TV przemysłowa / CCTV

Systemy alarmowe

Kontrola dostępu

Kamery sportowe

Partnerzy LC Security

Kamery online

Optymalizacja ustawień kamery IP

Bardzo często jednym z głównym kryteriów wyboru kamery przemysłowej są możliwości jej ustawień w różnych warunkach pracy. Oczywiście z reguły bardziej zaawansowane modele kamer oferują znacznie szersze możliwości konfiguracji niż modele z niższej półki, które często na stałe mają ustawione niektóre z parametrów pracy. W praktyce bardzo często dochodzi do takich sytuacji, że użytkownicy decydują się na bardziej zaawansowane modele, chociaż w rzeczywistości nie mają większego pojęcia o funkcjach oferowanych przez te produkty, przez co nie są wstanie optymalnie wykorzystać opcji posiadanego produktu. Aby w pełni móc wykorzystać możliwości ustawień parametrów pracy kamer przemysłowych IP, należy przede wszystkim zapoznać się z ich działaniem, a następnie z czynnikami mającymi wpływ na poprawę lub pogorszenie poziomu jakości wyświetlanego obrazu. Ta niezbędna wiedza, w praktyce pozwala na uzyskanie optymalnego poziomu pracy kamery przemysłowej.

Rozdzielczość obrazu

Jeden z podstawowych parametrów technicznych każdej kamery przemysłowej, który w znacznym stopniu decyduje o poziomie jakości generowanego obrazu. Rozdzielczość obrazu mówi nam ile punktów składa się na cały obraz. Im rozdzielczość jest większa, tym kamera oferuje lepszą jakość obrazu (większa ilość szczegółów w obrazie) lub większy obszar nadzoru wizyjnego. Należy jednak pamiętać, że im wyższa zdolność rozdzielcza kamery tym większe zapotrzebowanie na pasmo sieciowe (ważne w prawidłowym funkcjonowaniu monitoringu IP) oraz na pamięć dysków rejestratora (wyższe koszty archiwizacji danych), na których zapisywane i przechowywane są nagrania wideo. Popularne rozdzielczości to CIF (320 x 240), VGA (640 x 480), D1 (720 x 576), SXGA (1280 x 1024), UXGA (1600 x 1200), itd.

Szybkość transmisji

Szybkość transmisji to parametr, który mówi nam o ilości klatek przesyłanych w czasie jednej sekundy. Od szybkości w dużej mierze zależy płynność uzyskiwanego materiału wideo, im większa tym obraz jest bardziej płynny. We współczesnych sieciowych systemach telewizji przemysłowej najczęściej stosuje się kamery IP, których maksymalna prędkość przesyłu obrazów wynosi około 25 klatek na sekundę. W praktyce raczej rzadko wykorzystuje się maksymalną szybkość transmisji, a jedynie około 5 do 10 kl./s, co wiąże się ze znacznie mniejszym zapotrzebowaniem na pasmo sieciowe. Oczywiście jeśli dysponujemy szybkim łączem bez obaw możemy korzystać z transmisji na poziomie 25 kl./s. W praktyce wysokie szybkości przesyłu obrazu (np. 25 kl./s) stosuje się w przypadku kontroli zachowań pojedynczych osób, zaś mniejsze prędkości (np. 5-10 kl./s) do kontroli tłumu. W niektórych przypadkach wymagana jest znacznie większa prędkość transmisji (nawet na poziomie 100 klatek na sekundę), jednak w praktyce ze względów technicznych współczesnych sieci nie są to rozwiązania popularne.

Kompresja sygnałów wideo

Kompresja sygnału wideo to niezwykle istotny parametr techniczny każdej kamery IP, który w dużym stopniu świadczy o zaawansowaniu technicznym danego urządzenia. Ponadto, jest to także parametr, który w dużym stopniu wpływa na jakość i wydajność pracy całego systemu telewizji przemysłowej. Z reguły tym lepsza technika kompresji sygnału wideo, im mniejsze zapotrzebowanie na pasmo przy tej samej subiektywnej ocenie jakości obrazu. Do najpopularniejszych technik kompresji można zaliczyć standardy kodowania: MJEPG (łączenie ze sobą kolejno skompresowanych obrazów w formacie JPEG), MPEG-4 (przesyłanie pełnych obrazów co kilka klatek) oraz innowacyjną technikę H.264 (predykcja kodowania obrazów z podziałem obrazu na bloki o różnych rozmiarach). Kompresja H.264 oferowana jest przede wszystkim przez kamery IP z „górnej półki”. Dzięki specjalnemu algorytmowi kodowania ruchomych obrazów kompresja H.264 znacznie obniża wymagania co do przepustowości pasma i pamięci dysków twardych rejestratorów. Wydajność kodeka H.264 jest blisko 30% wyższa od innego popularnego standardu kompresji MPEG-4 ASP.

Kompensacja światła tylnego (BLC)

Kompensacja światła tylnego (BLC) to jedna z bardziej popularnych funkcji występujących w kamerach przemysłowych. Głównym zadaniem systemu sterowania światłem wstecznym BLC jest eliminacja negatywnego efektu (pierwszy plan obserwowanej sceny staje się ciemniejszy i mało czytelny), który powstaje w sytuacjach gdy kamera jest skierowana w stronę silnego źródła światła. Funkcja kompensacji światła tylnego pozwala na rozjaśnienie obrazu, przez co wcześniej zaciemnione obiekty z pierwszego planu stają się bardziej widoczne i rozpoznawalne. Należy jednak wspomnieć, że działanie funkcji BLC odbywa się kosztem tła, które podobnie jak pierwszy plan zostaje w pewnym stopniu rozjaśnione. Z praktycznego punktu widzenia funkcja BLC znacznie zwiększa skuteczność prowadzonej obserwacji, gdyż pozwala na identyfikowanie obiektów.

Rozszerzony zakres dynamiki (WDR)

Rozszerzony zakres dynamiki (WDR) to funkcja, która od niedawna jest stosowana w kamerach przemysłowych. Funkcja WDR swym działaniem pozwala na rozszerzenie możliwości systemu kompensacji światła tylnego BLC. Zasada działania rozszerzonego zakresu dynamiki WDR polega na analizie naświetlania pojedynczych punktów obrazu, i tym samym pozwala zarówno na rozjaśnianie ciemnych elementów i przyciemnianie zbyt rozjaśnionych stref obrazu. W wyniku działania funkcji WDR otrzymujemy zarówno odpowiednio oświetlone tło, jak i pierwszy plan obserwowanej sceny. Obecnie funkcję WDR można spotkać u większości profesjonalnych kamer przemysłowych CCTV.

Balans bieli (WB)

Funkcja balansu bielu (WB) związana jest z prawidłowym odwzorowaniem przez kamerę wszystkich kolorów względem białej barwy odniesienia. W praktyce kamera bardzo często obserwuje obszary pozbawione tego koloru, przez co następuje przekłamanie wszystkich pozostałych barw. Rozwiązaniem tego problemu jest ustawienia barw odpowiadające sztucznemu czy naturalnemu oświetleniu. Zazwyczaj stosuje się funkcję automatycznego balansu bieli (AWB), w której biały kolor odniesienia odpowiada najjaśniejszemu punktowi obserwowanej sceny, co zapobiega przekłamaniom w odwzorowaniu innych barw.

Automatyczne sterowanie wzmocnieniem (AGC)

Automatyczne sterowanie wzmocnieniem (AGC) odpowiada za zwiększanie czułości podczas pracy przy niższym poziomie oświetlenia. W praktyce należy pamiętać, że wraz ze wzmocnieniem sygnału wizyjnego wzmacniają się także szumu w sygnale. Dlatego zwiększanie czułości za pomocą funkcji AGC możliwe jest jedynie do pewnej wartości, ponieważ gdybyśmy chcieli wzmacniać sygnał w nieskończoność w pewnym momencie szumy całkowicie zakłóciłyby sygnał wideo. Automatyczne sterowanie wzmocnieniem (AGC) należy ustawiać metodą prób i błędów, gdyż tylko wtedy możemy dojść do optymalnego poziomu jakości wyświetlanego obrazu (odpowiedni poziom sygnału wideo do szumów).

Automatyczna migawka (AES)

System automatycznej migawki (AES) to funkcja niezwykle przydatna podczas pracy przy niskim poziomie oświetlenia. Zadaniem funkcji AES jest wydłużenie czasu otwarcia migawki, dzięki czemu uzyskujemy dłuższy czas naświetlenia matrycy przetwornika, co w rezultacie pozwala na wyświetlenie jaśniejszego obrazu obserwowanej strefy. Funkcja automatycznej migawki (AES) posiada pewną wadę, którą jest rozmycie szybko poruszających się obiektów. Innym ograniczeniem tego systemu jest szybkość pracy kamery, bo jak wiadomo czas naświetlenia przetwornika nie może w żadnym wypadku być dłuższy od czasu trwania klatki obrazu.

Ustawienia sygnału wideo i kamery

Wiele profesjonalnych kamer sieciowych IP oferuje możliwość konfigurowania ustawień video. Najczęściej możemy dostosować do własnych wymagań takie ustawienia jak rodzaj transmisji, rozdzielczość przesyłanego obrazu, prędkość transmisji w kl./s, rodzaj kompresji sygnału wideo, zajmowane pasmo oraz wiele innych parametrów związanych bezpośrednio z sygnałem wideo. Dodatkowo w profesjonalnych kamerach przemysłowych mamy możliwość ustawienia innych parametrów pracy związanych z częścią wizualną. Konfiguracji może podlegać m.in.: funkcja balansu bieli, funkcja sterowania światłem tylnym, system automatycznej migawki, wzmocnienie sygnału wizyjnego oraz ostrość obrazu.

Podsumowanie

Zaawansowane techniczne kamery sieciowe IP dają ogromne możliwości w dopasowaniu do zadanych warunków pracy. Dzięki nowoczesnym funkcjom wspomagającym kamery mogą stabilnie i efektywnie pracować w każdych warunkach oświetleniowych. Ponadto, wielu głównych producentów kamer przemysłowych stosuje w nich dodatkowe autorskie rozwiązania, które dają jeszcze większe możliwości w konfiguracji i dopasowaniu urządzeń do panujących warunków. Zatem, można dojść do wniosku, że poziom jakości uzyskiwanych obrazów w dużej mierze zależy od wiedzy i umiejętności konfiguracyjnych instalatora. Należy jednak pamiętać, że każdy produkt jest standardowo dopasowany do typowych warunków użytkowania (np. zastosowanie zewnętrzne). Z tego też względu należy najpierw dobrać kamerę do zadanych warunków, a dopiero później zająć się jej konfiguracją, gdyż nawet odpowiednio skonfigurowane urządzenie przeznaczone do innego zastosowania nie zapewni optymalnej jakości wyświetlanego obrazu.