Optymalizacja ustawień kamery CCTV

Przy wyborze odpowiedniego modelu kamery często kierujemy się możliwościami ustawień w różnych warunkach pracy. Oczywiście bardziej profesjonalne urządzenia mają tych możliwości więcej, natomiast prostsze urządzenia posiadają na stałe ustawione pewne parametry.
Jednak aby móc w pełni wykorzystać możliwości danych ustawień, należy zapoznać się z ich działaniem, jaki wpływ mają na jakość obrazu, co poprawiają a co pogarszają. Taka wiedza pomoże w praktyce osiągnąć optymalny rezultat pracy kamery.
Wpływ zmiany ustawień przedstawiono na przykładzie kamer ACTi, jednak odnoszą się one także do innych rodzajów kamer różnych producentów.

Podstawowym parametrem świadczącym o jakości obrazu jest rozdzielczość. Mówi ona o tym, z ilu punktów składa się cały obraz. Oczywiście im większa rozdzielczość, tym lepsza jakość obrazu lub większy obszar monitorowany. Natomiast pociąga to za sobą także większe zapotrzebowanie na pasmo oraz zwiększa objętość rejestrowanych materiałów. Popularne rozdzielczości to CIF (320 x 240), VGA (640 x 480), D1 (720 x 576), SXGA (1280 x 1024), UXGA (1600 x 1200), itd.

Parametr mówiący o tym, ile klatek przesyłanych jest w jednostce czasu. Im więcej tym obraz jest płynniejszy. W telewizyjnym systemie PAL jest 25 klatek na sekundę co uznawane jest jako obraz bez efektu poklatkowości. Jednak w praktyce nie stosuje się 25 klatek, a jedynie 5 do 10, co spowodowane jest mniejszym zapotrzebowaniem na pasmo, a także brakiem wymogów na większą szybkość. Oczywiście w szczególnych przypadkach potrzebna jest duża szybkość, nawet na poziomie 100 klatek na sekundę, lecz takie rozwiązania nie są popularne. Mniejsze prędkości stosuje się do kontroli tłumu, wyższe (25) do kontroli zachowań pojedynczych osób, najwyższe do rejestracji procesów szybkozmniennych (crahtest).

Bardzo istotnym parametrem świadczącym o zaawansowaniu urządzenia jest kompresja. Im lepszy rodzaj kompresji, tym mniejsze zapotrzebowanie na pasmo przy takiej samej subiektywnej jakości. Do najpopularniejszych rodzajów zaliczyć można MJPEG, który łączy ze sobą kolejne obrazy skompresowane JPEGiem, MPEG-4, który przesyła pełne obrazy co kilka klatek, uzupełniając je samymi zmianami obrazu. Najnowszym i najbardziej zaawansowanym rodzajem kompresji jest nowa część standardu MPEG-4 nazwana H.264, w którym przede wszystkim zastosowano predykcję w kodowaniu obrazów, jak i podział obrazu na bloki o różnych rozmiarach. W praktyce osiąga się przewagę (szerokość pasma, objętość archiwum, czas pobierania archiwum przez sieć) H.264 nad MPEG-4 ASP rzędu 30%.

Ustawienia wideo

W menu kamer ACTi znajduje się zakładka Ustawienia wideo (Video Settings). Zawierają one ustawienia związane z transmisją sieciową strumienia wideo, takie jak rodzaj transmisji, rozdzielczość, szybkość klatek, rodzaj kompresji, zajmowane pasmo, a także ustawienia portu szeregowego oraz portów sieciowych.

Popularnie występującą funkcją jest sterowanie światłem wstecznym. Służy ona eliminowaniu efektu powstającego, gdy kamera skierowana jest w stronę silnego źródła światła. Powoduje to, że pierwszy plan staje się ciemny i nieczytelny. Sterowanie światłem wstecznym umożliwia rozjaśnienie obrazu przez co możliwa jest identyfikacja pierwszego planu. Niestety odbywa się to kosztem tła, które też w pewnym stopniu zostaje rozjaśnione.

Jest to funkcja wprowadzona stosunkowo niedawno, rozszerzająca swym działaniem BLC. Działa w oparciu o analizę naświetlania pojedynczych punktów obrazu i umożliwia jednocześnie rozjaśnienie elementów ciemnych i przyciemnienie elementów zbyt jasnych, przez co w przypadku pracy pod światło widać dokładnie zarówno pierwszy plan jak i jasne tło.

Jest to odwzorowanie przez kamerę wszystkich kolorów względem białego koloru odniesienia. W trybie automatycznym biały odpowiada najjaśniejszemu punktowi obrazu. Ponieważ często kamera obserwuje obszar pozbawiony tego koloru, następuje przekłamanie wszystkich pozostałych. Rozwiązaniem są predefiniowane ustawienia barw odpowiadające sztucznemu czy naturalnemu oświetleniu, a także możliwość zapamiętania własnego ustawienia "ucząc" kamerę jak wygląda kolor biały.

Umożliwia zwiększenie czułości, przez co pozwala na pracę w ciemniejszych warunkach. Jednak należy pamiętać, że wraz ze wzmocnieniem sygnału, wzmacniane są szumy. Więc nie można zwiększać tego parametru w nieskończoność. Aby poprawnie ustawić AGC należy metodą prób i błędów dojść do optymalnego nastawu.

Możliwość wydłużaniu czasu otwarcia migawki pozwala na wydłużenie czasu naświetlania przetwornika. Jest to bardzo przydatna funkcja w obszarach o niewielkim naświetleniu, ponieważ dłuższy czas naświetlania powoduje jaśniejszy obraz. Jednak nie jest ona pozbawiona wad. Problem z jakim można się spotkać to rozmazanie ruchomych części obrazu. Wynika to z faktu że obiekt przemieszcza się znacznie w ciągu trwania danej klatki, przez co zapisany jest na całej swej drodze. Innym istotnym ograniczeniem jest szybkość pracy kamery. Czas naświetlania z wiadomych przyczyn nie może być dłuższy niż czas trwania klatki.

Kompresja bazująca na JPEG ma pewną wadę, to znaczy generuje bloki, w których widać efekty niepożądane. Powoduje to dziwne "wzory na obrazie". Efekt widoczny jest szczególnie w nocy. Rozwiązaniem zmniejszającym ten problem jest zmiana ostrości obrazu. Zmniejszając ten parametr można wygładzić szumy powstałe na skutek kompresji. Oczywiście za duże zmniejszenie spowoduje, że obraz będzie rozmazany.

Ustawienia kamery

Powyższe ustawienia można odnaleźć w zakładce ustawień kamery (Camera Settings). Ta część menu dotyczy parametrów wizualnych, czyli obraz można odbić pionowo lub poziomo, dopasować balans bieli, ustawić sterowanie wzmocnieniem, maksymalną szybkość migawki, a także ostrość.

Nowoczesne kamery IP dają wiele możliwości dotyczących warunków pracy. Mechanizmy stosowane w urządzeniach pozwalają im na pracę w prawie każdych warunkach. W takim wypadku jakość uzyskanego obrazu zależy jedynie od umiejętności konfiguracyjnych instalatora. Należy pamiętać że producent dobiera parametry domyśle do typowych warunków użytkowania danego modelu. Instalator jeżeli potrafi może w konkretnych warunkach polepszyć jakość obrazu. Jednak w wielu przypadkach osobom instalującym zdarza sie tak pogorszyć obraz że kamerę uznają za zepsutą. Stąd wniosek że jeżeli warunki użytkowania są standardowe lub brakuje doświadczenia należy proces dostrajania przeprowadzić z wielką ostrożnością.