Качество изображения – это не только разрешение
В рубрику «Видеонаблюдение (CCTV)» | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Качество изображения в конечном итоге является главным фактором получения достоверной информации при видеонаблюдении. Вместе с тем изображение в системах видеонаблюдения всегда существенно уступало по качеству системам технического и широковещательного телевидения. А теперь – и любительского, бытового видео
Николай Чура
Технический консультант компании «Фирма «Видеоскан»
Отрасль видеонаблюдения всегда была в некотором роде «бедным родственником» и питалась «остатками со столов» технического наблюдения и широковещательного телевидения. Кроме экономических причин, у всех направлений совершенно разные задачи и условия применения. В техническом и вещательном телевидении всегда создается освещение, требуемое для получения максимально качественного изображения. Такой важнейший параметр, как чувствительность или минимальная освещенность, там просто не фигурирует.
Информативность и качество
Видеонаблюдение в интересах безопасности, к сожалению, не может позволить себе обеспечения максимального освещения. Охранное наблюдение должно осуществляться практически при любой освещенности и в самых разнообразных климатических и погодных условиях. К тому же, применять какое-то дополнительное освещение зачастую неэффективно, а иногда и недопустимо. Другими словами, какое-то изображение должно быть, хотя бы для обнаружения объекта наблюдения.
Основной тренд последних лет – это рост разрешения изображений, особенно в бытовом телевидении, видеосъемке и фотографии. Стремление к мегапиксельности имеется и в видеонаблюдении. Однако несколько забывается, что качество изображения, а соответственно – его информативность при разных условиях освещения, – зависит еще от чувствительности камер и адекватной передачи контраста и цвета. При этом, учитывая современное многократное преобразование аналоговой формы представления в цифровую и обратно, сжатие изображений для хранения и передачи, изменения форматов в тракте видеонаблюдения, необходимо минимизировать и неизбежные артефакты.
Разрешение – синоним качества?
Мегапиксельные изображения, можно сказать, уже завоевали видеонаблюдение. Причем во многих случаях это формат 16:9 бытового, то есть в каком-то смысле художественного телевидения. Размер и ширина экрана увеличивают «силу впечатлений», несмотря на то, что края экрана, как правило, просматриваются боковым зрением и просто усиливают это впечатление.
Видеонаблюдение работает по другим принципам. Здесь картинка должна просматриваться целиком и анализироваться сразу. Причем реальное погонное разрешение из-за возросшей ширины кадра не всегда значительно превышает стандартное CCTV. Например, для формата HD это от 25% для вертикали и до 30% по горизонтали. Для формата FullHD – уже более чем в два раза. По сути, только кратное (кардинальное) увеличение разрешения ощущается как улучшение качества. Более существенным фактором улучшения является переход на прогрессивную развертку, снимающую проблему интерлейсинга. При повсеместном переходе на «компьютерные» мониторы VGA в регистраторах и компьютерных системах этот эффект стал неизбежен.
Причиной является различие чересстрочного формата получения и прогрессивного формата вывода изображений. Но за прогрессивную развертку приходится платить объемами хранения и передачи видео, сложностью и стоимостью оборудования.
Появление HD с аналоговой передачей сигнала (HD-CVI, AHD и HD-TVI) с более низкой стоимостью, чем цифровые системы IP- или HD-SDI, дает некоторые надежды на массовый переход к прогрессивному сканированию и высокому разрешению в видеонаблюдении. Тогда можно было бы смириться и с избыточной шириной кадра, и меньшей, чем у CCD, чувствительностью CMOS-матриц. Однако пока стоимость устройств формата FullHD довольно высока, но, как отмечалось выше, только в нем мы имеем кардинальное и отчетливо заметное увеличение разрешения.
Типовое CCTV и качественное видео
Классическое CCTV все еще весьма востребовано и может эффективно решать практически все типовые задачи видеонаблюдения. Что обеспечивается, прежде всего, многокамерностью систем.
Более того, это же является фактором повышения как технологической надежности, так и надежности получения информации при изменении условий наблюдения.
Рассмотрим факторы улучшения качества изображения стандартного CCTV на основе распространенного сейчас формата 960H, предложенного SONY несколько лет назад. Он обеспечивает реальное горизонтальное разрешение до 600 ТВЛ в цвете при стандартном вертикальном разрешении 450–430 ТВЛ.
В современных аналоговых телевизионных камерах в основном применяются высокочувствительные ПЗС-матрицы (CCD) цветного изображения с технологий Super HAD II EXview HAD II или их клоны.
В последние два года предложены аналоговые камеры с CMOS-матрицами 1,3 Мпкс, имеющие стандартный композитный выход чересстрочного формата 960Н. Благодаря исходной избыточности разрешения сенсора эти модели обладают несколько большим горизонтальным разрешением в сравнении со стандартной комбинацией 960H-Effio. Однако реальные результаты весьма далеки от заявленных 1200 ТВЛ.
Кроме того, односторонний рост разрешения по одной координате (горизонтали) не улучшает качества изображения.
Несмотря на огромные успехи в совершенствовании технологии CMOS, CCD все еще более чем в 2,5 раза превосходят по чувствительности даже лучшие образцы CMOS-матриц Exmor. К сожалению, новейшая технология Exmor R с обратной засветкой и характеристиками, уже совсем близкими CCD, в основном используется в мобильных устройствах. Сравнительные характеристики сенсоров приведены в таблице.
В камерах с СMOS-матрицами снижение чувствительности обычно компенсируется большей глубиной АРУ и незначительным накоплением по умолчанию в 2–4 раза. Воспользоваться глубокой АРУ в современных камерах позволяет широкое применение цифровых систем шумоподавления 2DNR и 3DNR, которые также включены по умолчанию. В результате реальное значение минимальной освещенности, при которой камера дает приемлемое изображение, уменьшается.
Значение контраста и цвета
Сейчас практически все видеонаблюдение стало цветным.
Общеизвестно, что контраст цветного изображения, даже при не совсем правильной цветопередаче, выше черно-белого. Это обусловлено одинаковой яркостью красных и синих составляющих спектра. На рис. 1 показана кривая видности глаза и повторяющая ее спектральная характеристика сенсора по яркости. При недостаточной освещенности в цветных камерах практически повсеместно используется ночной режим с расширением спектрального диапазона чувствительности в область ИК-излучения (ICR).
Общим трендом становятся технологии получения цветного изображения при минимальной освещенности, то есть в ночном режиме. Эти технологии имеют разные торговые названия, но используют единые принципы одновременной работы систем ICR, AGC, DNR и DSS (Sens-Up) с сохранением цвета. На рис. 2 представлен пример подобного изображения в сравнении с изображением типовой телекамеры.
Освещение и улучшение качества
Качественное изображение неизбежно предполагает хорошую освещенность, хотя бы не менее 200–100 лк.
Естественно, изображение можно получить и при меньших значениях, но снижается его цветность и растут шумы АРУ, ухудшая разрешение. В ночное время желательно использовать искусственное освещение, предпочтительно видимого спектра, особенно для камер цветного изображения.
В настоящее время очень популярны телекамеры со встроенной ИК-подсветкой. В современных наружных камерах практически устранена внутренняя засветка объектива через защитное стекло. Здесь используются бленды и раздельные иллюминаторы. Такая проблема еще несколько актуальна для купольных камер с подсветкой через тот же купол. Правда, сейчас появляются конструкции с составными поликарбонатными куполами по зонам наблюдения и подсветки. К сожалению, это эффектное техническое решение сводит на нет относительную скрытность наблюдения купольной камерой, когда не видно направление визирования.
Еще более серьезная проблема прямой засветки от встроенного осветителя имеется в купольных поворотных камерах, где даже бленды практически не применимы.
По необходимости такие камеры постепенно возвращаются к уже «забытым» поворотным системам с обилием скользящих сочленений, подверженных проникновению влаги и размораживанию по сравнению с классическими купольными поворотными камерами. Эта эволюция представлена на рис. 3.
Даже учитывая большое удобство монтажа и настройки камер со встроенной подсветкой, для улучшения качества изображения необходимо настоятельно рекомендовать применение отдельных осветителей. Для наружных камер это обеспечивает высокое качество изображения при сложных атмосферных условиях и длительных сроках эксплуатации, когда загрязнение иллюминатора приводит к существенному увеличению обратной засветки объектива. Отдельные осветители позволяют встречное визирование камер, а для внутреннего наблюдения создают более равномерное освещение зон наблюдения.
Только кратное (кардинальное) увеличение разрешения ощущается как улучшение качества. Более существенным фактором улучшения является переход на прогрессивную развертку, снимающую проблему интерлейсинга
Доставка изображения без потерь
При передаче композитного видеосигнала нежелательно применять дешевые и суррогатные кабели, которые зачастую представляют собой просто экранированные провода.
А если и применять, то только для линий не более 30–40 м.
При существенном снижении контраста и четкости изображения следует использовать магистральные усилители в начале линии, а не в ее конце. Нормирующие усилители с максимальным выходом 1,3–1,5 В здесь совершенно не подходят. В любом случае необходимо обеспечить на входе цифрового регистратора номинальный уровень видеосигнала (1В р-р). Только в этом случае не будет снижения контрастности и количества градаций яркости.
Применяя для передачи композитного сигнала витую пару как наиболее дешевый вариант помехозащищенной передачи, не надо использовать ее на предельной заявленной дальности. Иначе потребуется максимальная частотная коррекция, которая даже при амплитудно-частотной линейности не всегда обеспечивает линейную фазочастотную характеристику.
Фазовые искажения приводят к неустранимым артефактам, особенно на цветном изображении. При этом предпочтительно поделить линию на части по 100–300 м, в зависимости от типа оборудования.
Регистрация и просмотр без потери качества Современные аналоговые системы строятся на базе видеокамер чересстрочной развертки и видеорегистраторов с популярным выходом VGA или HDMI на LCD-монитор с прогрессивным изображением. Целесообразно устанавливать камеры так, чтобы минимизировать поперечное движение предполагаемых объектов наблюдения. В этом случае можно обеспечить максимальное разрешение при записи, используя оба полукадра изображения с минимальным интерлейсингом.
Даже учитывая большое удобство монтажа и настройки камер со встроенной подсветкой, для улучшения качества изображения необходимо настоятельно рекомендовать применение отдельных осветителей
Для улучшения качества изображения необходимо всегда применять минимально возможное сжатие. Экономию объема архива лучше обеспечивать снижением частоты кадров записи.
Неискаженная передача контраста, то есть градаций яркости, обеспечивается амплитудной линейностью всего тракта. Популярные, да и почти единственно доступные сейчас, LCD-мониторы имеют исходную линейную амплитудную характеристику (гамма около 1).
В этом случае линейность амплитудной характеристики системы обеспечивается камерами с гамма-коррекцией, близкой единице. Если применяются камеры с типовой гамма-коррекцией 0,45 (для CRT-монитора), желательно иметь корректор в регистраторе или мониторе с коэффициентом близким 2,2. Формирование сквозной линейной амплитудной характеристики типовой CCTV с CRT-монитором представлена на рис. 4.
Разрешение изображения в системах охранного видеонаблюдения, безусловно, будет увеличиваться. И за это придется заплатить не только стоимостью оборудования. Причем многие вышеперечисленные требования справедливы и для цифровых мегапиксельных систем.
Опубликовано: Журнал «Системы безопасности» #6, 2014
Посещений: 16157
Автор
| |||
И.Технический консультант ООО «Система СБ» и ООО «Микровидео /Группа».В рубрику «Видеонаблюдение (CCTV)» | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Качество фотографий, фотопечать, печать фото
Фотолаборатория и фотопринтер
стоимость, хранение, качество, ощущения
«Фoтография – это физическая, осязаемая связь с каким-либо моментом истории,
точка откровения и артистическое рождение»
Том Энг. (Фотограф, автор книг, известный специалист в области цифровой обработки фотографий)
Стоимость
Стоимость выше, выход фотографии дороже, за счет использования фотохимии и фотобумаги FujiFilm. Данные расходные материалы почти втрое дороже, чем материалы на фотопринтер.
Стоимость
Низкая стоимость отпечатка.
Снимки выходят дешевле за счет использования краски на водной основе Hameleon, цена фотобумаги значительно ниже.
Качество
В фотолаборатории предусмотрена автоматическая цветокоррекция, вы получите точное попадание в цвет. Цвета получаются мягкие, натуральные и приятные. Хорошая детализация отпечатка.
Качество
Дателизация значительно выше, в режиме RPM достигается 5760dpi, при условии использования подходящих типов бумаг. Фотографии контрастные, сочные, яркие.
Хранение
При архивном хранении фотографии хранятся свыше 100 лет. Им не страшно попадание влаги на лицевую поверхность. Такие фотографии увидят многие поколения, для них не критично воздействие ультрафиолетовых лучей.
Хранение
В фотопринтерах используется краска на водной основе — она со временем выцветает/выгорает. Таким фотографиям страшен ультрафиолет. Срок хранения фотографии при солнечном свете значительно уменьшается.
Тактильные ощущения
Такие фотографии приятно держать в руках, это действительно классическое фото.
Фотографии не скручиваются, хорошей плотности. Мягкие цветовые оттенки.
Тактильные ощущения
В сравнении с классическими фотографиями, отпечатанными на фотолаборатории, данный тип фотографий не столь приятен на ощупь.
Чтобы выбрать фотографии со своего компьютера нажмите кнопку ниже. Допустимые форматы: .jpg, .jpeg, .png
Если фотографий много (более 50), то лучше загрузить их архивом. Допустимые форматы архивов: .zip, .rar
Ваши фотографии успешно загрузились на сервер
Войдите в личный кабинет и перенесите загруженные фотографии в альбом или распечатайте их.
Если вход не будет выполнен в течение 24 часов, загруженные фотографии удалятся.
У нас самая простая регистрация. Потратив пол минуты, Вам станут доступны такие возможности, как сохранение фотографий в альбомах, история заказов и многое другое.
2 Загрузка
Чтобы начать загрузку фотографий на сервер нажмите «Сохранить» (), чтобы отменить загрузку всех фотографий и закрыть данное окно нажмите «Отменить все загрузки» ().
Фото высокого качества — Etsy.de
Etsy больше не поддерживает старые версии вашего веб-браузера, чтобы обеспечить безопасность пользовательских данных. Пожалуйста, обновите до последней версии.
Воспользуйтесь всеми преимуществами нашего сайта, включив JavaScript.
Найдите что-нибудь памятное, присоединяйтесь к сообществу, делающему добро.
( 1000+ релевантных результатов, с рекламой Продавцы, желающие расширить свой бизнес и привлечь больше заинтересованных покупателей, могут использовать рекламную платформу Etsy для продвижения своих товаров. Вы увидите результаты объявлений, основанные на таких факторах, как релевантность и сумма, которую продавцы платят за клик. Узнать больше. )
Многие люди, кажется, зацикливаются на настройке DPI (точек на дюйм) или PPI (пикселей на дюйм) в цифровой фотографии как мере качества этих фотографий. Чтобы внести ясность, настройка DPI/PPI в цифровой фотографии не имеет НИЧЕГО общего с качеством цифрового изображения! Разрешение цифрового изображения равно его пикселям (обычно выражается в мегапикселях).ИЦП бумажного отпечатка ЯВЛЯЕТСЯ показателем качества (отпечатка на бумаге, а не цифровой фотографии) — но это не имеет ничего общего (в реальном мире) с настройкой DPI / PPI на фотографии. Смущенный? Читай дальше.
Если вы читали разделы «Что такое цифровая фотография» и «Что такое фотография с высоким разрешением», то знаете, что существует четыре основных фактора, определяющих качество изображения: 1) Размер (в пикселях) изображения.В игру вступают и некоторые другие факторы, но перечисленные выше являются основными факторами, определяющими общее качество исходной цифровой фотографии. Размер цифровой фотографии измеряется в пикселях (наименьший цветовой компонент фотографии). Две фотографии выше имеют абсолютно одинаковый размер, 300 пикселей в ширину и 225 в высоту, и обе были сохранены с качеством JPEG 75. Несмотря на то, что их DPI были установлены на совершенно разные значения, фотографии идентичны по качеству ( пиксели не меняются). Итак, что такое DPI и почему так много людей зацикливаются на этом? DPI — это сокращение от Dots Per Inch, и на самом деле это относится к количеству точек принтера на дюйм. В наши дни, когда он используется в фотопрограммах, это означает PPI, то есть количество пикселей на дюйм. Если пиксели изображения не изменяются, то оно имеет такое же цифровое разрешение, независимо от того, какое число установлено в настройках DPI/PPI фотографии. Одним из факторов качества печати на бумаге является то, что на принтер подается много пикселей на дюйм, число от 200 до 300 обычно считается «фотографическим качеством» при просмотре на расстоянии вытянутой руки. Но это качество, PPI, определяется количеством пикселей в изображении, а не числом, указанным в разделе настроек DPI/PPI. Частично путаница (и миф) вызвана тем фактом, что настройка PPI может (и используется некоторыми) для определения размера печати на виртуальной бумаге. Число DPI/PPI на фото — это просто иногда удобный коэффициент пересчета. Печать на всех современных домашних принтерах и большинстве современных коммерческих принтеров включает переназначение фотографии, преобразование пикселей фотографии в печатные точки. Это не делается один к одному, один пиксель не равен одной точке принтера. В качестве иллюстрации цифрового разрешения две фотографии, показанные выше, каждая шириной 300 пикселей, будут напечатаны на бумаге одинакового размера с одинаковым качеством, даже если для одной установлено значение 10 dpi/ppi, а для другой — 1000 dpi/ppi. . Если бы они оба были напечатаны на 6-дюймовой бумаге, они оба печатали бы с разрешением 50 пикселей на дюйм. Таким образом, когда кто-то спрашивает у вас фотографию ### dpi, он на самом деле имеет в виду цифровое изображение с достаточными размерами в пикселях, чтобы соответствовать требованиям по количеству пикселей на дюйм (обычно 300 ppi) при размерах печатного изображения. . Более подробное обсуждение этого вопроса см. в статье «Чего на самом деле хотят типографии». Неважно, какое число указано в настройках DPI/PPI фотографии — важно, чтобы на цифровой фотографии было достаточно пикселей, чтобы удовлетворить их минимальное требование PPI. Следует отметить, что производители камер, такие как Canon, правы, они правильно относятся к цифровому разрешению как к размеру фотографии в пикселях.
Ужасная ошибка DPI Вот сценарий — типография/графический дизайнер/журнал запрашивает у клиента фотографию с разрешением 300 dpi. Они хотят распечатать его размером 5 x 7 дюймов. У клиента уже есть красивая цифровая фотография с размерами 2048 x 1536 пикселей. Клиент замечает, что программное обеспечение для редактирования фотографий показывает, что фотография настроена на 72 dpi. Итак, выполняя заказы, клиент вводит 300, чтобы сбросить dpi до 300. При этом изображение передискретизируется и увеличивается более чем в 4 раза до размеров 8533 x 6400 пикселей. Клиент отправляет это увеличенное фото с разрешением 300 dpi. Типография/графический дизайнер/журнал отвергают его (слишком зернистый, слишком цветной). Клиент раздавлен. Печально то, что у клиента уже была идеальная фотография (2048 x 1536 при 72 dpi), которая была бы красиво напечатана в формате 5″ x 7″ (при 292,6 ИЦП).  Типография/графический дизайнер/журнал не знали, чего они на самом деле хотят — см. «Чего на самом деле хотят типографии», а клиент не знал, как изменить DPI без изменения размера изображения, чтобы дать типографии то, что они ошибочно считают нужным. — посмотреть, как изменить DPI. Итак, какое мне дело до DPI? Некоторые программы, такие как текстовые процессоры и программы для настольных издательских систем, используют DPI изображения для установки размера изображения по умолчанию. Например, изображение шириной 1200 пикселей с разрешением 200 точек на дюйм будет загружено в такую программу размером 6 дюймов. Все современные программы позволяют легко визуально изменить размер такого изображения, но может быть удобно установить DPI изображений, которые вы планируете использовать в таких программах, равным DPI, который будет соответствовать приблизительному размеру бумаги, который вы планируете использовать для этого изображения. Итак, если у вас есть изображение размером 2100 пикселей, которое вы хотите в документе шириной 3 дюйма, установите DPI на 700. Обратите внимание, всегда устанавливайте DPI без повторной выборки изображения. См. страницу под названием «Изменение DPI цифровой фотографии». Сканирование — учитывается DPI Слово предупреждения Точек на дюйм принтеров В процессе печати качество вывода зависит от количества цифровых данных, переданных в процесс преобразования (PPI), качества программного обеспечения принтера (алгоритмы переназначения, используемые программным обеспечением принтера), физических атрибутов принтера (типы печатающих головок, качество чернил и т. д.) и качество бумаги. Номинальный DPI многих бытовых струйных принтеров находится в диапазоне +1000. Итак, для хорошей печати важен не только номинальный DPI принтера. Это то, как принтер выполняет процесс преобразования и как он затем передает его на бумагу. Итак, при покупке принтера не просто читайте спецификации, а читайте обзоры, в которых рассматривается качество печати. Если у вас есть хороший принтер и вы получаете достаточное количество пикселей на дюйм цифровой фотографии хорошего качества, вы получите отпечаток хорошего «фотографического качества» (дополнительную информацию см. Качество фотографий: Улучшить Качество Фото Онлайн Бесплатно Пролистать наверх
| ||||||||
цифровое изображение. 
Это в основном все, что есть — это 5-байтовая (очень маленькая) строка в заголовке файла цифровой фотографии. На самом деле это не часть изображения, он ничего не делает в файле фотографии (он никоим образом не меняет цифровую фотографию), но некоторые программы будут использовать его для установки размеров бумаги (в дюймах или сантиметрах).
Если вам нужно изменить размер фотографии, не используйте для этого DPI, измените пиксели (см. раздел «Изменение размера»).
Настройка DPI сканера относится к окончательному размеру сканируемого изображения в пикселях. Если вы поместите на сканер фотографию размером 5 x 7 дюймов и отсканируете ее с разрешением 300 dpi, результирующее цифровое изображение будет размером 1500 x 2100 пикселей (5 x 300 = 1500 и 7 x 300 = 2100). В этом случае DPI относится к качеству, поскольку чем выше значение DPI сканера, тем больше информации собирается. Имейте в виду, что несмотря на то, что 200 точек на дюйм = качество фотографии, при сканировании следует использовать минимум 200 точек на дюйм. Наилучшие результаты для бумажных фотографий обычно достигаются в диапазоне от 300 dpi (достаточно для большинства фотографий) до 600 dpi (если вы хотите увеличить изображение). Полное обсуждение см. на странице сканирования.
(например, Adobe Photoshop). См. страницу под названием «Изменение DPI цифровой фотографии».
Предупреждение, связанное с этим числом, заключается в том, что оно представляет собой смешанную точку (наложение одной «точки» разными цветами для создания необходимого цвета). Между пикселем цифрового изображения и «точкой» принтера нет прямой связи, но обе они играют роль в качестве вывода. Если вы поставите 50 пикселей на дюйм на принтер, печатающий 1200 точек на дюйм, вы не получите хорошего отпечатка. Верно и обратное: если вы передаете 1200 пикселей на дюйм принтеру с 50 точками на дюйм, вы также не получите хорошего отпечатка.