Владо Дамьяновски - CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии (1089174), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Теперь становится очевидным, что выбор такогоалгоритма сжатия, который дает минимальные потери качества, является предметом первостепеннойважности. Но это требование противоречит необходимости очень длительной записи, которая достигается за счет повышения уровня сжатия. Различные стандарты сжатия мы тоже рассмотрим в этой главе,но сейчас необходимо подчеркнуть, что вышеприведенный предел горизонтального разрешенияоцифрованного видеосигнала справедлив еще до того, как будет осуществлено сжатие изображения.Глаз человека менее чувствителен к цветовому разрешению, поэтому в видеонаблюдении форматоцифровки 4:2:2 мы считаем как вполне приемлемый, где дискретизация цветоразностных сигналовРис.
9.10. Разница между полным кадром 720x576 пикселов (иллюстрация слева) и изображениемформата CIF (360x288) будет достаточно велика, а иногда будет заключаться в том, что вы сможетеили не сможете распознать автомобильный номер. В качестве примера сказанному внимательнопосмотрите на фотографию (машина справа).http://www.itv.ruITV— генеральный спонсор 2-го издания книги «CCTV. Библия видеонаблюдения»2389. Цифровое видеонаблюдениеCCTVосуществляется с частотой 6.75МГц (вдвоеменьше, чем частота дискретизации яркост-ногосигнала). Это дает 432 пиксела для PAL и 429пикселов для NTSC в одной строке (включаяимпульсы синхронизации).
Таким образом, водной оцифрованной активной строке умещается360 цветоразностных красных отсчетов и 360цветоразностных синих отсчетов для обоихтелевизионных стандартов.В идеальных условиях, когда частота Найквис-табудет равна 3.375 МГц, 360 отсчетов в активнойстроке будут эквивалентны 3/4x360=270 ТВлиниям. Рекомендация ITU-601 определяет иотсекание частот до 2.75 МГц за счет работыдополнительного фильтра защиты от наложенияспектров, что уменьшаетгоризонтальноеразрешениеаналоговыхцветоразностныхсигналов до 215 ТВ-линий для PAL и 218 ТВ-линийдля NTSC.Все изложенное выше и в особенности данныеоб оцифровке яркостного сигнала позволяет намприйти к очень важному заключениюотносительно разрешения оцифрованноговидео. Сразу отметим, что наш вывод касаетсятолько рекомендации ITU-601, а, как уже былосказано выше, большинство цифровогооборудования, которое используется в видеонаблюдении, придерживается этой рекомендации.При записи на цифровые видеорегистраторы,совместимые с рекомендацией ITU-601, мыне получим никакого преимущества отРис.
9.11. ITU- 601 рекомендует несколько форматов телекамер с разрешением выше 450 ТВ-линий.оцифровки, из которых в видеонаблюдении широко Нечто похожее уже наблюдалось в историираспространен формат 4:2:2.видеонаблюдения, когда использовалисьтелекамеры высокогоразрешения (например, 460 ТВ-линий) для записи на видеомагнитофоны VHS, у которых разрешениеограничено было 240 ТВ-линиями из-за фильтра низких частот.
Конечно, разница в случае с цифровымивидеорегистраторами не будет такой существенной, так как относительно недавно некоторые производители заявили о выпуске цветных телекамер с разрешением 520 ТВ-линий. На практике это для насозначает, что мы не увидим никакой разницы от телекамеры с 460 ТВ-линиями и 480 ТВ-линиямиили даже 520 ТВ-линиями горизонтального разрешения при записи цветного изображения нацифровой видеорегистратор (даже самого лучшего качества), соответствующий рекомендацииITU-601. Следует уделить больше внимания выбору телекамеры с лучшим отношениемсигнал/шум, меньшим смазыванием или лучшим динамическим диапазоном, чем ориентироваться на небольшие отличия в горизонтальной разрешающей способности, которые все равноникто не сможет увидеть. Но еслисистема предназначена только длянаблюдениясиспользованиемвысококачественныхвидеомониторов, у которых разрешение превышает 500 ТВ-линий,такая небольшая разницаРис.
9.12. Если частота дискретизации слишком низка,то видеосигнал будет реконструирован неверно«CCTVФокус» — журнал по системамвидеонаблюдения и охранному телевидениюhttp://www.cctvfocus.ruCCTV9. Цифровое видеонаблюдение239Рис. 9.13. Слева: ТВ-поле; В центре: Эффект чересстрочной «гребенки»; Справа: Работа алгоритмадеинтерлейсинга. Обратите внимание на зубчатые контуры автомобиля на иллюстрации слева, где былаиспользована запись полями, и на качество тех же контуров на иллюстрациях в центре и справа, гдеиспользовалась запись кадрами.в разрешении может оказаться полезной. Впрочем, это потребует подключения раздельного видеосигнала Y/C вместо композитного видеосигнала, что очень редко используется в видеонаблюдении, иначеразница будет практически незаметной.Конечно, никто не может предсказать, с чем мы столкнемся в будущем, но уже сейчас с уверенностьюможно сказать, что рано или поздно в видеонаблюдении появятся телекамеры высокого разрешения исоответствующие им рекомендации по оцифровке.
Однако, пока этого не произошло, нам необходимопомнить о всех ограничениях, с которыми нам приходится сталкиваться, и компромиссах, которые заложены в цифровых системах видеонаблюдения.Все, что было изложено выше, справедливо для горизонтального разрешения, но теперь настало времяпоговорить о вертикальном разрешении. Для некоторых цифровых систем видеонаблюдения вертикальное разрешение будет не менее важно, чем горизонтальное, особенно в тех случаях, когда необходимораспознать лицо или номерной знак автомобиля на расстоянии.В рекомендации ITU-601 выбрано 8-битное квантование,что дает нам 256 уровней квантования(28 = 256). Этотвыбор очень практичен с инженерной точки зрения:ни одна электронно-лучевая трубка не в состояниипередать более 250 оттенков серого, поэтому неимеет смысла квантовать видеосигнал большимколичеством уровней.
Значение 256 выбрано потому,что оно является степенью двойки, а в мире цифровыхустройств, как мы знаем, все представлено нулями иединицами (то есть, в двоичной системе счисления).Имея дело с рекомендацией ITU-601, мы должны бытьготовы к появлению новых подводных камней. Как было вслучае с частотой дискретизации 13.5 МГц, которая учитывала весь видеосигнал, включая синхроимпульсы, ITU-601рекомендует использовать 8-битный диапазон уровнейhttp://www. itv.
ruРис. 9.14. Сравнение полнокадровогоформата с форматом CIFITV— генеральный спонсор 2-го издания книги «CCTV. Библия видеонаблюдения»2409. Цифровое видеонаблюдениеCCTVквантования для представления всех вертикальных деталей видеосигнала. В данном случае мы можемрасценивать время как горизонтальные детали, так как оно имеет дело со строками, которые разворачиваются на мониторе по горизонтали.Таким образом, ITU-601 предлагает из 256 доступных уровней квантования 8-битного диапазона значения 0 и 255 использовать для синхронизации, а значения от 1 до 254 — для видео. Яркостный уровеньчерного задается значением 16 (двоичное значение 00010000), а уровню белого присваивается значение 235 (двоичное значение 11101011).
Значение 128 зарезервировано для определения цветного иличерно-белого видеосигнала.Как уже было сказано выше, количество пикселов по вертикали в ТВ-кадре PAL будет 576,тогда как для NTSC это будет 480, что соответствует количеству активных строк в этих телевизионных стандартах. Необходимо напомнить читателям, что аналоговые телекамеры ввидеонаблюдении генерируют видеосигнал счересстрочной разверткой (50 полей всекунду или 29.97 полей в секунду). Кадр причересстрочной развертке состоит из двухтелевизионных полей, смещенных во времениотносительно друг друга (на 1/50 секунды дляPAL и 1/29.97 секунды для NTSC).
Поэтому воцифрованном видеофрагменте с движущимися объектами может проявляться эффектчересстрочной «гребенки» при записи полными кадрами. Это нормальный телевизиРис. 9.15. Полный кадр, записанный цифровымвидеорегистратором с использованием Wavelet-сжатия онный эффект, возникающий как следствиечересстрочной развертки. Это даже неошибка оцифровки, как иногда считают. Приэтом возникает ощущение, что движущиесяобъекты размываются в направлении движения,и, чем быстрее движется объект, тем сильнеебудет заметен этот эффект.Существуют специальные алгоритмы обработки цифрового изображения, которыепозволяют минимизировать или полностьюисключить этот эффект. Это называетсядеинтерлейсингом (de-interlacing). Такаяфункция присутствует в различных графическихредакторах, таких, как Photoshop илиPhotopaint, но ее имеют и некоторые цифровыевидеорегистраторы.Рис. 9.16.
Полный кадр, записанный цифровымПри записи в полнокадровом режиме, в отличиевидеорегистратором с использованием сжатия MPEG-2 от записи полями, вертикальное разрешениеповышается в два раза, что делает краяобъектов более плавными и позволяет видеть больше деталей (см. примеры на иллюстрациях).
Когдазапись ведется кадрами, но телевизионные поля записываются и обрабатываются раздельно, то приотображении такого фрагмента на экран выводятся поочередно четные и нечетные поля, что вызываетощущение «прыгающего» вверх и вниз изображения, так как четные и нечетные поля смещены относительно друг друга по вертикали на одну строку. На самом деле это вполне естественный эффект, обусловленный чересстрочной разверткой, а не ошибка при воспроизведении, как иногда считают. (Такойрежим отображения производители зачастую пытаются выдать за собственную уникальную разработку.Будьте внимательны, на российском рынке он фигурирует под разными названиями (режим «казино»,«CCTVФокус» — журнал по системам видеонаблюдения и охранному телевидениюhttp://www.cctvfocus.ruCCTV9.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
