Функция «Dual Shutter WDR» в IP видеокамерах Etrovision

Функция «Dual Shutter WDR» (широкий динамический диапазон с двойным затвором) предназначена для работы IP-камеры в условиях, при которых сцена (кадр, снимаемый камерой) имеет в себе одновременно очень яркие и очень тёмные участки изображения. Такие ситуации возникают повсюду – на улице в яркую солнечную погоду, в помещениях, где есть яркие источники света.

В этих случаях на фоне яркого источника света остальные объекты видны как тёмные силуэты с плохо различимыми или не различимыми вовсе деталями. Происходит «ослепление» (человек в таких случаях может использовать солнцезащитные очки, но при этом тёмные объекты для него становятся ещё более тёмными). Теряется очень важная информация – черты лица людей, номера автомобилей, цветовая окраска объектов и деталей и пр. В таких случаях, когда видны только самые яркие и самые темные участки изображения, а промежуточные градации яркости скрыты, говорят об узком динамическом диапазоне.

Для исключения потери важной видеоинформации принимаются меры по расширению динамического диапазона, чтобы участки изображения, имеющие промежуточные градации яркости, были различимы на фоне самых ярких и самых тёмных участков.

Такие меры делятся на программные и аппаратные:

Программный способ расширения динамического диапазона

Встроенное в камеру программное обеспечение анализирует видеосигнал, идущий от видео-сенсора, обрабатывает его по специальному алгоритму, вносит корректировки яркости.

Такой способ менее эффективный, так как напрямую зависит от алгоритма обработки, который составляют инженеры, при этом камера видеонаблюдения не может «знать» насколько правильно и точно она восстанавливает видеоинформацию.

Программа камеры работает с полученным изображением подобно компьютерным редакторам типа Photoshop: тёмные участки искусственно делает светлее, а яркие темнее.

При такой обработке изображения различимость деталей, как в ярких, так и в тёмных областях кадра, повышается не на много, и то только за счет искусственного перераспределения яркости внутри кадра (после получения информации от видео-сенсора программа камеры не может восстановить утерянную видеоинформацию, может лишь субъективно улучшить восприятие).

Таким образом, реалистичность изображения передаётся в меньшей степени, а само расширение динамического диапазона значительно уступает аппаратному способу. Кроме того у такого способа имеются и побочные отрицательные эффекты – шумы на изображении увеличиваются, цветопередача и детализация ухудшаются.

Аппаратный способ расширения динамического диапазона

Для формирования одного кадра производится двойное сканирование видео-сенсора (он должен иметь такую возможность) с различной выдержкой (с различным временем засветки видео-сенсора, т.е. с различной экспозицией) и, таким образом, получают два различных изображения одного кадра.

При этом изображение с малой выдержкой имеет полную и неискажённую информацию о светлых участках, а изображение с большой выдержкой имеет полную и неискажённую информацию о тёмных участках кадра.

Полученные два изображения объединяются в одно, при этом программа камеры, имея всю необходимую видеоинформацию (даже избыточно), самым оптимальным образом использует её для формирования единого кадра, в котором различимы все градации яркости.

Упрощённо можно сказать, что программа для IP камеры использует только неискажённую информацию от каждого из двух изображений, а искажённую отбрасывает (важно понимать, что обработка видеоинформации в ip камерах происходит всегда в цифровом виде с помощью программного обеспечения камеры, но решающее значение имеют сами видеоданные, а именно их достоверность и объективность).

По сравнению с программным способом аппаратный способ позволяет получать наиболее реалистичное изображение с высокой детализацией, с более естественной цветопередачей, с малым уровнем шумов. Эффект от аппаратного способа наибольший, динамический диапазон гораздо шире.

В функции «Dual Shutter WDR» в IP-камерах Etrovision , как следует из самого названия, используется аппаратный метод.

Надо отметить, что Etrovision первыми выпустили камеры с разрешением 3 Мегапикселя, имеющие двойное сканирование.

Чем выше разрешение ip камеры видеонаблюдения, тем больше требуется вычислительных ресурсов встроенного процессора. Каждая функция также требует не малых дополнительных ресурсов процессора.

Как работает функция Dual Shutter WDR