Перевести страницу

Это интересно

Что такое WDR и как он работает!

WDR (Wide Dynamic Range)

Одним из главных направлений в развитии систем видео наблюдения, наряду с увеличением чувствительности и разрешения матриц, является расширение динамического диапазона.

Динамический диапазон камеры – это охват тех тонов, которые она может распознать между черным и белым. Чем больше динамический диапазон, тем больше этих тонов могут быть записаны и тем больше деталей может быть извлечено из темных и светлых участков снимаемой сцены. Каждый пиксель в изображении представляет один фотодиод на сенсоре камеры. Фотодиоды собирают фотоны света и превращают их в электрический заряд, который затем преобразуется в цифровые данные. Чем больше фотонов, которые собираются, тем больше электрический сигнал и тем ярче будет в изображении пиксель. Если фотодиод не собирает никаких фотонов света, то никакой электрический сигнал не будет создан и пиксель будет черным.

Динамический диапазон камеры может быть описан как соотношение между максимальной (при насыщении пикселя) и минимальной (на уровне погрешности считывания) измеримой интенсивностью света. Наиболее распространённой единицей измерения динамического диапазона цифровых камер является f-ступень, которая описывает разницу в освещённости в степенях числа 2. Контраст 1024:1 в таком случае может быть также описан как динамический диапазон из 10 f-ступеней (поскольку 210 = 1024). В зависимости от применения, каждая f-ступень может быть также описана как «зона» или «eV»

В то время как увеличение разрешения имеет обратную сторону (приводит к увеличению потока и затрат на хранение видеоданных), увеличение динамического диапазона всегда в приоритете: чем больше диапазон, тем меньше на изображении будет засвеченных участков (свет из окон офиса) и темных участков - черных пятен (тень от зданий и т д.). И в половине случаев реальных уличных инсталляций - прирост по динамическому диапазону даже более важен чем прирост по разрешению. 

В обычной камере если в кадре одновременно присутствуют участки разной освещенности (например, яркое небо в солнечный день и объект в тени), то видеокамера вынуждена рассчитывать экспозицию, пытаясь охватить максимум градаций яркости. В результате яркие объекты оказываются темнее (ближе к серому) и темные – светлее (тоже ближе к серому). Таким образом, теряется контрастность изображения. С помощью WDR можно качественно снять, к примеру, лицо человека, даже если свет падает из-за его спины, и обычная камера в этом случае фиксирует лишь темный силуэт.

WDR – что это?

WDR, буквально Wide Dynamic Range - широкий динамический диапазон (или функция расширения динамического диапазона) является атрибутом системы формирования изображения, обеспечивающим получение большей детальности сцены при контрастном изображении – наличии в кадре ярких и темных участков.

Благодаря этой технологии, которая обеспечивает возможность съемки видео с расширенным динамическим диапазоном, происходит более подробная обработка затемненной области изображения без увеличения насыщенности его более яркой части. Зона действия функции WDR не ограничена, что позволяет получать более четкое изображение чем при использовании обычной подсветки BLC. При помощи WDR два поля (яркого света и зоны затемнения), получаемые за счет высокой выдержки для хорошо освещенных участков и низкой - для затемненных, совмещаются в одно изображение. Таким образом, финальное изображение является совмещением двух одновременно снимаемых областей, что обеспечивает высокое качество итоговой картинки.

Далее приведен пример включенной функции WDR в камере BSP-BO20-VF-01. В этой модели функция WDR реализована аппаратно. Динамический диапазон данной камеры 100 dB. Регулировка контрастности WDR происходит в web интерфейсе камеры.

 

Какие типы WDR бывают?

- WDR (Она же RealWDR, она же DoubleScan для двойного сканирования либо QuadroScan для четырехкратного сканирования соответственно) – аппаратная реализация WDR.

- DWDR (DigitalWDR, программный WDR, ATR и т. д.)  - программная реализация WDR.

Аппаратная реализация: за один кадр матрица делает  два сканирования (четыре для QuadroScan) с различной выдержкой. Одно сканирование – с длинной выдержкой, для осветления всех темных участков. Второй скан – короткая выдержка, для корректного отображения пересвеченных участков. Участки суммируются и получается полностью разборчивый кадр.
Программная реализация –не такая эффективная, как аппаратная. DWDR обрабатывает обычное изображение, аналогично программе Adobe Photoshop, увеличивая яркость на темных участках и уменьшая шумы. Темные участки становятся более разборчивы в случае применения реального сжатия (2-3 mbps для мегапиксельного видео) и обычного офисного монитора (имеющего проблемы с отображением всех градаций серого). При среднем и сильном сжатии потока кодек игнорирует малые перепады яркости, и «почти черный» становится черным. А если кодек и пропустил нижнюю градацию – её не пропустит матрица монитора, при содействии потери градаций по причине не оптимальности угла обзора наблюдателя. Поэтому в реальной ситуации при включении DWDR мы видим улучшение детализации на темных участках. 

Нет комментариев

Добавить комментарий