Необходима ли IP-камерам АРД?
Изначально, в большинстве аналоговых камер видеонаблюдения применялся АРД, по другому эта технология называется DC-iris (также известный под названиями Direct drive, DC-диафрагма, и другими). Эта технология в устройствах захвата изображения (в том числе в IP-камерах) необходима, чтобы корректировать количество света, поступающего на светочувствительную матрицу при изменении условий освещения, а также глубину резко изображаемого пространства.
На иллюстрации: открытая, полуоткрытая и закрытая диафрагмы объектива.
При использовании этой технологии, камера видеонаблюдения, на программном уровне фиксирует недостаток освещения или его избыток (засветы изображения), после чего при помощи специального электродвигателя регулирует относительное отверстие объектива, увеличивая или уменьшая диаметр окна апертурной диафрагмы.
К сожалению, у технологии АРД нашлось немало недостатков. Так, сама апертурная диафрагма и связанный с ней двигатель имеют свойство выходить из строя: даже на профессиональных фотообъективах одной из частых проблем становится повреждение (износ) деталей устройства, обеспечивающих работу двигателя. Кроме того, в некоторых случаях диафрагма может быть заклинена в одном из крайних положений.
Параметр: | Технология АРД | Цифровая регулировка экспозиции |
Механические детали в диафрагме объектива |
Электродвигатель, привод, диафрагма от 2 до 20 лепестков. |
отсутствуют |
Отказоустойчивость |
Информация в открытом доступе отсутствует |
Мин. 50000 часов (для камер НИЦ "Технологии") |
Скорость адаптации (день-ночь) |
3-4 с |
1-1.5 c |
Скорость адаптации (ночь-контровой свет) | 2.5-3 c | 1 с |
Также система АРД напрямую зависит от качества экспозамера в тех или иных камерах видеонаблюдения. Так как камере необходимо обработать видеопоток, установить наличие засветов или недостаток освещения, подать сигнал на электродвигатель АРД и после этого оценить результат работы диафрагмы, процесс обычно занимает чуть больше времени, чем при обработке средствами цифровой автоэкспозиции камеры.
Отметим, на некоторых образцах видеокамер, включение или отключение функции АРД не приводит к видимому изменению скорости работы системы автоэкспозиции. Дело в том, что современные средства цифровой обработки экспозиции способны выдавать более стабильный результат, и функция АРД остается в качестве “запасной” или просто - номинальной.
Многие современные производители перестали использовать в своих объективах механическую диафрагму как таковую. Вместо этого в объективе используется полностью открытое относительное отверстие с высокой апертурой. Во-первых, это избавляет объектив от сложных механических деталей, требующих постоянного ухода и обслуживания. Во-вторых, это позволяет поддерживать постоянный показатель светосилы объектива.
При относительно небольшом размере матрицы IP-камеры, это не влияет на показатель глубины резкости изображаемого пространства при коротких фокусных расстояниях объектива, но позволяет использовать максимум попадающего на матрицу света.
В большинстве IP-камер вместо АРД используется технология ЦРЭ (цифровая регулировка экспозиции), также выступающая под различными названиями. При такой схеме, камера использует для регулировки экспозиции параметры светочувствительности матрицы (ISO, измеряются в условных единицах, а также в люксах), а также электронный затвор (Выдержка, обычно измеряется в долях секунды).
В случае изменения условий освещения, видеокамера с ЦРЭ изменяет предварительное усиление электрических сигналов светочувствительной матрицы под новые условия, а также изменяет промежуток времени между обнулением матрицы и моментом считывания с нее информации.
Наши инженеры протестировали камеры видеонаблюдения, оснащенные АРД и работающие с технологией ЦРЭ. Для тестов были использованы стандартные условия работы: 1) офисное помещение искусственным источником света / переключение в ночной режим съемки; 2) офисное помещение без источника света / резкая контровая засветка.
-
При переключении в ночной режим внутри помещения камера с ЦРЭ показала вдвое большую скорость адаптации к новым условиям освещения.
-
При резком переходе с условий освещения “ночь” на условия “контровой свет”, видокамеры начинают по-разному адаптироваться к новым условиям экспозиции. В частности, скорость перехода видеокамеры, оснащенной АРД к более ярким условиям экспонирования - ниже, и замечена потеря детализации при помещении в кадр яркого источника освещения (замыливание деталей изображения).
Отметим, что камеры не показали различий в скорости работы или в качестве изображения: камера с АРД и камера с электронным затвором выдавали сопоставимый уровень детализации изображения. Это говорит о том, что всю основную работу по подстройке изображения под условия освещения на каждом их устройств выполнял электронный затвор. Более того, после программного отключения функции АРД в тестовой камере, она практически не изменила скорость подстройки под новые условия экспозиции. Это говорит о том, что камера в первую очередь полагается на электронный затвор и чувствительность матрицы, а технология АРД исполняет исключительно "декоративную" функцию.