Что такое iris в видеокамере
Популярно о диафрагме (Iris) в видеокамерах
В любой видеокамере есть неотъемлемая часть оптики: диафрагма, которая имеет свои особенности. Попытаемся их вкратце изложить.
Диафрагма (от греч. перегородка ) — устройство объектива видеокамеры, позволяющее регулировать относительное отверстие, то есть изменять светосилу объектива — соотношение яркости оптического изображения снимаемого объекта к яркости самого объекта.
Стандартные значения диафрагмы (относительного отверстия) основаны на увеличении или уменьшении освещённости оптического изображения в два раза: 1/0,7; 1/1; 1/1,4; 1/2; 1/2,8; 1/4; 1/5,6; 1/8; 1/11; 1/16; 1/22; 1/32; 1/45; 1/64.
В некоторых случаях со словом «диафрагма» употребятся слово » Iris «, на русском языке «ирисовая диафрагма».
Дополнительное слово » Iris » диафрагма получила от наиболее совершенной многолипестковой «ирисовой» конструкции, состоящей из серповидных шторок, синхронно перекрывающих отверстие объектива и аппроксимирующих практически круглое отверстие диафрагмы.
Численное значение диафрагмы определяет следующие элементы фотографического процесса:
Запомните основное свойство диафрагмы: чем больше она открыта, тем меньше глубина резкости в кадре.
Очень хорошо на практике использовать в кадре задний план (фон) в расфокусе (размытым). Когда вы снимаете статичный план, особенно крупный (портрет или натюрморт), то размытый “задник” придаст большее ощущение объема снимаемой сцены.
Но как этого достичь, когда у Вас маленькая глубина резкости или “задник” находится довольно недалеко по оси относительно главного объекта хорошо освещённой сцены?
Вполне возможно у Вас диафрагма прикрывает лишний поток света, уменьшается глубина и Вы не можете достичь желаемого эффекта. Включайте SHUTTER, сначала на небольшое значение выдержки 100-120. Можно уменьшать время экспозиции до тех пор, пока диафрагма не будет полностью открыта. Вы сразу заметите, как Ваша сцена приобретёт большую глубину и объем.
И ещё несколько слов о расфокусе.
Есть такой приём: можно попытаться изменять акцент внимания зрителя на два разных объекта, находящиеся в кадре вдоль оптической оси. В основном это применимо для съемки на длинном фокусе, т.е. зуме.
Рекомендуем при этом использовать штатив. Наведите резкость на ближний объект, запустите запись, и через несколько секунд переведите фокус на дальний объект. Таки образом Вы сможете показать зрителю два различных объекта без панорамирования и одним планом.
Вполне возможно, эти приёмы помогут вам художественно украсить свой сюжет.
Объективы видеонаблюдения: тренды развития и специальное назначение
Выбирая хорошую видеокамеру, очень важно, чтобы все компоненты системы были сбалансированы. Качественное видеоизображение удастся получить только в том случае, если разрешение камеры не будет теряться за счет использования регистрирующего оборудования с низким качеством компрессии, монитора с низкой производительностью или объектива с разрешающей способностью ниже видеокамеры.
Огромную популярность в последнее время приобретают IP-камеры мегапиксельного разрешения, большинство производителей в области видеонаблюдения имеют в своем арсенале широкую линейку продуктов, но для использования всей разрешающей способности мегапиксельных IP-камер требуется высочайшее качество оптики.
Объективы P-Iris
Объективы с новым способом управления диафрагмой P-Iris обеспечивают индивидуальность IP-камерам и камерам высокого разрешения. На фоне тенденции глобального распространения по всему миру IP-видеокамер происходит развитие новых объективов с диафрагмой P-Iris. Данные объективы предназначены специально для IP-камер и работают в сочетании со специализированным программным обеспечением в камере.
Почему разработан P-Iris?
До настоящего времени одной из серьезных проблем IP-камер являлась точная регулировка диафрагмы, так как было трудно управлять гальванометром (аналоговым устройством), который используется в объективах с автодиафрагмой DC-Iris, с помощью цифровой системы. По этой причине еще несколько лет назад на IP-камеры чаще устанавливали объективы с ручной диафрагмой.
Стандартные объективы с автодиафрагмой DC-Iris отвечают только на изменение уровня освещения и не принимают в расчет влияние раскрытия диафрагмы на другие свойства изображения, такие как глубина резкости, качество. При использовании объектива DC-Iris камера получает информацию только о раскрытии или закрытии диафрагмы в ответ на изменение уровня освещенности, объектив не информирует камеру об уровне раскрытия диафрагмы. Без этой информации камера не способна эффективно управлять раскрытием диафрагмы (апертурой) с целью оптимизации качества изображения. Для преодоления данного эффекта были разработаны объективы с диафрагмой P-Iris.
Какие преимущества?
Объективы P-Iris оснащены не традиционным гальванометром (автодиафрагмой), а шаговым электроприводом, который управляет диафрагмой в цифровом режиме. Это позволяет целенаправленно и точно оптимизировать открытие диафрагмы при всех условиях освещения, и как результат, получаются более контрастные и четкие изображения с лучшим разрешением и глубиной резкости (рис. 1).
В объективах P-Iris отпадает потребность в нейтральном светофильтре, который был необходим для традиционных объективов с гальванометром, что позволяет избежать снижения качества изображения. Сокращение перепада разрешения в центре и на краях наблюдаемой сцены, а также способность сбалансировать качество изображения позволяют рекомендовать данные объективы для мегапиксельных камер.
P-Iris на рынке
Одним из примеров взаимодействия производителя IP-камер и объективов служит совместная разработка компаний Axis Communications и Kowa – видеокамеры AXIS P1346 или AXIS P1347, в комплект которых входит P-Iris-объектив Kowa LMVZ3510M-IR 1/2″ 3,5–10 мм, F1.6 с CS-креплением и специальное программное обеспечение для оптимизации качества изображения (рис. 2).
В свою очередь, японский концерн CBC Group под торговой маркой Computar выделяется большим количеством разрабатываемых P-Iris-объективов. Их количество насчитывает более 15 моделей и покрывает фокусные расстояния от 3,1 до 50 мм. Объективы Computar предназначены как для стандартных корпусных камер с CS-креплением объектива, так и для бескорпусных камер с креплением объектива M12 и D14. Компания CBC Group не только устанавливает на свою продукцию (IP-камеры GANZ ZN-DT2MAP и ZN-B2MAP) объективы AG3Z3112KCS-MPIR (1/2,7″ 3,1–8 мм F1.2 CS ИК-скорректирован) и AG4Z1214KCS-MPIR 1/2,7″ (12,5–50 мм F1.4 CS ИК-скорректирован), но и совершенствует уже традиционные объективы CS-типа, тем самым стимулируя переход производителей IP-камер на продукцию P-Iris (рис. 3).
Для предотвращения инцидентов, когда кабель объектива с функцией P-Iris по ошибке подключается в камеру с традиционной автодиафрагмой, Computar изготовил специальный коннектор 4 P. Он позволяет избежать замыканий и выхода камеры и объектива из строя.
Регулировка фокусного расстояния
До настоящего времени настройка фокуса в камерах со встроенным объективом (купольные, цилиндрические камеры) была сложным и запутанным процессом, источником головной боли для монтажников. В IP-камерах, особенно мегапиксельного разрешения часто возникают специфические задержки передачи видеосигнала, что вызывает необходимость более точной настройки фокуса, тем самым делая ручную настройку резкости практически невозможной. Объективы с функцией MFZ (Motorized Focal Zoom) быстро решают данную проблему, значительно сокращая время установки. Даже если после монтажа клиент укажет на смещение фокуса, монтажнику не потребуется вновь приходить на объект – он сможет многократно производить точную настройку фокуса через локальную сеть. Данные объективы обеспечивают революционное снижение времени на установку и регулировку фокуса.
Это еще одна важная функция, которой обладают P-Iris-объективы. Достигается это за счет дополнительного привода, который с высокой точностью перемещает линзы объектива, а не ПЗС-матрицу камеры, как реализовано у ряда производителей. Таким образом, имея закрытую систему видеонаблюдения, состоящую из сотен камер, пользователь получает возможность удаленно, через локальную сеть, настраивать угол обзора камеры и фокус, поочередно подключаясь к каждой IP-камере через Web-интерфейс.
Наблюдение на больших расстояниях
Для наблюдения за объектами на больших расстояниях часто применяются специализированные трансфокаторы, представляющие собой сложный механизм с большим количеством линз и четко согласованным расположением элементов. Как правило, данный тип оптических устройств оснащен несколькими сервоприводами, которые обеспечивают возможность удаленного изменения угла обзора, фокуса и диафрагмы.
Новые возможности
Конечно, задачу наблюдения на больших расстояниях можно возложить на стандартные купольные камеры со встроенным трансфокатором, но, как правило, такие камеры обладают максимум 37-кратным оптическим увеличением (соответствует порядка 125 мм для 1/3″ ПЗС-сенсора камеры), и у них возникают некоторые сложности при наблюдении, связанные с куполообразным кожухом, который может искажать действительное изображение. В настоящее время на рынке существуют трансфокаторы, диапазон фокусных расстояний которых изменяется от 10 до 1000 мм, а применение специального экс-тендера позволяет увеличить максимальное фокусное расстояние вдвое.
Если поместить комплект «камера+трансфо-катор» в кожух и на специальную поворотную платформу, появляется возможность наблюдения за объектами на расстоянии в несколько километров с использованием PTZ-функций. Многие трансфокаторы также обладают функцией предустановки, что позволяет оператору в считанные секунды перевести наблюдение в желаемую зону, а наличие ИК-фильтра обеспечивает наблюдение как днем, так и ночью.
Для больших расстояний
Одним из примеров трансфокаторов с большим оптическим увеличением служат трансфокаторы из серии D60x16.7SR4 от компании Fujinon. Модель D60x16.7SR4D-V41 рассчитана на использование с камерами, имеющими разрешение до 2 Мпкс и матрицу размером 1/2, 1/3 или 1/4″, которые работают в режиме «день/ночь» (рис. 4). Фокусное расстояние нового трансфокатора изменяется от 6,7 до 1000 мм, угол обзора – от 22°41 до 0°25. Трансфокатор обеспечивает 60-кратное оптическое увеличение. У него имеется также встроенный 2-кратный экстендер, что позволяет увеличить минимальное и максимальное фокусное расстояние до величин 33,4 и 2000 мм соответственно. За счет этого через трансфокатор при малых углах обзора можно наблюдать за объектами, находящимися на расстоянии от 5 до 4000 м. Такое изделие будет полезно при организации круглосуточного видеонаблюдения на больших открытых пространствах, например в аэропортах, на водоемах, в пограничных зонах, на периметрах крупных объектов.
Для условий плохой видимости
Одним из главных аспектов при наблюдении на больших расстояниях является возможность получения видеоизображения без видимых помех, связанных с дымкой, туманом или во время сильного снегопада. Так, даже при ясной погоде при наблюдении за объектом на расстоянии от 1500 м возникает эффект смазывания и объекты сложно различимы. Для решения этой проблемы японский концерн CBC Group представил трансфокатор с 60-кратным оптическим увеличением Computar H60Z1238A-IRF и диапазоном фокусных расстояний от 12,5 до 700мм (рис. 5). В данном трансфокаторе можно выбирать длину волны ближнего инфракрасного диапазона, которая оптимальна для камеры дневного и ночного наблюдения, что позволяет осуществлять круглосуточную съемку совместно с соответствующей камерой. Наконец, пользователь имеет возможность переключать трансфокатор в режим особой фильтрации – теперь даже в условиях плохой видимости (туман, дождь, песчаная буря и пр.) можно передавать более чистое и контрастное изображение. Для этого используется уникальный фильтр, который помогает лучше видеть объекты, которые в обычных условиях скрыты за помехами.
Панорамная съемка
Очевидно, что использование одной мегапиксельной камеры может заменить несколько камер стандартного разрешения, использующихся на объекте, за счет большей разрешающей способности. Так, на рынке стали появляться мегапиксельные объективы с экстремально широким углом обзора, достигающим 180°. Такой тип объективов называют «рыбий глаз». Используя такой объектив вкупе с мегапиксельной камерой, можно без потери деталей вести наблюдение за большим помещением при помощи лишь одной камеры.
Главной особенностью, которой должны обладать объективы «рыбий глаз», является получение изображения с низким количеством деформаций и дисторсий по краям сцены. Такие искажения характерны для более дешевых объективов данного типа.
В линейке объективов Computar присутствуют объективы L1028KRW и L1028KDRW типа «рыбий глаз» с креплением М12 для бескорпусных камер с регулируемой ручной диафрагмой и разрешением, рассчитанным на камеры 5 Мпкс. Особенностью этих объективов является наличие ИК-коррекции, что сделало возможным вести четкую съемку в высоком качестве как днем, так и ночью.
Новинкой в данном сегменте является аналоговая камера Tamron 130NT-P-CM с количеством эффективных пикселей 1280×960. Камера оснащена объективом с углом обзора в 180° и фокусным расстоянием 1,09 мм, F1.7. В комплекте с камерой поставляется специализированное ПО, позволяющее использовать функции интерактивного PTZ-управления.
Благодаря своим преимуществам (высокое разрешение, сверхширокий угол обзора, малый вес и компактность) у объективов «рыбий глаз» широкая сфера применения: наблюдение за большими пространствами, система телеконференций, машинное зрение, осмотр внутренней части труб/емкостей и т.д.
Требования пользователей растут
С постоянным развитием новых технологий в видеокамерах и появлением новых задач, решаемых системой видеонаблюдения, происходит непрерывный процесс разработки и производства новых типов объективов. С другой стороны, пользователи становятся более квалифицированными, требовательными и прекрасно понимают высокую значимость оптики для систем видеонаблюдения – данный факт предъявляет к производителям новые требования.
Однако самой главной задачей потребителя остается определиться с производителем, который ценит свою репутацию и честно указывает характеристики своей продукции, – это позволяет организовывать экономически обоснованную, но при этом качественную и надежную систему охранного видеонаблюдения.
Опубликовано: Журнал «Системы безопасности» #1, 2012
Настройка объективов с автодиафрагмой камер видеонаблюдения
Настройка объективов с автодиафрагмой камер видеонаблюдения
Диафрагма объектива управляет размером отверстия, через которое свет попадает на светочувствительную матрицу и регулирующее количество света, проходящее к светочувствительной матрице.
Диaфpaгмa сильно влияeт нa видеоизобpaжeниe, получаемое с помощью камеры. Мaлaя вeличинa знaчeния диaфpaгмы ознaчaeт, что объeктив пpопуcкaeт большe cвeтa, что, в свою очередь, улучшaeт изобpaжeниe, в уcловиях cлaбой оcвeщенноcти.
Большaя вeличинa знaчeния диaфpaгмы уменьшает световой поток, попадающей на светочувствительную матрицу, пpeдотвpaщaя «оcлeплeниe» кaмepы видeонaблюдeния при высокой освещенности и поддepживaет поcтоянный уpовeнь яркости видeоизобpaжeния.
Упpaвлeниe количecтвом пpоникaющeго чepeз объeктив cвeтa оcущecтвляeтcя путeм peгулиpовки диaфpaгмы объектива.
Ecли кaмepa видeонaблюдeния находится в помeщeнии с постоянным уровнем освещения, то можно иcпользовaть pучную peгулиpовку диaфpaгмы.
В этом cлучae для peгулиpовки диафрагмы нужно пpоcто повоpaчивaть кольцо диaфpaгмы до тeх поp, покa изобpaжeниe от кaмepы нe cтaнeт качественно пepeдaвaть paзличныe оттeнки.
Ecли кaмepa находится нa улицe или в уcловиях чacтого измeнeния уpовня оcвeщeнноcти, нeобходимо использовать объeктивы c aвтомaтичecкой peгулиpовкой диaфpaгмы.
У таких объективов есть Аuto Iris, котоpый подключается а соответствующее гнездо камеры. Вce профессиональныекaмepы видeонaблюдeния имеют выход сигнала Auto Iris, по котоpому от кaмepы cигнaл поступает нa упpaвлeниe вcтpоeнным в объeктив элeктpомотоpом, управляющим вeличиной откpытия диaфpaгмы.
Автоматическое упpaвлeние диaфpaгмой
Cущecтвуeт двa cпоcобa aвтомaтичecкого упpaвлeния диaфpaгмой: по поcтоянному току
Они paзличaютcя по мecтоположeнию блокa элeктpонной обpaботки cигнaлa: либо внутpи кaмepы видeонaблюдeния [Direсt Drivе], либо внутpи объeктивa [Vidеo Drivе].
Объeктив c aвтодиaфpaгмой типa Direсt Drivе стоит дeшeвлe, поcкольку контуp уcилитeля нaходитcя в кaмepe видeонaблюдeния, — в объeктивe имeeтcя только электропривод диaфpaгмы.
Однако объективы с Video Drive позволяют более точно настроить диафрагму, что важно при применении объектива в условиях очень большой разницы освещенности, например, если на него могут попадать прямые солнечные лучи.
Характеристики диафрагмы
При указании характеристик объектива используется параметр F – число, характеризующее яркость изображения сформированного объективом.
Как правило, на объективе этот параметр указывается в виде F/1.4 или 1:1.4. Чем меньше параметр F — тем больше отверстие диафрагмы и тем больше света проходит через объектив, поэтому чувствительность видеокамер (0,05 lux F /1.2) указывается при определенном числе F.
Такое обозначение указывает, что видеокамера реализует чувствительность 0,05 lux при использовании объектива с числом F равным 1.2, а во всех остальных случаях чувствительность видеокамеры будет отличаться от указанной в паспорте, как правило, в худшую сторону.
Параметр F указывается на объективах с ручной и автоматической диафрагмой.
В случае использования варифокального объектива, число F указывается в виде диапазона с двумя значениями (F 1.4 — F 360), которые означают, что в условиях с плохой освещенностью относительное отверстие объектива может быть равно 1: 1.4, а при очень высоком уровне освещенности оно составляет 1: 360.
Благодаря этому, объектив позволяет удерживать освещенность ПЗС матрицы в определенном диапазоне, позволяющем получать постоянное, усредненное значения яркости изображения не зависимо от уровня освещенности на объекте
Инструкция по настройке объектива с автодиафрагмой
Нужно сперва настроить расстояние от объектива до матрицы. Для этого закрепите объектив на ТВ камере и подключите его кабель к соответствующему разъемному соединению на корпусе камеры. При наличии переключателя «Direct Drive — Video Drive» на корпусе ТВ камеры выберите соответствующий режим. Если видеокамера имеет разъем для автодиафрагмы типа «Direct Drive», то регулировки АРД находятся на самой камере. Если видеокамера имеет разъем для автодиафрагмы типа «Video Drive», то регулировки АРД находятся на объективе.
Инструкция по настройке фокусировки объектива.
1. Настройка фокуса
При установке камеры на объекте необходимо настроить фокус камеры для обеспечения резкости при изменении освещенности на объекте. Процедуру настройки выполните, следуя приведенным ниже указаниям:
Закрепите камеру в месте установки и выберете ракурс на наблюдаемый объект. После этого полностью откройте диафрагму, используя нейтральный светофильтр для уменьшения общей интенсивности светового потока, либо производите настойку камеры в условиях минимальной освещенности на объекте (в сумерках или ночью). Далее нужно сфокусируйовать объектив до получения наилучшей четкости изображения, вращая кольцо настройки на резкость до тех пор, пока предметы на нужном расстоянии не станут достаточно резкими. При этом следует наблюдать изображение на мониторе.
Если проблема с фокусировкой остается, проверьте соответствие форматов при наличии затемненных углов и типов крепления камеры и объектива.
При поставке объектив настроен на размах видеосигнала (примерно 0.75 вольта видеосигнала).
Если размах сигнала слишком большой (или слишком маленький) что выражается в слишком слабом контрасте или в слишком сильном контрасте изображения, то ALC должен быть изменен просто поворотом винта переменного резистора ALC в соответствующую сторону следующим образом:
Регулировку ALC или автоматическая регулировка освещенности, следует воспринимать как регулировку глубины автоматической компенсацию встречной засветки. Она позволяет выбрать режим АРД в зависимости от контрастности картинки. ALC имеет две позиции, отмеченные как Peak (пиковое) и Average (среднее).
Для того, чтобы увидеть эффекты работы ALC-регулировки, необходима очень контрастная сцена (наличие солнечных бликов, яркие огни, окна и тому подобное), поэтому ее следует настраивать в месте установки ТВ камеры, добиваясь максимальной различимости наблюдаемого объекта при наличии маскирующей яркостной засветки.
3. LEVEL (УРОВЕНЬ) видеосигнала
Уровень видеосигнала предустановлен на заводе в среднее значение (примерно 0.75в) и обычно регулирования не требуется. Настройте уровень чувствительности только в случае когда нужно получить изображение лучшего возможного качества.
Контраст между светлыми и темными областями в полной площади изображения, может оказаться, очень сильным или очень слабым. Когда это происходит, необходимо настроить уровень видеосигналов, используя переменный резистор УРОВНЯ следующим образом:
Регулировка Level (уровень) позволяет изменять степень открытия диафрагмы по среднему уровню видеосигнала. При низкой освещенности, при полностью открытой диафрагме (в затемненном помещении или воспользовавшись внешними нейтральными фильтрами) отрегулируйте уровень до получения изображения максимального качества. Затем направьте камеру на лампу накаливания и убедитесь в том, что диафрагма закрывается достаточно для компенсации засветки (на экране монитора различима нить накаливания лампы). После этого следует выбрать положение регулировки между двумя ситуациями. В одной из которых (при слишком открытой диафрагме) — изображение нити накаливания пересвечено, в другой (при сильном закрывании диафрагмы) — изображение низкой четкости.
Вот, пожалуй, и все, что нужно знать о настройке объективов с автодиафрагмой камер видеонаблюдения.
Что такое iris в видеокамере
 |  |
| Alexandr | Дата: Понедельник, 25.02.2013, 12:19 | Сообщение # 2 | |
Ссылку на тему читаю, спасибо. | ||
|
