от испытательной таблицы. Для этой цели рекомендуется использовать фотографический штатив.
Рис. 14.2. Используйте только качественный объектив
Используйте только качественный видеомонитор
Далее, следует использовать видеомонитор с высокой разрешающей способностью и с характеристикой «underscan». Большинство стандартных видеомониторов систем видеонаблюдения не обладают этой функцией.
Для тестирования разрешающей способности телекамеры лучше выбрать высококачественный черно-белый видеомонитор, поскольку его разрешающая способность достигает 1000 ТВЛ в центре.
Цветные видеомониторы приемлемы только в том случае, если их качество соответствует или близко к качеству видеомониторов телевизионного вещания.
Чтобы соответствовать этому качеству, видеомонитор должен иметь разрешающую способность по горизонтали, как минимум, 500 ТВЛ. Понятно, что черно-белые телекамеры, имеющие горизонтальную разрешающую способность больше 500 ТВЛ, нельзя тестировать с помощью таких видеомониторов, но для тестирования большинства цветных телекамер (с разрешающей способностью до 480 ТВЛ) они вполне подойдут.
Рис. 14.3. Используйте только качественный видеомонитор
Процедура установки
Поместите таблицу горизонтально и перпендикулярно оптической оси объектива (как показано на рисунке). Телекамера должна «захватывать» таблицу полностью, точно до желтых треугольных стрелок. Для этого вы должны переключить видеомонитор в режим «underscan», и тогда вы увидите 100 % изображения.
Если у вас нет такого видеомонитора, то пунктирная линия по периметру таблицы указывает на 10 % сужение обзора — это близко к тому, что будет показывать обычный видеомонитор. Однако для проверки разрешения это не совсем точно. Если у вас имеется только стандартный видеомонитор, то чтобы не приобретать дорогой монитор с режимом «underscan», можно прибегнуть к маленькой хитрости.
Установите телекамеру на штативе как можно ближе, чтобы таблица отображалась полностью. Установите регулировку частоты кадровой развертки V-hold на видеомониторе в такое положение, чтобы был виден кадровый гасящий импульс (горизонтальная черная полоса между ТВ-полями). Вы должны установить V-hold в такое положение, чтобы получить устойчивую горизонтальную полосу где-то в середине экрана. Затем постарайтесь отрегулировать положение телекамеры на штативе и/или объектив так, чтобы верхние и нижние позиционные треугольники испытательной таблицы соприкасались с границей черной полосы. Как только вы отрегулируете вертикальное положение телекамеры, можно легко отрегулировать и горизонтальное, поскольку изображение испытательной таблицы находится в середине экрана видеомонитора. Теперь и только теперь вы можете снять точные данные с испытательной таблицы.
Осветите таблицу двумя источниками рассеянного света с обеих сторон, чтобы на таблице не было бликов. Поскольку поверхность таблицы матовая, то блики будут минимальными, но все же постарайтесь располагать источники света таким образом, чтобы угол падения света был более 45°, тогда таблица будет равномерно освещена. Вы можете приобрести откалиброванный источник света, если требуются точные измерения уровня освещенности, но в общем случае вы можете воспользоваться обычными лампами накаливания с вольфрамовой нитью, руководствуясь следующими значениями:
— вольфрамовая лампа 500 Вт => 3200° К (примерно 27 люменов/Вт)
— вольфрамовая лампа 200 Вт => 2980° К (примерно 17.5 люменов/Вт)
— вольфрамовая лампа 75 Вт => 2820° К (примерно 15.4 люмена/Вт)
Рис. 14.4. Установка для тестирования с использованием испытательной таблицы
Рис. 14.5. Слева: Видеомонитор с характеристикой "underscan" (изображение полностью выводится на экран)
Справа: На стандартных видеомониторах часть изображения обрезается, попадая в нерабочие области экрана ("overscan")
Для освещения таблицы лучше всего выбирать специальные осветители с отражателями, которые используются в фотостудиях. Равномерность освещения таблицы очень важна для точности измерений.
Хорошо бы, чтобы лампы имели регуляторы силы света, поскольку в этом случае вы могли бы проверить минимальную освещенность телекамеры. Естественно, в этом случае данную процедуру следует проводить в помещении без дополнительного света. Если необходимо проверить работу телекамеры при низком уровне освещенности, вам потребуется приобрести точный люксметр или, возможно, пригодятся наши рекомендации по переводу значений встроенного в фотоаппарат экспонометра в люксы. (Данный метод измерения минимальной освещенности не обеспечит высокой точности измерений, поскольку при регулировке яркости ламп накаливания изменяется их спектр излучения. Прим. ред.) При тестировании цветной телекамеры обратите внимание, что ее нужно включать после включения источников света, так как электроника, управляющая корректировкой баланса белого, не всегда автоматически учитывает изменения освещенности.
Для тестирования телекамеры при низком уровне освещенности хорошим и достаточно постоянным источником света будет обычная свеча, расположенная на расстоянии примерно 1 м от испытательной таблицы. Это по определению дает освещенность порядка 1 лк на м2. Поскольку интенсивность пламени свечи трудно постоянно контролировать, то подобные оценки являются очень приблизительными, и к ним нужно относиться с осторожностью.
Впрочем, это достаточно хороший способ для простого сравнения работы нескольких телекамер в условиях низкой освещенности. В этом случае свечу лучше располагать достаточно близко к телекамере, чтобы равномерно освещать испытательную таблицу, и использовать объектив с переменным фокусным расстоянием с ручной регулировкой, чтобы телекамера видела 100 % изображения таблицы, тогда как свеча оставалась бы рядом с телекамерой, но не перед ней (это повлияет на уровень видеосигнала) и не за ней (это создаст тень).
