agc в видеокамере что это такое
Появление яркого источника света в поле зрения обычной видеокамеры или устройства для видеонаблюдения приводит к засветке. Объекты, находящиеся даже на небольшом расстоянии, будут выглядеть лишь силуэтами (при сильном освещении) или станут различимы лишь их общие черты, без мелких деталей (при менее ярком свете).
Функция AGC, или автоматической регулировки освещения (АРУ), предназначена как раз для улучшения качества изображения при недостаточном или чрезмерном освещении.
С помощью АРУ удается вести съемки даже в неблагоприятных условиях — например, когда объектив камеры повернут в сторону солнца, или напротив — если света недостаточно. Как правило, при установке устройств для наружного наблюдения, заранее определяются более и менее освещенные зоны.
Бывает и такое, что по условиям технического задания нельзя поставить видеокамеру в тень. Например, когда из-за этого сократится угол обзора, какие-то важные объекты (ворота, двери) останутся вне поля зрения.
По типу, технология в разных устройствах может отличаться:
Для импульсного, непостоянного сигнала;
Для непрерывного потока света.
Также АРУ подразделяют на усиленно-задержанную, простую и задержанную.
АГС используется совместно с другими функциями, позволяющими уменьшить потери качества изображения до приемлемых значений. Эффективность работы технологии AGC зависит от матрицы камеры, уровня освещения на территории, расстояния до объектов, попадающих в кадр, и других параметров.
Принцип работы
В общем виде АРУ проявляет себя следующим образом:
При попадании света в объектив камеры определяется его уровень;
Если величина нагрузки на отдельные пиксели матрицы не соответствуют установленным в настройках нормам (например, ниже них), сигнал автоматически усиливается;
Изображение с устройства по кабелю (wi-fi, иным способом) поступает оператору, или записывается на жесткий диск;
При просмотре записи или видео в реальном времени картинка будет отображаться уже в обработанном виде — то есть, без засветки или темных областей.
Нужно понимать, что существуют пределы усиления, напрямую завязанные на фактический уровень света в месте монтажа камеры, и возможности ее матрицы. В большинстве камер, оснащенных функцией АРУ, свет максимум усиливается до 10 раз. Если параметр будет увеличен, повысится и уровень помех на экране. Проблема частично решается за счет оборудования с большей светочувствительностью и лучшим разрешением.
Где используется AGC
Что значит AGC для внутреннего и наружного видеонаблюдения? Это возможность вести запись «в цвете» при неравномерном распределении освещения, его недостаточном уровне. Не всегда удается удачно расположить дополнительные осветительные приборы или запустить инфракрасную подсветку территории.
Варианты использования АРУ:
Для уличного видеонаблюдения — хорошо проявляет себя в сумерках, когда инфракрасная подсветка дала бы изображение худшего качества;
Внутри помещений с плохой освещенностью — складах, коридорах, на лестничных площадках.
Технология встречается сегодня практически во всех камерах, помогая вести качественную съемку не в самых удачных условиях. Если ваша система слежения выдает в полутьме более яркую картинку объекта, чем он есть на самом деле — знайте, что это AGC выполняет свои функции.
Настройка коэффициента усиления(AGC)
Рассматривая технические характеристики камер видеонаблюдения производства компании Microdigital, сразу сталкиваешься с таким параметром как AGC. На моделях типа MDS-H309-2H отмечается, что такая функция присутствует. Однако если читать описание подробно, то можно столкнуться с тем, что лучшие показатели в камеры именно при отключении этой особенности. Поэтому выбирая устройство для организации системы наблюдения очень важно понимать, что собой представляет AGC и где эта функция может понадобиться.
Что такое AGC?
В расшифровке AGC читается как Automatic Gain Control. Поэтому данную функцию можно назвать еще и автоматической регулировкой усиления. Она была разработана для выравнивания сигнала, после его прохождения через усилитель. Фактически она помогаете уравнять частоту на выходе по определенным параметрам.
Работа AGC может быть представлена в виде своеобразного фильтра. Слабый сигнал он старается увеличить, хотя бы на небольшое значение, а вот слишком сильный сигнал, он урезает. В итоге весь поток данных имеет один уровень усиления.
Применение AGC в видеонаблюдении
Функцию AGC используют для получения равномерной записи сигнала. В течении длительного использования камеры освещение меняется. На это влияет время суток, приближение или удаление объекта, а также использование дополнительных источников света. Даже плавные перепады уровня сигнала отрицательно сказываются на самой записи, а в некоторых случаях они нуждаются в обязательной регулировке, поскольку четкость изображения не позволяет различать не только людей, но и предметы.
Использование AGC практически полностью устраняет необходимость производить ручную настройку. Никакие источники освещения не отразятся на работе устройства, а камера сама выполнит корректировку в оптимальных параметрах.
На каких камерах реализована система AGC?
Камеры используемые внутри помещения обычно не нуждаются в функции AGC. Однако если на объекте наблюдения будут присутствовать источники яркого света, то следует искать модели с данной особенностью. К таким помещениям обычно относят концертные залы или фотостудии.
Чаще всего данная функция нужна на камерах наружного наблюдения. Ее применение обусловлено ровным типом съемки при резком возникновении сильного источника света.
Варианты реализации схем AGC
Выделяют три варианта реализации функции AGC.
Простой — когда весь поток данных проходит через своеобразный фильтр. Выравнивание при этом осуществляется на невысоком уровне.
Усиленно-задержанный. Самый эффективный способ реализации AGC. Он поднимает уровень слабого сигнала и обрезает все, что превышает 20 дБ. Однако наблюдается небольшая задержка, которую фактически не заметно.
Просто задержанный. Более длительная обработка сигнала с высоким качеством выравнивания обрезанием волны.
Такой производитель как Microdigital использует на своих изделиях разные системы реализации данной функции, но все они идеально сочетаются с областью применения камеры.
Возможна ли самостоятельная настройка AGC?
Система AGC устроена таким образом, что регулируя уровень сигнала она дополнительно способствует повышению уровня шумов. Это случается как раз во время резких скачков, хотя на некоторых моделях наблюдается стабильный эффект.
В таких камерах как MDS-H309-2H данную функцию можно полностью отключить. В таком случае максимальный пик сигнала не будет превышать 50 дБ.
Вместо вывода
Функция типа AGC не является основной на камерах видеонаблюдения. Чаще всего их используют при установке на улице и для охраны периметра. Тут даже небольшие помехи в виде шумов не отразятся на качестве сигнала, а вот резкое увеличение амплитуды вполне критично.
Для камер в помещении AGC практически не нужен. Подобные устройства вполне справляются со своими обязанностями и без этой функции. Незначительные перепады, вызванные случайным попаданием света, не отражаются на нормальном функционировании устройства.
Поэтому выбирая камеру видеонаблюдения очень важно проверять соответствие ее характеристик области применения. В противном случае вы просто переплатите за тот функционал, которым не будете пользоваться.
Параметры и функции видеокамеры
В современных реалиях помимо профессиональной видеосъемки видеокамеры наиболее востребованы в сфере видеонаблюдения за государственными и частными объектами. Качество записываемого и транслируемого на экран монитора видеоряда зависит от технического оснащения устройства. Это те параметры видеокамеры, на которые прежде всего нужно обращать внимание при выборе подходящего оборудования для конкретных целей. Также важно подобрать устройство с максимально полным набором необходимых на практике функций. Из-за отсутствия некоторых возможностей приобретение окажется напрасным, либо за наличие ненужных функций покупатель существенно переплатит.
Улучшение качества изображения при разных уровнях освещения
Качество съемки напрямую зависит от освещения объектов. При нормальном количестве света проблем с четкостью получаемой картинки не возникает. При динамически меняющих условиях съемки возникают проблемы с качеством записываемого видеоряда. Для устранения проблемы видеокамеры оснащаются аппаратными и программными средствами обработки изображений:
Конечная цель у этих средств одна – улучшение качества картинки в условиях недостаточной или, напротив, сверх интенсивной освещенности объектов съемки. Типичные примеры в необходимости обработки изображения следующие.
Пример кадра без применения функций улучшения:
Функция компенсации засветки согласно определенной настройке регулирует световой поток посредством сужения/расширения диафрагмы. Динамичная смена экспозиции посредством электронного затвора и автодиафрагмы делает изображение объекта более четким и ясным. Недостаток функции BLC – излишнее освещенные второстепенные участки на картинки будут еще светлее.
Пример кадра с включенной функцией компенсации засветки:
Камера, оснащенная функцией WDR, снимает одновременно кадр с разной выдержкой: короткой и длинной. На первом четче просматривается сам объект и размыты окружающие детали, а на втором тень в зоне объекта, но хорошо просматриваются участки кадра вокруг него. Далее выполняется аппаратное наложение двух четких участков в единое изображение. Картинка получается четкой, но возможны незначительные искажения в передаче цвета.
Пример применения аппаратного наложения кадров:
Программная функция D-WDR производит обработку зафиксированного кадра путем цифровой регулировки градиентов серого оттенка. Цветопередача не страдает, и объект съемки просматривается четко, но окружающий фон может быть несколько размытым.
Пример программной обработки кадра:
Автоматическая регулировка светового сигнала
Для камер видеонаблюдения важным элементом оснащения является способность динамически менять силу светового потока при чрезмерном или недостаточном освещении объекта наблюдения. Функция AGC в видеокамере — это та технология, которая отвечает за динамику светового сигнала. Используется в сочетании с другими функциями улучшения получаемого изображения.
Оснащенная функцией Automatic Gain Control видеокамера в зависимости от светового уровня сигнала автоматически подстраивает под норму каждый видеотракт. Оператору на пульт поступает хорошо просматриваемая картина даже при плохом освещении наблюдаемой территории.
Стандартная вилка динамической регулировки усиления 12 — 20 дБ. Эффект применения функции AGC зависит от разрешения камеры, освещенности территории и расстояния до попадающих в фокус зрения камеры объектов, угла обзора и других технических характеристик устройства.
Взаимосвязь угла обзора и фокусного расстояния
Параметр угол обзора характеризует широту захватываемых в кадр объектов и указывается в градусах. Этот параметр находится в обратной зависимости с другим параметром – фокусным расстояние объектива видеокамеры (указывается в мм).
Посредством широкоугольных камер с 2.8-5.0 мм объективом обычно осуществляют панорамный обзор территории. Длиннофокусные объективы 28.0-75.0 мм позволяют происходящее рассматривать детально.
Камеры могут быть с фиксированным фокусом и варифокальными (настраиваемые в ручную или автоматически). Специалисты подбирают подходящие под решение задач камеры при помощи сводной таблицы соотношения параметров:
Объективы камер с настраиваемым фокусным расстоянием называют трансфокаторами или zoom-объективами. Видеокамера с варифокальными возможностями может на близком расстоянии давать панорамную картину и крупный план объекта, находящего на дальнем плане.
Чувствительность – важная характеристика в видеонаблюдении
Параметр чувствительность видеокамеры определяет минимальный уровень освещения объекта, при котором устройство способно различать объекты в поле зрения. Мера измерения этой характеристики обозначается в люксах. Чувствительность матрицы аппарата напрямую влияет на качество изображения. Чем выше показатель чувствительности у матрицы, тем интенсивнее должна быть освещенность объекта для получения четкой картинки.
Функция подавления электромагнитных шумов
При работе видеокамеры в условиях меняющейся освещенности возникают помехи, ухудшающие качество картинки. Функция DNR в видеокамере — это система устранения электромагнитных шумов. Помехи классифицируются по ряду признаков. Выделяется несколько видов шумов:
Функции 2D и 3D –DNR предназначены для снижения искажений изображений, наносимых шумами. При этом обработка 3D более эффективно справляется с задачей.
На рисунке слева необработанный кадр, а справа приведен кадр с использованием функции шумоподавления.
Заключение
Все перечисленные параметры так или иначе влияют на качество съемки. От технической оснащенности видеокамеры будет зависеть цена прибора. Выбирать следует устройство с набором характеристик, наиболее полно соответствующим условиям эксплуатации.
Как выбрать камеру видеонаблюдения по завуалированным характеристикам
Все мы умеем выбирать камеру, но не все умеем делать это правильно. В то время как сеть завалена обзорами на любую технику, исчезающее мало становится материалов, в которых действительно грамотно раскрываются возможности устройств.
Оптические приборы в этом отношении пострадали больше всего. Каждый человек знает про мегапиксели и разрешение, но когда речь заходит о более тонких материях, начинает «плавать». Если вы задумываетесь о покупке камеры (и не являетесь экспертом в этой области), полезно будет разобраться, что на самом деле означают непонятные аббревиатуры в характеристиках. Разобраться – это значит не только прочитать описание.
Про очевидное
Если начать гуглить «по каким характеристикам выбрать камеру видеонаблюдения», удастся познакомиться с удивительным миром интернета нулевых. Там, где еще обитают черно-белые камеры, аналоговые камеры, важность светочувствительности в люксах. Некоторые характеристики накладываются друг на друга (и взаимно аннигилируют) – не стоит об этом забывать.
Поэтому мы сосредоточимся на современных IP-камерах, поддерживающих облачный сервис Ivideon, и не будем касаться очевидных характеристик. Скорее всего, вы понимаете разницу между разрешением 1080р и720р, диагональным и горизонтальным углами обзора, а также знаете об инфракрасной светодиодной подсветке.
Однако часто в описании камер можно встретить аббревиатуры: 3DNR, AWB, AGC, WDR и другие. Что это такое и почему нельзя ориентироваться только на мегапиксели, разрешение и угол обзора? Важно ли вообще понимать все характеристики или достаточно один раз посмотреть пример видеозаписи выбранной камеры?
WDR (Wide Dynamic Range)
WDR (Wide Dynamic Range) – широкий динамический диапазон. Эта технология позволяет получать высокое качество изображения при любом перепаде уровней освещенности.
Динамический диапазон – это параметр камеры, характеризующий ее способность передать в изображении каждого кадра очень яркие и очень темные элементы сцены. Величину динамического диапазона обозначают в децибелах (дБ).
Динамический диапазон (ДД) реального участка территории обычно значительно превышает собственный ДД камеры, который в большинстве случаев находится на уровне 52−60 дБ: безоблачный солнечный день на улице – это 180 дБ, а хорошо освещенное помещение – от 126 дБ до 140 дБ.
Один из способов устранить этот недостаток – использовать математический алгоритм обработки каждого кадра изображения, в результате чего удается перераспределить яркость таким образом, чтобы весь кадр стал информационно насыщенным. Такая технология получила название Wide Dynamic Range, хотя на самом деле ничего общего с динамическим диапазоном она не имеет.
Камера без WDR не способна дать четкое изображение находящихся в тени объектов там, где есть как очень светлые, так и затененные участки или же свет падает сзади, например, если человек стоит на фоне ярко освещенного окна.
Типичные ситуации, когда сложно обойтись без WDR:
BLC (Back Light Compensation)
Back Light Compensation – компенсация встречной засветки. Технология позволяет скомпенсировать ярко освещенный задний план для хорошей проработки объектов, расположенных на переднем плане. Из-за BLC теряется информация в ярко освещенных участках сцены, зато объекты на переднем плане становятся хорошо проработанными.
При BLC микропроцессор выравнивает (сглаживает) освещенность по всему полю зрения камеры. Большинство камер сегодня имеют поддержку BLC, но она не идет ни в какое сравнение с возможностями Wide Dynamic Range. В лучшем случае BLC помогает сбалансировать условия освещения, чтобы выяснить, что находится на переднем плане изображения, однако фон остается размытым.
3DNR (3-Dimensional Noise Reduction)
3-Dimensional Noise Reduction (3DNR) – трехмерное шумоподавление. Технология 3DNR подавляет в изображении шумы, проявляющиеся при слабом освещении в условиях, когда в кадре присутствуют быстро двигающиеся объекты. 3DNR анализирует различия между последовательными кадрами видеоизображения и подавляет шумы с помощью перемешивания данных на кадре.
К недостаткам алгоритма можно отнести дополнительные дефекты и смазывания, проявляющиеся при движении в кадре. Однако, если режим шумоподавления включается только для отдельных кадров, то итоговое изображение получается и не шумным, и качественным.
AWB (Auto White Balance)
AWB – автоматический баланс белого цвета. Функция компенсирует искажения цветов, вызванные разными источниками освещения (солнечный свет, лампа накаливания или флуоресцентный свет), отсекая ненужный спектр света. При этом камера устанавливает температуру изображения цвета таким образом, чтобы получившиеся цвета на изображении имели те же оттенки и выглядели в точности так же, как происходит их восприятие невооруженным глазом.
Существует несколько различных алгоритмов AWB, но большинство из них подразделяются на две категории. Глобальные алгоритмы используют все пиксели изображения для оценки цветовой температуры. Локальные алгоритмы используют только подмножество пикселей на основе предопределенных правил отбора для этой задачи. Существуют также гибридные алгоритмы, которые выбирают лучший алгоритм на основе содержимого изображения.
AGC (Automatic Gain Control)
AGC – автоматическая регулировка усиления сигнала. Технология предназначена для улучшения качества изображения при недостаточном или чрезмерном освещении.
AGC начинает работать, когда освещенность на объекте имеет низкий уровень, а полностью открытая диафрагма не в состоянии компенсировать недостаток освещенности. Камера автоматически усилит видеосигнал, полученный в условиях более низкой освещенности, чтобы оптимизировать четкость изображения на плохо освещенной сцене. Однако чем больше будет усиливаться сигнал, тем выше будет и уровень помех на экране.
ROI (Region Of Interest)
Region Of Interest – область интереса. Технология позволяет устанавливать повышенное качество изображения в выделенных областях, выбранных на экране. Выделенная на кадре область записывается с максимальным качеством, остальная часть изображения записывается с меньшим разрешением. Использование данной функции значительно снижает трафик и место, занимаемое под архив.
Smart IR
ИК-подсветка засвечивает лицо, затрудняя опознание, когда человек близко подходит к камере. Smart IR – это технология, которая позволяет регулировать интенсивность ИК светодиодов камеры для компенсации расстояния до объекта. При съемке в темноте адаптивная ИК подсветка Smart IR автоматически регулирует мощность излучения в зависимости от расстояния до наблюдаемого объекта в кадре, позволяя получить изображение без пересвеченных областей.
HLC (High Light Compensation)
Реализации технологии HLC в камерах Hikvision
High light compensation — компенсация яркой засветки. В автоматическом режиме отслеживается точка яркой засветки и делается повторный кадр с игнорированием данных от ячеек матрицы в этом месте. HLC применяется для устранения отрицательного влияния на работу камеры ярких источник света попадающих в объектив. Наиболее часто этот режим используется при борьбе со светом автомобильных фар. Кроме того, HLC помогает устранить хоть небольшую, но заметную засветку вокруг уличных фонарей.
Заключение
На видео выше представлены записи с двух камер видеонаблюдения (Hikvision и Nobelic), у которых технические характеристики практически идентичны. Как видите, запись камеры ведут по-разному. Нельзя однозначно сказать, что какой-то поток видеоданных получился хуже другого. Тем не менее, разница видна невооруженным взглядом. На каком решении остановить свой выбор – зависит только от ваших потребностей, личного мнения и соотношений по другим параметрам (например, по цене).
Какое изображение лучше?
Мы перечислили далеко не все дополнительные возможности камер, но разобрали те моменты, которые вызывают больше всего вопросов у наших пользователей. Есть вы хотите улучшить свои знания в теории, есть множество разных источников – например книга А. Гонта «Практическое пособие по видеонаблюдению». Однако одной лишь теории не хватит, чтобы выбрать камеру видеонаблюдения. Всегда смотрите примеры видео!
Авторегулировка усиления (AGC)
Авторегулировка усиления (AGC) это
При установке видеооборудования на объект, вы можете столкнуться с проблемой недостаточного освещения, что приведет к потере четкости изображения. Также, особенно в случае с уличными камерами, может появиться необходимость установки камеры по направлению против солнца, что приводит к засветке кадра.
Чтобы избежать проблем с качеством изображения при избыточном или недостаточном освещении было разработано множество технологий. Одной из таких технологий является функция AGC.
Как работает AGC?
Функция AGC или автоматической регулировки освещения (АРУ), позволяет определить количество света, который попадает в объектив камеры. В случае если величина нагрузки на отдельные пиксели матрицы не соответствуют установленным в настройках нормам (например, ниже них), сигнал автоматически усиливается. В случае если световой поток слишком велик, то интенсивность сигнала снижается.
С помощью АРУ удается вести съемку даже в неблагоприятных условиях — например, когда объектив камеры повернут в сторону солнца, или напротив — если света недостаточно. Как правило, при установке устройств для наружного наблюдения, заранее определяются более и менее освещенные зоны.
Естественно, что эффективность работы функции AGC, непосредственно связанна с возможностями матрицы камеры, а также расстояния до объектов и условий освещения. Нужно понимать, что существуют приделы усиления света. В большинстве случаев, современные видеокамеры, могут усилить световой сигнал в 10 раз, в случае если это значение будет превышено, это приведет к появлению помех и снижению качества получаемого изображения.
Область применения
Технология AGC встречается практически во всех современных камерах видеонаблюдения и позволяет производить запись «в цвете», даже в неблагоприятных условиях. Однако, эффективность работы технологии AGC зависит от матрицы камеры, уровня освещения на территории, расстояния до объектов, попадающих в кадр, и других параметров.