Добро пожаловать Гость!
Мы рады приветствовать вас на наших форумах. Вы должны зарегистрироваться, чтобы оставлять сообщения. Если вы уже зарегистрированы, то просто войдите используя форму для входа.
 
Пароль
Забыли пароль? | Зарегистрироваться

Форумы Пользователи Поиск по форумам Активные темы за последние 24 часа

Форумы
 Технические вопросы // Видеонаблюдение
        Разрешающая способность аналоговой системы видеонаблюдения
Разрешающая способность аналоговой системы видеонаблюдения

Четверг 28.07.2016, 07:24

olegskr



Пользователь
Новичок

Сообщений: 2
Дата регистрации: 28.07.2016
Вопрос возник из следующего. Есть две совершенно одинаковые видеокамеры (матрица, оптика и т.д.). Да и какая разница в матрице, оптике, если в параметрах видеокамеры указано 1920 х 1080р, Full HD. Когда проектируется система видеонаблюдения, то как то само-собой считается что если камера Full HD, то и общая система видеонаблюдения будет иметь разрешающую способность Full HD.
Что такое разрешающая способность видеосигнала или видеоизображения? - Это способность человеческого глаза видеть мелкие детали видеоизображения на экране монитора, а если идет распознавание или идентификация чего-либо - это способность программы, технических средств распознавать мелкие объекты на видеоизображении. Этим же параметром можно характеризовать и четкость видеоизображения. Это где-то так, в первом приближении. Что за параметр, как пример, 1920 х 1080р и чем он отличается от параметра 1280 х 720р (как пример). Это всего лишь параметр, который указывает, что транслируемое по линии связи видеоизображение или видеоизображение отображаемое на мониторе состоит из такого-то количества элементарных точек - в одном случае это изображение состоит из 1920 х 1080 точек, в другом случае - из 1280 х 720 точек. Разумеется, если в обоих случаях контуры видеоизображения полностью совпадают (например газетный лист в полный формат экрана), то при формате 1920 Х 1080 количество точек на квадратный миллиметр (или сантиметр) будет больше, чем при формате 1280 х 720. И это естественно, а отсюда естественным образом как бы вытекает, что изображение 1920 Х 1080р будет четче и будет иметь лучшее разрешение. И если даже оптика на той или иной видеокамере отличаются друг от друга, то запись в технических характеристиках видеокамеры 1920 х 1080р Full HD подразумевает наивысшее качество отображения видеосигнала на мониторе. В какой-то мере это ДА, но в общем то и Нет. И, по большому счету, при формате 1280 х 720 разрешение может быть более четким и иметь большую разрешающую способность, чем формат видеоизображения 1920 х 1080. Подавляющее большинство установщиков видеосистем забывает об очень важном параметре в видеокамере - SNR. Это отношение сигнал/шум. У видеокамер (как пример) AHD этот параметр может быть или иметь значение SNR=80 дБ, а есть видеокамеры AHD с SNR=52 или 55 или 58 дБ. А формат - один и тот же - 1920 х 1080. Как влияет параметр SNR на разрешающую способность видеосигнала?
Человеческий глаз или та или иная программа может производить распознавание мелких деталей в видеоизображении только тогда, когда сигнал этого мелкого изображения не будет маскироваться шумами в видеоизображении. Это возможно когда полезный сигнал превышает уровень шума минимум на +10 …+12 дБ.
У видеокамеры с SNR = 58 дБ амплитуда уровня шума составляет порядка 0,8 мВ. (Уровень "белого" у аналоговой видеокамеры = 700 мВ. Весь видеосигнал 1 В, где 0,7 В - сам видеосигнал, а -0,3 В - уровень синхроимпульсов. Итого общий размах видеосигнала 1 В p-t-p). Следовательно, уровень полезного сигнала, который не зашумлен и который распознается как деталь в видеоизображении, имеет амплитуду как минимум на 12 дБ большую, чем амплитуда уровня шума, а это значит, что полезный видеосигнал (который можно различить и он будет четко идентифицироваться как именно полезный сигнал и не будет "зашумленным" должен быть порядка 0,8 х 4 = 3,2 мВ. Следовательно, если есть приращение напряжения видеосигнала от пиксела к пикселу на уровни -+3,2 мВ и большее, то человеческий глаз или программа может эти изменения отождествлять с мелким предметом - его началом, концом, изменением цвета и т.д. Именно - приращение амплитуды видеосигнала - как пример: один пиксел имеет напряжение в 654 мВ, следующий пиксел - 658 мВ, следующий пиксел - 662 мВ, следующий пиксел - 658 мВ. И эти изменения амплитуды видеосигнала уже не будут восприниматься как шум (или шумовое изменение видеосигнала).
У видеокамеры с SNR=80 дБ, уровень амплитуды шума не более 0,06 мВ. Следовательно, полезный видеосигнал (его приращения) и которые не будут считаться шумом уже будет составлять не 3,2 мВ, а 0,24 мВ. Следовательно, на видеоизображении будут более четко отображаться мелкие предметы, черты лица и т.д. и можно различать уже более мелкие объекты видеоизображения. Разумеется, что видеомонитор (видеорегистратор) должен иметь разрешение более высокое, чем поступающий на его вход видеосигнал и SNR у видеомонитора должно быть выше, чем параметр отношения сигнал/шум у видеокамеры.
Параметр видеокамеры 1920 х 1080 в отличии от параметра 1280 х 720 обладает потенциально большей разрешающей способностью, но не факт без учета параметра SNR, что у такой камеры с параметром 1920 х 1080 разрешение будет большим, чем у камеры с параметром 1280 х 720. Количество пикселей на квадратный миллиметр – да, у видеокамеры с параметром 1920 х 1080р будет большим, а разрешающая способность в видеосигнале - под вопросом.
ЛИНИЯ СВЯЗИ
У видеокамер AHD, HD-TVI; HD-CVI есть запись, что допускается линия связи с кабелем до 500 метров. На сайте производителя чипов для видеокамер AHD написано, что допускается длина линии связи до 500 метров ПРИ НИЗКОМ (или малом) УРОВНЕ ШУМОВ. Что подразумевается или берется за малый или низкий уровень шумов, какая амплитуда этих шумов допускается - ни где не указано. Просто - до 500 метров кабеля 75-3... при малом уровне шумов и все. И если видеорегистраторы автоматически "восстанавливают" входной видеосигнал, т.е. компенсируют потери ВЧ - составляющих видеосигнала в длинной линии связи, то это означает одно - видеорегистратор (скорее всего цифровым способом по тому или иному алгоритму) производит подъем АЧХ входного видеосигнала, компенсируя затухания в линии связи.
Возьмем кабель RG-6. Спектр видеосигнала AHD-H Full HD занимает ширину до 25..28 МГц. Затухание ВЧ составляющих видеосигнала в длине кабеля RG-6/500 метров составит на частоте 10 МГц порядка -9,5 дБ, 14 МГц -10,5 дБ, 26 МГц -16 дБ. Следовательно, схема видеорегистратора при компенсации затухания сигнала в кабеле поднимет ВЧ -составляющие входного видеосигнала на величину затухания. Только тогда мы получим входной видеосигнал близким к исходному видеосигналу на выходе видеокамеры. Но если (пример) мы на частотах 14 МГц поднимает уровень ВЧ составляющих на +10 дБ, то и шумы, которые поступили по линии связи, так же увеличиваются на эти же + 10 дБ. Допустим (расчету не поддается), что в линии связи присутствует тот или иной уровень шумов. Он зависит от прокладки этой линии связи в тех или иных условиях, уровней излучения чего-либо в районе прокладки кабеля в этой области частот - радиостанции, импульсные трансформаторы, импульсные БП и т.д. Допустим, что уровень шума в диапазоне 14 МГц по амплитуде составляет всего-навсего 0,1 мВ. (для примера и не более). Тогда схема компенсации потерь в линии связи увеличит этот уровень на +10 дБ и напряжение шума в диапазоне 14 МГц составит уже значение не 0,1 мВ, а значение 0,35 мВ. Если видеокамера имеет параметр SNR=80 дБ, то ее собственный шум составляет 0,06 мВ. Общий уровень шума (самой видеокамеры + уровень шума линии связи) будет складываться из уровня шума самой видеокамеры и уровня шума линии связи, поднятого (увеличенного) на +10дБ. Общий шум составит уже корень квадратный из 0,06*0,06 + 0,35*0,35 = 0,355 мВ. Поскольку уровень полезного сигнала, который можно с чем-либо отождествлять в получаемом восстановленном видеосигнале будет (должен быть для отождествления) на 10 - 12 дБ большим, чем уровень шума, получается, что (если брать ТОЛЬКО частоты близкие к 14 МГЦ в этом рассуждении) полезное изменение видеосигнала, которое можно отождествлять и тем или иным изображением, будет не менее 0,355 Х 4 = 1,4 мВ. А установленная видеокамера имеет SNR=80 дБ и выдаваемый ей минимально-полезное приращение (изменение) сигнала, для отождествления минимального объекта видеонаблюдения, равно значению 0,24 мВ при уровне шума 0,06 мВ. Фактически по приведенному примеру уровень минимального полезного сигнала для отождествления или обработки изображения стал хуже на 15 дБ. И можно сказать, что разрешающая способность видеоизображения на мониторе видеорегистратора в нашем примере стала на 15 дБ хуже при длинной линии связи уровнем шума порядка 0,1 мВ. При уровне шума в линии связи с амплитудой 0,05 мВ и средним подъемом ВЧ – составляющий видеосигнала при его восстановлении на величину + 10 … 12 дБ – общий шумовой фон в восстановленном видеосигнале от видеокамеры с SNR=80 дБ будет равен 0,185 мВ. В этом случае уровень изменения полезного сигнала, пригодного для отождествления с тем или иным видеоизображением, будет составлять 0,185 мВ * 4 = 0,74 мВ. Ухудшение разрешающей способности полученного видеорегистратором и восстановленного видеоизображения при уровне шума в линии связи 0,05 мВ будет составлять минус 10 дБ по сравнению с разрешающей способностью видеосигнала на выходе видеокамеры с SNR=80 дБ.

Прикрепленный(е) файл(ы)
справочная.jpg   (2 Просмотров | 36,1 КБ)
Вне сети Вне сети
 

Четверг 28.07.2016, 07:26

olegskr



Пользователь
Новичок

Сообщений: 2
Дата регистрации: 28.07.2016
Продолжение материала...
А если у видеорегистратора собственные шумы, приведенные ко входу, будут больше, чем собственные шумы у видеокамеры? Допустим, видеокамера имеет параметр SNR=80 дБ, а собственные шумы видеорегистратора SNR = 60 дБ. Допустим. У видеорегистратора есть входная схема АРУ, преобразователь АЦП (шум квантования), алгоритм восстановления видеосигнала (компенсация потерь ВЧ - составляющих в линии связи) – и все эти устройства вносят некий шум в получаемый в результате видеосигнал. В этом приближении можно посчитать условный уровень шума на входе видеорегистратора. При SNR = 60 дБ, приведенный ко входу уровень шума будет составлять порядка 0,7 мВ. У видеокамеры с SNR=80 дБ – собственный уровень шума порядка 0,06 мВ, у видеокамеры с SNR=58 дБ уровень собственного шума = 0,9 мВ. Получается, при средней длине линии связи (шумы в линии связи незначительны) видеоизображение от этих двух видеокамер будет практически одинаково по своей разрешающей способности. В большинстве видеорегистраторов этот параметр SNR не приводится.
Если видеорегистратор имеет встроенный АЦП с разрядностью 8 бит, то шум квантования определяется как 700 мВ/256 = -+2,7 мВ. Если АЦП имеет разрядность 10 бит, то шум квантования порядка = -+0,7 мВ. Если АЦП имеет разрядность 12 бит, то шум квантования = -+0,17 мВ. В данном случае этот шум квантования + собственные шумы схемы видеорегистратора можно отнести к шумовой характеристики самого видеорегистратора, который добавляется к шуму входного видеосигнала. К сожалению этот параметр так же не приводится в параметрах видеорегистраторов.
Для простоты приведенных выше примеров бралось усредненное значение амплитуды уровня шума в линии связи в полосе видеосигнала и средний подъем АЧХ устройством на входе видеорегистратора или самим видеорегистратором на уровень +10 дБ по всей полосе ВЧ-составляющих видеосигнала. В реальных условиях при коррекция ВЧ – составляющих выходного видеосигнала от линии связи видеорегистратором производится подъем АЧХ с разным уровнем и для разных областей частот спектра входного видеосигнала. И уровень шумов в длинной линии связи не будет равномерным по всей ширине спектра видеосигнала и будет зависеть от источников электромагнитного излучения, расположенных рядом с проведенной линии связи.
Можно сделать выводы:
1. Значение в параметрах видеокамеры 1920 х 1080 р без привязки к параметру SNR не говорит полностью о разрешении видеосигнала, о разрешении видеокамеры и разрешении видеосистемы в целом. Нельзя говорить, что если мы поставили в систему видеонаблюдения видеокамеры Full HD, то полученная система видеонаблюдения относится или является системой высокой четкости Full HD.
2. Применяемая схема компенсации видеорегистратором потерь видеосигнала в длинной линии связи не обеспечивает восстановление разрешающей способности поступившего на вход видеорегистратора видеосигнала. И его разрешающая способность всегда будет хуже, чем у видеосигнала с выхода видеокамеры, а при наличии длинной линии связи и шумов в линии связи - разрешение видеосигнала в видеорегистраторе может и резко снижаться.
3. При проектировании видеосистемы необходимо подбирать оборудование не только по техническим характеристикам той или иной видеокамеры, но и учитывать то, что параметр SNR видеорегистратора, приведенное ко входу, должно по крайней мере быть не менее SNR видеокамеры.
4. Поскольку невозможно прогнозировать уровень шумов в длинной линии связи на тех или иных частотах в полосе передаваемого по линии связи видеосигнала, то для максимального обеспечения разрешающей способности видеоизображения в системе и близкой к той разрешающей способности, которое выдает на своем выходе видеокамера, необходимо компенсировать уровень затухания видеосигнала в линии связи по всей ее длине посредством установки оборудования коррекции АЧХ линии связи около видеокамеры. В этом случае, в восстановленном видеосигнале будут добавлены в основном только собственные шумы видеорегистратора.
5. При применении в качестве линии связи кабеля типа UTP-5E, необходимо его использование в экранированном варианте, а уровень компенсации затухания передаваемого видеосигнала в этой линии связи будет в 3 …3,4 раза большим, чем в радиочастотном кабеле типа RG-6 при одинаковых длина линии связи.
6. Необходимо устанавливать аппаратуру компенсации затухания сигнала в линии связи около видеокамеры.
7. Расчет компенсации затухания видеосигнала в линии связи производится по значению затухания верхней граничной частоты видеосигнала в линии связи.
Если при проектировании системы видеонаблюдения взять за основу положение, что видеоизображение, которое будет на экране видеомонитора регистратора, должно быть с теми параметрами, которые оговорены в технических параметрах той или иной видеокамеры (или очень близкими к ним) и это касаемо прежде всего разрешающей способности видеосигнала, то надо устанавливать дополнительное оборудование в такой системе видеонаблюдения и особенно при значительных длинах линий связи. При применении линий связи класса UTP-5Е – необходимо пользоваться только активными передатчиками и приемниками видеосигнала. Пассивные передатчики и приемники видеосигнала помимо не идеальности своей АЧХ и внесении дополнительных затуханий особенно в верхней части спектра видеосигнала, вносят еще и общее затухание. Коэффициент передачи такого передатчика или приемника составляет не более 0,8. Суммарный коэффициент передачи будет равен 0,8 х 0,8 = 0,64. Значит, вместо полной амплитуды видеосигнала 1 В на вход видеорегистратора будет поступать видеосигнал с амплитудой 0,64 В. Современные видеорегистраторы имеют по входу АРУ. АРУ осуществит подъем общего уровня входного сигнала с 0,64 В до 1 В, т.е. на + 4 дБ. Следовательно и шумы линии связи во всем частотном диапазоне видеосигнала так же увеличатся на +4 дБ.
По этому, совершенно не понятно - какое в результате получается разрешение у всей системы видеонаблюдения.
Вне сети Вне сети
 

Понедельник 17.10.2016, 11:14

Yashka



Администратор
Живет здесь

Сообщений: 172
Дата регистрации: 19.10.2009
Для пользователя разрешение всегда будет 1920 на 1080.
Для профи разрешение не имеет значение.
На практике будет надпись на мониторе - NO SIGNAL, при плохом оборудовании и длинном кабеле
P.S.Подобные проблемы были при использовании коаксиальных сетевых сетей, чтобы с этим не заморачиваться придумали цифру,IP.
Вне сети Вне сети
 

Печатать тему |  « Предыдущая тема |  Следующая тема »
Показать
 

Ссылки по теме:
Монтаж IP–видеонаблюдения
Ну, наболело, капитан – размышление о качестве монтажа
Монтаж СКС фото — ошибки монтажа витая пара и оптоволокна
Монтаж СКС — профессионально и качественно
Доверяйте монтаж СКС и локальных сетей профессионалам, ошибки инсталляции кабельной сети
Сделайте мне красиво…
Монтаж мини-АТС
Когда не достигают желаемого, делают вид, что желали достигнутого.