Dnr в камере что это
ФУНКЦИЯ DNR
DNR (Digital Noise Reduction) – технология понижения шумов, возникающих в видеопотоке камеры, при наводках и недостаточной освещённости. Шумоподавление имеет очень важное значение для функционирования всей системы, так как шумы не только ухудшают качество изображения, но и влияют на все стадии обработки видео сигнала.
Шумы можно разделить на несколько основных типов:
Шумоподавление делится на два основных метода 2D DNR и 3D DNR.
2D DNR делится на два типа – пространственный и временной:
У данного метода шумоподавления есть недостаток – изображение становится расплывчатым.
3D DNR объединяет пространственные и временные фильтры, при этом лишён их недостатков. Данный метод сверяет текущий и предыдущий кадр, анализируя степень изменения пикселей, а затем усредняет цветовое значение пикселя. Благодаря этому методу улучшается изображение и уменьшается количество шума в кадре.
Шумоподавление делится на два основных метода 2D DNR и 3D DNR.
2D DNR делится на два типа – пространственный и временной:
У данного метода шумоподавления есть недостаток – изображение становится расплывчатым.
3D DNR объединяет пространственные и временные фильтры, при этом лишён их недостатков. Данный метод сверяет текущий и предыдущий кадр, анализируя степень изменения пикселей, а затем усредняет цветовое значение пикселя. Благодаря этому методу улучшается изображение и уменьшается количество шума в кадре.
Что такое 3D DNR в камерах видеонаблюдения?
Хорошее качество картинки при видеонаблюдении – это основа для качественного контроля над территорией. Важно подбирать оборудование, которое обладает всеми функциональными возможностями для повышения качества картинки. Одной из таких камер является 3D DNR. Другими словами – широкий динамический диапазон.
Каждый сталкивался с ситуацией, когда одна часть кадра затемненная, а другие слишком яркая, поэтому невозможно рассмотреть какие-либо детали при съемке. Подобная технология дает возможность убрать шумы, которые возникают при взаимодействии в ней токов или воздействие других электромагнитный полей. Все происходит в результате удаление шумов из видеосигнала методом цифровой обработки. Вместе с технологией 3D DNR можно удалить шумы даже при условии работы в плохом освещении.
Какие шумы удаляет технология 3D DNR?
В целом, можно выделить несколько вариантов шумов, которые дают возможность нормально работать. Основным является шум «соль и перец». Связано название с тем, что по своему внешнему виду и величине – две дельта-функции. Следовательно, шум проявляется в виде серых и белых пятен на изображение, из-за чего появилось подобное название. Возникает шум подобного типа, когда матрица перегревается, либо внутри камеры появились частицы пыли. Артефакты на изображении носят случайный характер, который абсолютно не связан с соседними пикселями – изображение сложно засыпается при помощи крупинок.
Если шум по внешнему виду не представляет две дельта-функции, а исключительно одна, тогда картинка будет покрываться при помощи белых точек. Подобный шумы – импульсные. В некоторых случаях два вида шума рассматривается, как один. Также распространенными являются шумы гауссовы, которые также без проблем сможет побороть 3D DNR. Возникают они зачастую из-за образования паразитных токов через электрические компоненты камер. В это время пикселя немного меняют окраску, она отличается от оригинального цвета объектов. В результате получается расплывчатая и нечеткая картинка.
В чем суть технологии 3D DNR?
В целом, есть устаревшая технология DNR, которая проводила исключительно временной анализ сигнала видео. Алгоритм работы заключается в том, что сравнивает один кадр с другими и устраняются крошечные особенности отдельного кадра, которые и портили качество картинки. Подбирается оптимальный вариант из правильного течения видеоряда. Другими словами, с помощью данной технологии определяются именно те пиксели, которые изменяются из кадра к кадру, не имея на то основательных причин. Суть заключается в том, что смешивание позволяет снизить уровень шума, удалив лишние пиксели.
Традиционная технология способна исключительно устранить шумы и различные нежелательные данные, которые находятся на сцене, предоставляемой камерой. Обработку осуществляют исключительно объекты, которые расположены непосредственно близко к камере, а все что принадлежит фону – необработанное. А технология 3D DNR – это инновационное решение, которое не только традиционно снижает шума при сравнении кадров, но также может снизить пространственный шум.
Заключается пространственное снижение шума в том, что пиксели сравнивают с соседними, а также находятся нежелательные шумы в пределах конкретного ряда. В это время осуществляется обработка всего кадров в целом, удаляется зернистость и цифровые артефакты, а также повышается резкость и четкость картинки. Сцена обрабатывается таким образом, что каждая из частей изображение становится свободной от шума и четкая.
Преимущества технологии 3D DNR
Нужно учитывать, что при удалении шума, можно не только повысить качество картинки, но и испортить ее. Из-за удаления лишних деталей, можно исказить передачу цвета или привести к размытию изображение. Но при правильном применении технологии, вы получаете ряд преимуществ. Вместе с технологией 3D DNR, вы получаете чистый сигнал, следовательно, качественную картинку.
В процессе сжатия, уменьшается размер файла, поэтому можно экономить место на жестком диске или карте памяти. Вместе с технологией камеры способны предоставлять резкое изображение, облегчая идентификацию каждого кадра, который находится в поле зрения камеры. Также технология 3D DNR существенно повысит эффективность при обнаружении движения в системах наблюдения – детекторы лучше отличают настоящие движение от помехи. Особенно это актуально во время низкого уровня освещенности.
Выбор камер видеонаблюдения
Технологии и условные обозначения: WDR, DNR, BLC, HLC и другие
В других статьях мы обсудили физические параметры матрицы – её размеры, мегапиксели, светочувствительность. Теперь поговорим о процессоре. Он нужен, чтобы на лету обрабатывать изображение: сжимать, исправлять контрастность, гамму, реагировать на блики и свет ламп или фар. С его помощью даже недорогая камера покажет классную картинку. Если его функции настроены неправильно, напротив – может ерунда получиться.
Так случилось с Игорем. Пришел он и говорит: «продайте ваш комплект камер для дома. Барахло с Али мне не нужно, готовый ширпотреб-комплект тоже. Дайте хорошую камеру. Только без монтажа – сам установлю». Без монтажа, так без монтажа – продали. Звонит через два дня: «ах вы [нехорошие люди], что вы мне продали, ничего не видно»! Приезжаем. Правда, ничего не видно – сплошное белое пятно. Оказалось, что AGC не включен, Shuttle не настроен, WDR как надо не работает, и так далее. Подкрутили параметры, видеонаблюдение заработало — клиент доволен.
Если вы тоже подыскиваете камеру, нелишне узнать, как камеры на лету преобразовывают изображение и что при этом меняется в кадре. Мы расскажем о назначении основных алгоритмов.
Цифровые опции камер видеонаблюдения
Shutter (Затвор) настраивает скорость закрытия затвора. Ручная настройка пригодится, чтобы снимать быстрые движения при недостатке света.
Скорость закрытия затвора обозначается долями секунды: 1/1600, 1/500, 1/60 и так далее. Чем дольше затвор открыт, тем больше света попадет на матрицу и кадр получится светлым.
AGC (Automatic Gain Control, автоматическая регулировка усиления, АРУ) регулирует уровень сигнала, усредняя слишком яркие и темные участки кадра. Настройка одного этого параметра позволит добиться приемлемой картинки в офисе с лампами дневного света.
D-WDR (Digital Wide Dynamic Range, программный расширенный динамичный диапазон). Когда в кадр попадает яркий объект – окно или лампа – остальной кадр становится темным. Правильная настройка WDR сглаживает яркость сохранением контрастности. Поэтому окно перестанет быть белым пятном, а люди в кадре – черным.
Аппаратный WDR работает иначе: делает два кадра – с высокой и низкой экспозицией, а затем накладывает их друг на друга. Обозначение D-WDR указывает на программную обработку, но некоторые производители сбивают с толка, называя его просто WDR.
BLC (Backlight Compensation, компенсация задней засветки). Эта функция борется с прямыми источниками света – солнцем или лампой, направленной в объектив. Когда камера решает использовать BLC, она повышает уровень экспозиции картинки. Минус BLC в том, что яркие объекты становятся ещё ярче, поэтому то, если за объектом наблюдения яркая область, она потеряет контрастность. Для борьбы с этим, BLC используется совместно с WDR. Также для BLC можно настроить рабочие зоны.
HLC (High Light Compensation, компенсация яркой засветки) работает подобно BLC. Спасает камеру от слепоты в момент включения лампы или включённых фар. Вместо того, что резко изменить экспозицию, камера решает, затемнить, игнорировать источник света – будто накладывает на него трафарет.
DNR, 3D-DNR (3 Dimension Signal Noise Reduction) – шумоподавление. Классическая DNR сопоставляет соседние пиксели и решает, и отсеивает то, что посчитает шумом. 3D DNR – усовершенствованная технология она несколько раз сравнивает ряд кадров и на основании этого решает, что считать шумом. Добавочная польза шумоподавления – она уменьшает размер каждого кадра. В результате архив занимает на 30-60% меньше места.
White balance (баланс белого) особенно актуален для внутренних камер, чтобы убрать паразитные оттенки: желтизну или синеву. В простых случаях автоматическая регулировка справляется с задачей. В сложных – интенсивность каждого оттенка регулируется вручную.
Советы покупателям
Вернемся к Игорю. Он убедился, что технологии из списка должны работать, а не красоваться на рекламном буклете. Экстрабюджетные камеры из Китая или готовые комплекты в магазинах могут продаваться с сырой прошивкой и без надежд на её доработку. Часть функций, AGC или WDR, в них присутствует номинально. Сюрприз в том, что они не настраиваются и реализованы для галочки.
Это иллюстрирует случай на подземной парковке. В камере не было ручной регулировки перехода в режим с ИК-подсветкой. При плохом освещении камера сохраняла цвет, а изображение становилось шумным и прерывистым – отчасти из-за нехватки света, а отчасти оттого, что процессор не справляется с удалением шумов в реальном времени. Защищать от угона видеонаблюдение не могло.
В другой ситуации заказчик сам купил дешевые китайские камеры, хотя и на 5Mpx, а у нас приобрел видеорегистратор и монтаж. Регистратор так и не смог их увидеть. Мы снизили разрешение до 2Mpx – о чудо, всё заработало. Но заказчику-то было нужно 5Mpx! Разбирались долго. Оказалось, что камеры работают на строго заданном канале. В норме канал можно поменять, но у прошивки камеры просто не было для этого опции равно как и другой, нормальной прошивки. В результате, камеры пришлось заменить.
Избежать этого очень просто – доверяйте, если не монтаж, то хотя бы подбор оборудования, особенно камер людям с большим опытом. Что дает нам наш опыт? Мы тестируем много оборудования и сталкиваемся со множеством ситуаций, вроде описанных выше. Поэтому можем подобрать комплектующие правильно. К тому же, делаем это в подарок.
Наши рекомендации при покупке камеры
Настраивайте камеру, чтобы улучшить качество съемки. Лучше поручите это тем, у кого есть опыт.
Как выбрать камеру видеонаблюдения по завуалированным характеристикам
Все мы умеем выбирать камеру, но не все умеем делать это правильно. В то время как сеть завалена обзорами на любую технику, исчезающее мало становится материалов, в которых действительно грамотно раскрываются возможности устройств.
Оптические приборы в этом отношении пострадали больше всего. Каждый человек знает про мегапиксели и разрешение, но когда речь заходит о более тонких материях, начинает «плавать». Если вы задумываетесь о покупке камеры (и не являетесь экспертом в этой области), полезно будет разобраться, что на самом деле означают непонятные аббревиатуры в характеристиках. Разобраться – это значит не только прочитать описание.
Про очевидное
Если начать гуглить «по каким характеристикам выбрать камеру видеонаблюдения», удастся познакомиться с удивительным миром интернета нулевых. Там, где еще обитают черно-белые камеры, аналоговые камеры, важность светочувствительности в люксах. Некоторые характеристики накладываются друг на друга (и взаимно аннигилируют) – не стоит об этом забывать.
Поэтому мы сосредоточимся на современных IP-камерах, поддерживающих облачный сервис Ivideon, и не будем касаться очевидных характеристик. Скорее всего, вы понимаете разницу между разрешением 1080р и720р, диагональным и горизонтальным углами обзора, а также знаете об инфракрасной светодиодной подсветке.
Однако часто в описании камер можно встретить аббревиатуры: 3DNR, AWB, AGC, WDR и другие. Что это такое и почему нельзя ориентироваться только на мегапиксели, разрешение и угол обзора? Важно ли вообще понимать все характеристики или достаточно один раз посмотреть пример видеозаписи выбранной камеры?
WDR (Wide Dynamic Range)
WDR (Wide Dynamic Range) – широкий динамический диапазон. Эта технология позволяет получать высокое качество изображения при любом перепаде уровней освещенности.
Динамический диапазон – это параметр камеры, характеризующий ее способность передать в изображении каждого кадра очень яркие и очень темные элементы сцены. Величину динамического диапазона обозначают в децибелах (дБ).
Динамический диапазон (ДД) реального участка территории обычно значительно превышает собственный ДД камеры, который в большинстве случаев находится на уровне 52−60 дБ: безоблачный солнечный день на улице – это 180 дБ, а хорошо освещенное помещение – от 126 дБ до 140 дБ.
Один из способов устранить этот недостаток – использовать математический алгоритм обработки каждого кадра изображения, в результате чего удается перераспределить яркость таким образом, чтобы весь кадр стал информационно насыщенным. Такая технология получила название Wide Dynamic Range, хотя на самом деле ничего общего с динамическим диапазоном она не имеет.
Камера без WDR не способна дать четкое изображение находящихся в тени объектов там, где есть как очень светлые, так и затененные участки или же свет падает сзади, например, если человек стоит на фоне ярко освещенного окна.
Типичные ситуации, когда сложно обойтись без WDR:
BLC (Back Light Compensation)
Back Light Compensation – компенсация встречной засветки. Технология позволяет скомпенсировать ярко освещенный задний план для хорошей проработки объектов, расположенных на переднем плане. Из-за BLC теряется информация в ярко освещенных участках сцены, зато объекты на переднем плане становятся хорошо проработанными.
При BLC микропроцессор выравнивает (сглаживает) освещенность по всему полю зрения камеры. Большинство камер сегодня имеют поддержку BLC, но она не идет ни в какое сравнение с возможностями Wide Dynamic Range. В лучшем случае BLC помогает сбалансировать условия освещения, чтобы выяснить, что находится на переднем плане изображения, однако фон остается размытым.
3DNR (3-Dimensional Noise Reduction)
3-Dimensional Noise Reduction (3DNR) – трехмерное шумоподавление. Технология 3DNR подавляет в изображении шумы, проявляющиеся при слабом освещении в условиях, когда в кадре присутствуют быстро двигающиеся объекты. 3DNR анализирует различия между последовательными кадрами видеоизображения и подавляет шумы с помощью перемешивания данных на кадре.
К недостаткам алгоритма можно отнести дополнительные дефекты и смазывания, проявляющиеся при движении в кадре. Однако, если режим шумоподавления включается только для отдельных кадров, то итоговое изображение получается и не шумным, и качественным.
AWB (Auto White Balance)
AWB – автоматический баланс белого цвета. Функция компенсирует искажения цветов, вызванные разными источниками освещения (солнечный свет, лампа накаливания или флуоресцентный свет), отсекая ненужный спектр света. При этом камера устанавливает температуру изображения цвета таким образом, чтобы получившиеся цвета на изображении имели те же оттенки и выглядели в точности так же, как происходит их восприятие невооруженным глазом.
Существует несколько различных алгоритмов AWB, но большинство из них подразделяются на две категории. Глобальные алгоритмы используют все пиксели изображения для оценки цветовой температуры. Локальные алгоритмы используют только подмножество пикселей на основе предопределенных правил отбора для этой задачи. Существуют также гибридные алгоритмы, которые выбирают лучший алгоритм на основе содержимого изображения.
AGC (Automatic Gain Control)
AGC – автоматическая регулировка усиления сигнала. Технология предназначена для улучшения качества изображения при недостаточном или чрезмерном освещении.
AGC начинает работать, когда освещенность на объекте имеет низкий уровень, а полностью открытая диафрагма не в состоянии компенсировать недостаток освещенности. Камера автоматически усилит видеосигнал, полученный в условиях более низкой освещенности, чтобы оптимизировать четкость изображения на плохо освещенной сцене. Однако чем больше будет усиливаться сигнал, тем выше будет и уровень помех на экране.
ROI (Region Of Interest)
Region Of Interest – область интереса. Технология позволяет устанавливать повышенное качество изображения в выделенных областях, выбранных на экране. Выделенная на кадре область записывается с максимальным качеством, остальная часть изображения записывается с меньшим разрешением. Использование данной функции значительно снижает трафик и место, занимаемое под архив.
Smart IR
ИК-подсветка засвечивает лицо, затрудняя опознание, когда человек близко подходит к камере. Smart IR – это технология, которая позволяет регулировать интенсивность ИК светодиодов камеры для компенсации расстояния до объекта. При съемке в темноте адаптивная ИК подсветка Smart IR автоматически регулирует мощность излучения в зависимости от расстояния до наблюдаемого объекта в кадре, позволяя получить изображение без пересвеченных областей.
HLC (High Light Compensation)
Реализации технологии HLC в камерах Hikvision
High light compensation — компенсация яркой засветки. В автоматическом режиме отслеживается точка яркой засветки и делается повторный кадр с игнорированием данных от ячеек матрицы в этом месте. HLC применяется для устранения отрицательного влияния на работу камеры ярких источник света попадающих в объектив. Наиболее часто этот режим используется при борьбе со светом автомобильных фар. Кроме того, HLC помогает устранить хоть небольшую, но заметную засветку вокруг уличных фонарей.
Заключение
На видео выше представлены записи с двух камер видеонаблюдения (Hikvision и Nobelic), у которых технические характеристики практически идентичны. Как видите, запись камеры ведут по-разному. Нельзя однозначно сказать, что какой-то поток видеоданных получился хуже другого. Тем не менее, разница видна невооруженным взглядом. На каком решении остановить свой выбор – зависит только от ваших потребностей, личного мнения и соотношений по другим параметрам (например, по цене).
Какое изображение лучше?
Мы перечислили далеко не все дополнительные возможности камер, но разобрали те моменты, которые вызывают больше всего вопросов у наших пользователей. Есть вы хотите улучшить свои знания в теории, есть множество разных источников – например книга А. Гонта «Практическое пособие по видеонаблюдению». Однако одной лишь теории не хватит, чтобы выбрать камеру видеонаблюдения. Всегда смотрите примеры видео!
Технология 3D DNR в видеонаблюдении
Технология 3D DNR в видеонаблюдении
Уникальная технология фильтрации шумов изображения 3D DNR (3D adaptive Noise Reduction Filter) позволяет получить четкое видеоизображение при низком освещении, при этом давая возможность сэкономить до 70% объёма жесткого диска видеорегистратора.
Технология основана на сравнении отдельных кадров друг с другом. При этом в автоматическом режиме проверяются объекты на снимках и различия в их расположении, величине и других параметрах.
Система сама отличает различные процессы (перемещение человека, увеличение размера авто при его приближении и т.д.) от вызванных помехами (цветные точки, рябь). После этого сторонние детали удаляются, а видеоизображение приводится к максимально корректному виду.
3D DNR пришла на смену DNR и 2DNR — предназначенных для выделения наиболее грубых ошибок. Однако они могла работать лишь с элементами, приближенными к камере. Дальний план воспринимался как фон и обработке не подвергался. Вследствие этого система осуществляла неверный анализ кадра и зачастую ухудшала качество изображения. В 3-DNR все ошибки были исправлены.
В отличии от предыдущих версий DNR обработка каждого кадра происходит не один раз, а несколько, что позволяет получить кадр более высокого качества.
Метод 3D DNR объединяет преимущества временных фильтров с пространственными фильтрами, но при этом лишён присущих им недостатков.
В технологии 3D DNR применяется метод уменьшения аддитивного влияния гауссовского шума, анализирующий множество последовательных кадров видео с помощью временной фильтрации.
Метод определяет степень различия между пикселями в текущем кадре и пикселями в предшествующем. Он также определяет вектор движения пикселя в текущем кадре, и аналогичное движение компенсируемого пикселя в фильтрованном кадре.
После этого оценивается искажение, затрагивающее пиксель в текущем кадре. В итоге фильтр рассчитывает результат по усредненному «весу» пикселей в текущем кадре с учетом пикселей второго кадра, учитывая результаты обнаружения и оценки движения, компенсации движения и оценку шума.
Благодаря этому методу можно получить качественное изображение видеосигнала при неблагоприятных условиях освещенности.
Таким образом, основные преимущества технологии заключаются в следующем:
Подводя итог сказанному, можно отметить, что технология 3D DNR позволяет контролировать обстановку на охраняемом объекте при любых условиях — ночью, во время грозы, в тумане и при других помехах. Достаточно правильно выбрать место установки и правильно настроить систему, чтобы получить качественную систему видеонаблюдения, работающую в любых условиях. Поручить это желательно специалистам, способным качественно выполнить монтаж системы.
Наша компания «Запишем всё» вот уже почти 10 лет занимается монтажом систем видеонаблюдения на любых объектах Москвы и Подмосковья. Мы делаем свою работу быстро, качественно и по доступным ценам.
Перечень услуг и цены на них, вы можете посмотреть здесь.