ПАНОРАМНЫЕ ВИДЕОКАМЕРЫ – УСТРОЙСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ
Панорамные камеры видеонаблюдения получили широкую известность сравнительно недавно. Они используются для всеобъемлющего контроля и призваны решить эксплуатационные проблемы поворотных камеры с PTZ приводами.
Однако зачастую инсталляторы систем видеонаблюдения игнорируют панорамные камеры, используя несколько обычных, поворотных или стационарных. Это связано не столько со сложностью установки малоизвестного оборудования, как с особенностями его настройки и эксплуатации.
В данной статье будут описаны основные преимущества и технические ограничения панорамных видеокамер, разновидности и используемые технологии, а также области применения и тенденции развития.
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ
Используя внутреннюю или уличную панорамную камеру видеонаблюдения, пользователь может получить различные преимущества в зависимости от места установки и особенностей эксплуатации.
К основным преимуществам относятся следующие:
Отсутствие слепых зон.
Угол обзора составляет 180о или 360о, некоторые модели, предназначенные для установки на внешнем угле стены, имеют угол обзора 270о.
Поворотные PTZ камеры также позиционируются, как не имеющие слепых зон. Однако во время их движения значительный сектор обзора находится вне видимости, хоть и на короткое время.
Специальные высокоскоростные PTZ камеры кругового обзора имеют высокую стоимость и низкий эксплуатационный ресурс.
Компактные размеры.
Большинство панорамных видеокамер оборудованных объективом Fish Eyes имеют небольшие размеры. Они не выделяются в интерьере и не портят общий дизайн помещения.
Надежность и долговечность.
Отсутствие подвижных элементов значительно повышает общую надежность устройства и увеличивает время эксплуатации.
Доступная стоимость.
Панорамные камеры намного дешевле поворотных, а с учётом того, что они могут заменить не менее 3-4 стационарных видеокамер, их использование обойдётся дешевле.
Но при эксплуатации панорамного оборудования возникают некоторые сложности. Особенно это касается панорамных камер видеонаблюдения на 360 градусов. Изображение, которое они передают подвержено засветке, имеет некорректную передачу больших теневых участков и слабую проработку мест с резким перепадом яркости.
Причина в том, что при передаче на матрицу захваченного изображения с большим количеством слишком ярких и/или тёмных участков вычислительные мощности могут не справляться с обработкой всего объема информации.
Другой функцией, характерной именно для панорамных видеокамер, является технология объединения пикселей, применяемая в условиях недостаточной освещенности. Соседние пиксели на темных участках кадра объединяются в один, это приводит к усреднению шума и снижению искажения.
Эта технология несколько снижает разрешающую способность видеокамеры, однако существенно повышает общую эффективность функционирования.
Кроме того, среди основных недостатков необходимо отметить следующие:
1. Значительное повышение объема передаваемой информации, и как следствие, возрастание нагрузки на сервер. Это требует использования более мощного вычислительного оборудования, а также увеличения объемов дискового пространства для ведения видеоархива.
2. Непригодность для полноценного ночного видеонаблюдения.
3. Стоимость такого оборудования, особенно по сравнению со стационарными видеокамерами, все еще довольно высока. Особенно это касается моделей с несколькими объективами.
4. Также следует отметить, что эффективность панорамных камер видеонаблюдения значительно снижается при использовании в помещениях с невысокими потолками.
РАЗНОВИДНОСТИ ПАНОРАМНЫХ КАМЕР ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ
Панорамные IP камеры видеонаблюдения стали появляться относительно недавно, после удешевления цифровых технологий и их широкого применения в системах безопасности.
До этого осуществлять панорамную съемку с использованием объектива "рыбий глаз" (Fish Eyes) посредством аналоговых устройств, было хоть и технически возможно, но не имело смысла.
Полученное изображение было слишком искаженным. На данный момент для получения качественного детального изображения используются специально разработанные алгоритмы компенсации.
Внешне устройства представляют собой классическую купольную конструкцию. Могут иметь как один объектив и сенсор, так и несколько.
Если сравнивать эти две технологии, то камеры с Fish Eyes стоят намного дешевле, в зависимости от модели разница в цене, по сравнению с сенсорными устройствами, может составить два-три раза.
Поэтому, в отличие от поворотных видеокамер, они получили широкое распространение в системах видеонаблюдения внутри помещений.
КАМЕРЫ С ОДНОЙ МАТРИЦЕЙ И ОБЪЕКТИВОМ "РЫБИЙ ГЛАЗ"
Получение изображения в камерах с объективом рыбий глаз имеет свои особенности.
Как и в других видеокамерах в панорамных устройствах используются прямоугольные или квадратные сенсоры (чувствительные матрицы). Однако линза объектива передаёт на них специфическое изображение, создавая круговую проекцию.
При оцифровке используется только часть чувствительных ячеек сенсора. К примеру, при получении кругового изображения от 360о видеокамеры, матрица 4:3 использует только 40% своих пикселей.
Соотношение реального и регламентируемого изображения в 180о панорамных видеокамерах существенно лучше и составляет около 60-70%. Так как в соответствии с используемыми алгоритмами, в круговом изображении обрезается верх и низ при подгонке к реальным параметрам сенсора.
Для обработки искаженного изображения в видеокамерах с объективом Fish Eyes используются специально разработанные алгоритмы компенсации - Dewarping.
Без приведения к обычному, прямолинейному виду, полученное изображение имеет слишком много искажений. Максимальное искривление наблюдается на периферии и приводит к невозможности проведение детального анализа. В зависимости от настроек алгоритма, изначальное изображение может быть выведено в различных прямолинейных вариантах.
Обработка изображения может осуществляться как непосредственно на камере, так и на видеосервере, либо другом клиентском устройстве обработки видеоданных.
Приобретая панорамные видеокамеры с прошитыми алгоритмами компенсации, необходимо учитывать следующие моменты:
1. Предварительная обработка панорамного изображения непосредственно на камере значительно снижает нагрузку на серверное оборудование. Однако ощутимо увеличиваются объемы передаваемых данных.
Следовательно, нагрузка на коммуникационные сети возрастает. Также существенно снижаются возможности работы с полученными видео данными. В частности, масштабирование и аналитическая обработка данных.
2. Как правило, в видеокамерах используются специально разработанные программные средства, которые не всегда совместимы с программами обработки видеоданных других компаний.
Причина заключается в различных коммуникационных протоколах, используемых при передаче данных. Поэтому рекомендуется комплектовать системы видеонаблюдения устройствами одного производителя.
3. Компенсационная обработка видео на сервере может осуществляться двумя способами:
- в режиме онлайн - работа ведется непосредственно с транслируемым видеопотоком с параллельным выведением его на монитор;
- с записями в архиве видеоданных.
Выбор конкретного режима обработки осуществляется автоматически в соответствии с поставленными задачами. К примеру, при отслеживании объекта, программа сама приблизит и развернет изображение при его перемещении.
Качественные программы с алгоритмами компенсацией изображения могут предлагать те же функции, что и ПО поворотных видеокамер. Основное различие и преимущество в возможности получения одновременного изображения нескольких объектов и их высокой детализации.
КАМЕРЫ С НЕСКОЛЬКИМИ ОБЪЕКТИВАМИ И МАТРИЦАМИ
Другая, более эффективная технология ведения панорамного наблюдения – это использование нескольких объективов и матриц в одном корпусе.
Эти изделия стоят заметно дороже видеокамер Fish Eyes. Фактически они представляют собой несколько видеокамер помещенных в один корпус. Получаемое изображение не имеет искажений, поэтому для его обработки не используются алгоритмы компенсации.
Однако, для того чтобы получить полноценное панорамное изображение от таких устройств используются другие специализированные алгоритмы, "сшивающие" части изображения от разных сенсоров в одну панораму.
Передача данных и получение электропитания осуществляется по одному сетевому кабелю. Немаловажным фактором является необходимость всего одной лицензии в случае передачи видеоинформации в облачные хранилища.
Это дает значительную экономию при эксплуатации системы видеонаблюдения, если необходимо организовать удаленный доступ и хранение данных в сети интернет.
Многосенсорные камеры осуществляют охват более обширной территории по сравнению с односенсорными, так как имеют значительно большую дальность съемки.
Кроме того, они предоставляют возможность настраивать параметры яркости, контрастности, а также функцию баланс белого отдельно для каждого сенсора. Это улучшает качество изображения в помещениях с неоднородной освещенностью.
Одной из разновидностей сенсорных панорамных видеокамер являются многонаправленные камеры.
Они позволяют более гибко настраивать угол обзора и направление съемки. Такие устройства используются чаще всего с варифокальным объективами и могут выполнять некоторые функции PTZ оборудования. В частности, режим патрулирования, автоматическое слежение за объектом и т.п.
При этом нет необходимости в автоматическом перевороте изображения и возврате поворотного механизма в исходное состояние. Следовательно, в любой момент съёмки сохраняется полный контроль над ситуацией.
Многонаправленные многосенсорные камеры дают самый наилучший обзор, дальность и качество изображения. Но их стоимость является самой высокой из всех типов панорамных камер. Кроме того они требуют определенного опыта в настройках оборудования.
На данный момент панорамные видеокамеры не слишком распространены в отечественных системах видеонаблюдения. Это связано со сравнительно высокой стоимостью единицы оборудования и некоторыми сложностями настроек. Однако такие устройства практически идеально подходят для мониторинга небольших объектов.
© 2012-2024 г. Все права защищены.
Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов