Основные технические характеристики камер видеонаблюдения

—> Главная
→ Статьи → Выбираем оборудование

→ Как выбрать видеокамеру, ч.2. Характеристики видеокамер.

Вендоры сейчас предлагают огромный выбор камер для видеонаблюдения. Модели отличаются не только общими для всех камер параметрами — фокусным расстоянием, углом обзора, светочувствительностью и т. д.,- но и различными фирменными «фишками», которыми каждый производитель стремится оснастить свои устройства.

Поэтому зачастую краткое описание характеристик камеры для видеонаблюдения представляет собой пугающий перечень непонятных терминов, к примеру: 1/2.8″ 2.4MP CMOS, 25/30fps, OSD Menu, DWDR, ICR, AWB, AGC, BLC, 3DNR, Smart IR, IP67, 0.05 Lux
и это еще далеко не все.

В предыдущей статье мы остановились на видеостандартах и классификации камер в зависимости от них. Сегодня мы разберем основные характеристики камер для видеонаблюдения и расшифровку обозначений специальных технологий, используемых для улучшения качества видеосигнала:

Видеокамера представляет собой устройство, преобразующее световой поток в стандартный видеосигнал, который в дальнейшем транслируется на устройства обработки сигнала (мониторы, записывающие устройства и т.д.).

Основные характеристики камер видеонаблюдения:

Разрешение (ТВЛ)
— параметр, характеризующий детальность изображения, одним словом, чем больше разрешение, чем лучше просматриваются мелкие детали, такие как номер автомобиля, лицо человека. Измеряется в телевизионных линиях (ТВЛ), причем подразумевается разрешающая способность по горизонтали, так как разрешение по вертикали у видеокамер одного стандарта одинаково и ограничено на одном уровне. Черно-белые видеокамеры стандартного разрешения имеют разрешение 380-420 ТВЛ, повышенного разрешения 560-570 ТВЛ, цветные видеокамеры 280-350 ТВЛ, высокого разрешения до 460 ТВЛ, а с цифровой обработкой видеосигнала (DSP) до 560 ТВЛ.

Телевизионные стандарты аналоговых камер:

Тип камеры
Цветные камеры	PAL	~ 540 ТВЛ
Черно-белые камеры	CCIR	~ 600 ТВЛ
День-Ночь камеры	PAL / CCIR	~ 540 ТВЛ / ~ 600 ТВЛ

Чувствительность (люкс)
– минимальный уровень освещенности (в люксах), при котором видеокамера дает распознаваемый видеосигнал. Чем параметр меньше, тем меньше света необходимо камере для того чтобы выдать приемлемую картинку. Для обычных черно-белых видеокамер она составляет 0,4~0,01 люкс (сумерки), для высокочувствительных до 0,00015 люкс (темная ночь), для цветных 0,2~3 люкс.

Особенности выбора беспроводных камер видеонаблюдения, передающих сигнал по Wi-Fi, 3G и GSM сетям

Стоит упомянуть, что чувствительность черно-белых видеокамер затрагивает не только спектр видимого света, но инфракрасную область, что позволяет применять ИК-подсветки в условиях низкой освещенности.

Ориентировочная освещенность объектов.
На улице: безоблачный, солнечный день	Более 100 000 люкс (угол солнца 55°)
Солнечный день, с легкими облаками	70 000 люкс
Пасмурный день	20 000 люкс
Раннее утро	500 люкс
Сумерки	4 люкс
Ясная ночь, полная луна	0.2 люкс
Ясная ночь, неполная луна	0.02 люкс
Ночь, луна в облаках	0.007 люкс
Ясная, безлунная ночь	0.001 люкс
Безлунная ночь с легкими облаками	0.0007 люкс
Темная, облачная ночь	0.00005 люкс
В помещении без окон с искусственным освещением	100 — 200 люкс
Хорошо освещенные помещения, офисы	200 — 1000 люкс

Размер матрицы
— Основным элементом камеры видеонаблюдения является ПЗС — матрица — совокупность ячеек, способных передавать информацию о свете. Размер матрицы меряется по диагонали в дюймах. При выборе камеры следует учитывать, что чем больше размер матрицы, тем больше размеры камеры, но размер матрицы не влияет на качество изображения. Наиболее распространены видеокамеры с размером матрицы 1/2″, 1/3″, 1/4″.

Угол обзора видеокамеры

Угол обзора камеры — параметр, который определяется фокусным расстоянием (f) объектива. Часто этот параметр указывается в градусах. Широкому углу обзора, соответствуют маленькие фокусные расстояния (2,8-5,0 mm). Для наблюдения за удаленными объектами применяют объективы с большим фокусным расстоянием (28,0 – 75,0 mm и более). Имея объектив с широким углом обзора, можно получить хороший панорамный обзор (общую картинку), но вдаль вы будете видеть хуже, мельче, уже не сможете рассмотреть там какие-то мелкие детали. А при использовании длиннофокусных обьективов конечно сужается поле зрения, но вы будете лучше видеть вдаль.

Выбор угла обзора видеокамеры

Первое, что вам необходимо учесть, видеокамеры несколько отличаются от человеческого глаза. Ваш глаз является хоть и не совершенной, но достаточно качественной системой наблюдения. Вы можете с одинаковым успехом смотреть как вдаль, хоть до горизонта, так и различить линии на своей руке. Простым поворотом головы, вы можете посмотреть, что происходит справа от вас или слева. Камера же смотрит прямо (если это не управляемая камера) на ту дистанцию и с тем углом, с которым позволяет фокусное расстояние объектива. Именно по этому, выбор фокусного расстояния — это один из важнейших моментов при подборе оборудования системы видеонаблюдения. Если Вы подбираете объективы с фиксированным фокусным расстоянием, уделите этому особое внимание! Помимо объективов с фиксированным фокусным расстоянием существуют объективы с переменным (варифокальным). Варифокальные объективы позволяют настраивать видимое изображение непосредственно на объекте, кроме того, в будущем Вы имеете возможность изменять угол обзора., но только в заранее выбранном диапазоне. Для более удобного подбора объектива ниже приведена примерная таблица углов обзора и расстояний от камеры до объекта.

Таблица углов обзора и расстояний от камеры до объекта:

2.8 mm	86°	до 19 м	до 1.4 м.	—
2.9 mm	83°	до 20 м.	до 1.45 м.	—
3.6 mm	72°	до 25 м.	до 1.8 м.	—
4.0 mm	67°	до 28 м.	до 2 м.	до 2.6 м.
6.0 mm	48°	до 42 м.	до 3 м.	до 4 м.
8.0 mm	36°	до 56 м.	до 4 м.	до 5 м.
9.0 mm	30°	до 63 м.	до 4.5 м.	до 6 м.
12.0 mm	25°	до 84 м.	до 6 м.	до 8 м.
16.0 mm	17°	до 112 м.	до 8 м.	до 10 м.
25.0 mm	12°	до 175 м.	до 12.5 м.	до 16 м.
50.0 mm	6°	до 350 м.	до 25 м.	до 33 м.
80.0 mm	3.3°	до 560 м.	до 40 м.	до 53 м.
100.0 mm	2.8°	до 700 м.	до 50 м.	до 66 м.
120.0 mm	2.1°	до 840 м.	до 60 м.	до 80 м.

Для видеокамер с размером матриц 1/2″, угол обзора будет примерно на 17-18% больше, а для матриц 1/4 — меньше.

Также стоит отметить, что угол обзора указываемый производителями видеокамер, как правило представлен не по горизонтали, а по диагонали.

Установка камер видеонаблюдения: виды камер, выбор + монтаж и подключение своими руками

Вот наглядный пример применения объективов с разным фокусным расстоянием:

Цветная или черно-белая?

Этот вопрос надо задать первым при проектировании системы видеонаблюдения. Черно-белые камеры имеют более высокую чувствительность, разрешающую способность, позволяют наблюдать объект в инфракрасном (невидимом для глаза) излучении, имеют более низкую стоимость. Основным недостатком черно-белой камеры является то, что невозможно определить цвет объекта. К примеру, голубой и желтый автомобиль на экране монитора будет выглядеть, как абсолютно одинаковый — серый.

Цветные камеры позволяют более точно определить объект наблюдения, например, фишки для игры в казино, купюры, автомобили, одежду, предметы и т.д. Недостатком является более высокая стоимость, невозможность получить качественное изображение в темное время суток, хотя в некоторых цветных камерах (более дорогих) существует режим день/ночь, т.е. камера при низкой освещенности начинает работать в черно-белом режиме.

Некоторые параметры и функций видеокамер, помогающие значительно повысить качество изображения в сложных условиях видимости:

Камера с объективом оснащенным автодиафрагмой (АРД), или камера, позволяющая установку подобного объектива. Принцип работы объектива с автодиафрагмой, такой же как и у нашего глаза. При высокой интенсивности света диафрагма сужается, при низкой — расширяется. Необходимо учитывать, что настройку резкости подобного объектива следует проводить: при полностью открытой диафрагме, при минимальной освещённости (густые сумерки, ночь) или же используя нейтральные светофильтры для уменьшения общей интенсивности потока.

Одним из преимуществ видеокамер над человеческим глазом является то, что камеры могут «смотреть» в инфракрасном освещении (ИК). Для этого используют специальные инфракрасные осветители (ИК-подсветка) с встроенными ИК диодами. Важно знать, что цветные камеры не могут работать совместно с отдельно установленными (не встроенными в камеру) ИК — подсветками. Для работы с ИК — подсветками рекомендуем использовать камеры черно-белого изображения или камеры день/ночь с механическими сдвигаемыми ИК — фильтром (ICR) или электронным режимом (механичесский лучше). В качестве достоинства ИК – подсветки стоит отметить, что камера может «видеть» в абсолютной темноте, в качестве недостатка — изображение будет несколько неестественным. Кроме того, потребление питания данных устройств достаточно высокое. И чем дальше освещает ИК – подсветка, тем выше потребление.

День / ночь (D/N). Принцип действия камер с подобной возможностью достаточно прост. При достаточном освещении — изображение цветное, при недостаточном — черно-белое (с увеличением чувствительности). Различают два основных вида день/ночь. Электронный – при недостаточном освещении камера отключает цветность и все. И единственный положительный результат от подобного действия, пропадают цветные помехи. Механический (ICR) — при недостаточном освещении камера механически сдвигает ИК — фильтр, что позволяет большему количеству света попадать на ПЗС-матрицу, тем самым увеличивая чувствительность камеры.

Камеры, оснащенные механическим ИК — фильтром (ICR) При недостаточном освещении камера механически сдвигает светофильтр, что позволяет ПЗС-матрице воспринимать информацию в ближнем ИК спектре, тем самым увеличивая чувствительность камеры. К подобным камерам, рекомендуется подбирать объективы с ИК-коррекцией.

Алгоритм фильтрации видеошумов, основан на сравнении соседних кадров, выявлении видеошумов и их нейтрализации (фильтрации). Основная задача DNR — получение изображения без видеошумов в условиях недостаточной освещенности. В свою очередь создан более сложный, но и более эффективный алгоритм 3D-DNR . В отличии от предыдущих версий DNR обработка каждого кадра происходит не один раз, а несколько, что позволяет получить кадр более высокого качества. Также хотелось бы уточнить, что при уменьшении шумов снижается размер файла в архиве (при записи). Экономия может составить до 40% при использовании алгоритма JPEG и до 70% в алгоритме MPEG.

Режим Sens-Up, позволяющий в разы увеличить чувствительность видеокамеры, во внештатной ситуации. В штатном режиме видеонаблюдения этот режим не используется. Пример использования: У вас на объекте достаточно освещения для использования камер без дополнительных функций. Но кто-то разбил фонарь, и заменить его в данный момент нет возможности. Варианта два: вы видите перед собой черный экран так, как камере недостаточно освещения, либо перед вами, очень даже неплохое (в условиях полного отсутствия освещения) изображение. Увеличение чувствительности происходит за счет накопления заряда на чувствительных элементах ПЗС-матрицы при медленной скорости срабатывания затвора и дальнейшей обработке.

Другие технические термины:

Функция DIS
(цифровая стабилизация изображения) технология, позволяющая камере видеонаблюдения работать в условиях вибрации. Камера наблюдения, например, на производстве, очень часто поддается вибрациям, в результате чего изображение получается смазанным. Эта функция предотвращает или насколько это возможно, снижает данную проблему.

OSD
– меню (On Screen Display). Дело в том, что на заводе, параметры видеокамер настраивают в среднее (оптимальное) положение. Но так как, на многих объектах средние параметры не являются идеальными, то при использовании камер с OSD – меню вы можете настроить камеру под свои условия. Кроме основных параметров (яркость, контрастность, четкость, день/ночь, цветность, настройка режима затвора, АРУ, BLC и т.д.) в меню присутствуют и дополнительные настройки (детектор движения, «имя» камеры, настройка скрытых зон и др.). Внимание: если с помощью меню вы настроили камеру так, что изображение стало неприемлемым, воспользуйтесь настройкой Reset (сброс ручных настроек и переход к заводским.)

Виды камер видеонаблюдения

Камеры наружного видеонаблюдения – лучшие модели

Модульная камера видеонаблюдения

Имеют, как правило, размеры со спичечный коробок, поставляются производителем без корпуса и могут монтироваться в любые предметы интерьера помещения, стоящего под охраной системы видеонаблюдения. В принципе, в основе практически любой камеры видеонаблюдения лежит такой модуль. Будь то камера стандартного исполнения, купольная, уличная, трансфокатор — если ее разобрать, Вы найдете внутри вот такой модуль.

Цилиндрическая (пальчиковая) камера видеонаблюдения

Камеры видеонаблюдения Миницилиндр пожалуй, самые распространенные из недорогих, но в то же время качественных видеокамер. Отличаются своей миниатюрностью, надежностью, неплохими параметрами и выгодной ценой.

Купольная камера видеонаблюдения

Обычно представляют из себя полусферу, устанавливаемую на потолок в помещении. Как правило, это пластиковый корпус со встроенной внутрь модульной (безкорпусной) видеокамерой.

Видеоглазок

Видеокамера выполненая в специальном корпусе для установки и имитации видеоглазка. Как правило имеют очень широкий угол обзора — до 180 градусов, что делает изображение очень искаженным, а картинку на экране, практически круглым. Впрочем это как и в обычном дверном глазке.

Для скрытой установки (пин-холл) камера видеонаблюдения

Камеры пин-холл
отличаются самыми малыми габаритами и используются для ведения скрытого видеонаблюдения. Могут быть разного исполнения, самое главное тут — объектив (это он называется пин-холл). В настоящее время такие объективы запрещены к ввозу и свободной продаже на территории РФ, однако многие умельцы продолжают активно их использовать (не совсем официально).

Антивандальные камеры видеонаблюдения

Камеры с антивандальными корпусами идеально подходят для систем видеонаблюдения, которые устанавливаются в местах с большим скоплением людей. Как правило, антивандальные видеокамеры уличного исполнения и поэтому они подходят для использования в различных климатических условиях. Большая часть антивандальных камер выполнена в виде купола или полусферы, так как это форма максимально защищает камеру со всех сторон. Корпус купольных антивандальных видеокамер выполнен из удара прочного металла, он дает возможность камере быть устойчивым к внешним воздействиям. Такие камеры могут выдержать даже удар молотком по корпусу. Антивандальные камеры рекомендованы для работы в составе системы видеонаблюдения для жилых зданий, офисных центров, автостоянок, стадионов, музеев и других публичных мест объектов.

Уличные камеры видеонаблюдения

Любая видеокамера, установленная в соответствующий гермокожух с обогревом, либо специальная видеокамера, изначально собранная как пригодная к эксплуатации вне помещений.

Корпусные камеры видеонаблюдения

отдельное устройство, которое может быть использовано в различных условиях, как внутри, так и при использовании гермокожухов с подогревом вне помещения. Для функционирования данной камеры требуется объектив. Другое название — видеокамеры стандартного исполнения. Как правило продаются без объектива.

PTZ видеокамеры или скоростные, роботизированные, поворотные камеры видеонаблюдения

Муляж камеры видеонаблюдения

Муляж видеокамеры, при своей относительной дешевизне, в отдельных случаях, может очень эффективно применяться для уменьшения потерь магазинов и отпугивания потенциальных злоумышленников. Как правило выполнены в виде настоящей видеокамеры с корпусом из пластика. Иногда дополняются моргающими светодиодами, датчиками движения и моторизированным управлением.

Условия работы видеокамеры

При работе видеокамеры в помещении необходимо подумать лишь о том, как установленные камеры впишутся в интерьер помещения и какая с них выйдет картинка. Надо определить, где камеру необходимо установить скрыто, а где в специальных декоративных кожухах. В любом случае необходимо стремиться к тому, чтобы установленные телевизионные камеры не отвлекали сотрудников от их работы, а жильцов дома не стесняли в действиях.

Другое дело, если камера должна устанавливаться на улице. А улица в российских условиях это большие колебания температуры от -40 до +50 °С, высокая влажность, большие колебания освещенности. Не стоит забывать и возможность физического уничтожения или даже кражи самой камеры.

Для компенсации жестких климатических условий на улице, находящихся за границей работоспособности видеокамеры, применяются специальные климатические кожухи (термокожух или гермокожух).

Для защиты видеокамеры от вандализма применяются специальные кожуха изготовленные из высокопрочных сплавов, с бронированным стеклом. Такие кожуха могут также содержать необходимые термоустройства.

Тип установки

Скрытая или обычная установка. Для скрытого видео-наблюдения используются миниатюрные бескорпусные камеры с диаметром объектива 1-2 мм (так называемые объективы pinhole), которые могут устанавливаться в стенах, входных дверях, предметах интерьера. Эти камеры абсолютно незаметны для постороннего глаза и защищены от вандализма. Могут быть закамуфлированные под пожарные или инфракрасные датчики. На данный момент скрытая установка камер видеонаблюдения запрещена законом РФ. В случае, когда нет необходимости скрывать факт видеонаблюдения применяются обычные корпусные или бескорпусные камеры видеонаблюдения.

Аналоговые и сетевые (IP) камеры наблюдения

По способу передачи видеосигнала камеры наблюдения делятся на две группы: аналоговые и сетевые. Аналоговые камеры передают видеосигнал по коаксиальному кабелю и подключаются к системе наблюдения через BNC-разъем. Некоторые из них оснащены встроенным передатчиком видео по витой паре или оптоволокну – это позволяет передавать видеосигнал на большие расстояния без промежуточных усилителей.

IP-камеры не только формируют видеосигнал, но также оцифровывают его. Хотя точнее было бы сказать, она его не децифрует, т.е. изображение в электронном виде полученное с матрицы так и остается цифровым, только обрабатывается и сжимается (в MPEG-4, M-JPEG, H.264 и т.д.) и передают по LAN/WAN через сетевой порт Ethernet. Поскольку IP-камеры наблюдения, как правило, имеют встроенный веб-сервер, изображение с них можно просматривать в окне стандартного веб-браузера (Internet Explorer). Качество видеоизображения, которое давали первые цифровые камеры, оставляло желать лучшего, а ассортимент включал только стационарные цветные телекамеры, поэтому многие инсталляторы предпочитали использовать аналоговые камеры, подключаемые через видеосерверы. В настоящее время, почти для любой аналоговой камеры, можно найти полноценную замену из группы IP-камер.

Поделиться в соц. сетях

В современных камерах видеонаблюдения в качестве преобразователя света в электрический сигнал применяются приборы с позарядовой записью (ПЗС), составляющие основу ПЗС-матриц. На сегодняшний день большинство видеокамер производится на основе матриц Sony, Panasonic, Sharp, LG, Samsung.

Формат матрицы (дюйм)
— размер диагонали матрицы в дюймах, определяющий угол зрения при использовании объектива c тем или иным фокусным расстоянием. Наиболее распространены камеры видеонаблюдения с форматами 1/2″, 1/3″, 1/4″. Чем больше формат матрицы, тем больше размеры камеры, причем размеры матрицы ни коим образом не влияют на показатели качества изображения.

Разрешение (ТВЛ)
— параметр, характеризующий детальность изображения, одним словом, чем больше разрешение, чем лучше просматриваются мелкие детали, такие как номер автомобиля, лицо человека. Измеряется в телевизионных линиях (ТВЛ), причем подразумевается разрешающая способность по горизонтали, так как разрешение по вертикали у видеокамер одного стандарта одинаково и ограничено на одном уровне (400 ТВЛ для стандарта CCIR/PAL и 330 ТВЛ для EIA/NTSC). Черно-белые камеры видеонаблюдения стандартного разрешения имеют разрешение 380-420 ТВЛ, повышенного разрешения 560-570 ТВЛ, цветные камеры 280-350 ТВЛ, высокого разрешения до 460 ТВЛ, а с цифровой обработкой видеосигнала (DSP) до 560 ТВЛ по S-VHS выходу. Подробнее можно прочитать в статье «ТВЛ в камерах видеонаблюдения»

Чувствительность (люкс)
– минимальный уровень освещенности (в люксах), при котором камера видеонаблюдения дает распознаваемый видеосигнал. Это наиболее запутанный параметр, поскольку не существует четкого определения. Наиболее чаще под чувствительностью подразумевают минимальную освещенность на объекте, измеряемую при светосиле объектива 1,4. Для обычных черно-белых камер она составляет 0,4~0,01 люкс (сумерки), для высокочувствительных до 0,00015 люкс (темная ночь), для цветных 0,2~3 люкс. Иногда производители указывают минимальную освещенность на матрице, которая в 10 раз выше

Комплекты видеонаблюдения с Aliexpress.com
Комплекты видеонаблюдения с Aliexpress.com при том же качестве, имеют цену в полтора, два раза ниже. Если хотите ознакомиться перейдите по ссылке: Комплекты видеонаблюдения с Aliexpress.com

Отношение сигнал-шум (дБ)
— выражает соотношение амплитуд видеосигнала и шума в логарифмической шкале. S/N=20 log (видеосигнал/шум). Одним словом S/N=50 дБ говорит о том, что амплитуда видеосигнала больше амплитуды шума в 316 раз. Это позволяет наблюдать четкую картинку, при значении S/N=40 дБ заметны мелкие помехи, особенно в условиях низкой освещенности. При S/N=20 дБ на экране уже будет сплошная «рябь».

Электронный затвор (сек)
— иным словом время экспозиции матрицы, обеспечивающая среднюю яркость изображения в динамически изменяемой световой обстановке. Это достигается за счет времени накопления заряда в ячейках ПЗС-матрицы, которое при ярком освещении может достигать 1/100000 сек, таким образом, имитируя автодиафрагму объектива. Нормальное и максимальное значение время экспозиции матрицы для сигнала CCIR/PAL составляет 1/50 сек, для EIA/NTSC 1/60 сек.

Напряжение питания
видеокамер обычно составляет 12В постоянного тока, либо 24/220B переменного.

Синхронизация
камер видеонаблюдения бывает 3-х типов. В большинстве случаев применяется внутренняя кварцевая синхронизация. В некоторых случаях в камерах, питающих переменным током используется синхронизация Linelock, а питающих постоянным напряжением — внешняя синхронизация.

Компенсация заднего света (BLC)
— аппаратная функция, позволяющая наблюдать за объектом, находящимся на фоне яркого света.

Цифровая обработка видеосигнала (DSP)
в камерах видеонаблюдения позволяет значительно расширить динамический диапазон, применять детектор движения, осуществлять переключение режима «день-ночь», черно-белого и цветного режима, применить функцию PTZ (ZOOM, смещение зон наблюдения).

Дополнительную информацию об основных характеристиках видеокамер можно прочитать в статье:Основные настройки видеокамер. OSD-меню.