Pomoc techniczna

Regulacja kamer

Regulacja kamer wchodzących w skład systemu monitoringu wizyjnego, w dużym stopniu wpływa na stabilność i efektywność pracy całej instalacji CCTV. Na prawidłowo przeprowadzoną regulację kamer ma wpływ wiele czynników, takich jak oświetlenie, miejsce montażu czy charakter obserwowanych obiektów. Prawidłowo przeprowadzona konfiguracja kamery, a tym samym zapewnienie jej odpowiednich warunków pracy powinna uwzględniać: równowagę barw, korekcję GAMMA, wzmocnienie sygnału, elektroniczną przysłonę oraz synchronizację.

Pierwszym krokiem w konfiguracji każdej kamery jest zapoznanie się z jej wyglądem. Większość dostępnych na rynku kamer, niezależnie czy są kolorowe czy monochromatyczne posiadają kilka typowych dla tych urządzeń funkcji. Przeważnie, konfiguracja poszczególnych funkcji kamery odbywa się przy pomocy specjalnych pokręteł/przycisków znajdujących się pod klapką obudowy. Informacje o tym w jaki sposób należy prawidłowo skonfigurować dane funkcje kamery najczęściej zawarta jest w specjalnej etykiecie na obudowie kamery. Nieco inaczej wygląda konfiguracja kamer z funkcją OSD, która umożliwia użytkownikom zdalną konfigurację kamery przy pomocy wygodnego w użyciu menu ekranowego. Wszystkie funkcje kamery, także te najbardziej skomplikowane można konfigurować za pomocą kanału wideo.

Równowaga barw (Colour Balance)

Funkcja odpowiedzialna za regulację kolorów. Z tego też względu dostępna jest jedynie w kamerach kolorowych. Przeważająca większość współczesnych kamer kolorowych posiada funkcje automatycznego równoważenia barw. Funkcja balansu bieli (White Balance) odpowiedzialna jest za wyrównywanie zmian odcieni temperatury kolorów, których przyczyną jest wpływ różnych źródeł światła. W celu prawidłowego skonfigurowania funkcji balansu bieli należy skierować kamerę na obszar, w których występują różne źródła światła. Konfigurację kamery zewnętrznej najlepiej dokonać wystawiając ją za okno. Po skierowaniu kamery należy ustawić tryb AUTO na czas około 10 sekund, co sprawi, że kamera samodzielnie dostosuje się do warunków oświetleniowych, które panują w środowisku zewnętrznym. Konfiguracja balansu bieli dla kamery wewnętrznej przebiega praktycznie tak samo, tylko z tą różnicą, że przed konfiguracją kamerę należy skierować w punkt ze sztucznym oświetleniem. Należy jednak pamiętać, że taka korekta jest możliwa wyłącznie w przypadku kamer z funkcją automatycznego balansu bieli (AWB – Auto White Balance).

Niektóre modele kamer przemysłowych oprócz standardowej funkcji AUTO często posiadają trzy dodatkowe tryby, które są przystosowane do pracy przy ściśle określonych warunkach i źródłach światła: światło sztuczne żarowe (TUNGSTEN), światło naturalne (OUTDOOR), światło sztuczne – jarzeniowe/ świetlówka (FLUORESCENT).

Kamery wyposażone w ręcznie ustawianą funkcję balansu bieli umożliwiają prawidłowe odwzorowanie barw wyłącznie dla określonego oświetlenia. Z reguły ręczną regulację barw przeprowadza się jedynie w przypadkach gdy mamy do czynienia z różnymi źródłami światła.

Korekcja GAMMA

W przypadku większości kamer i monitorów CCTV mamy do czynienia z nieliniowymi charakterystykami odwzorowania. GAMMA określa nieliniowość charakterystyk odwzorowania kamer przemysłowych i monitorów. Przeważnie GAMMA jest związana ze słabym rozróżnieniem szarych obszarów, w miejscach gdzie występuje niski poziom oświetlenia obserwowanej sceny. Poprzez poprawę liniowości charakterystyk korekcja GAMMA pozwala na zminimalizowanie lub całkowite wyeliminowanie tego zjawiska. W większości przypadków funkcja korekcji GAMMA składa się z dwóch ustawień NORMAL oraz LINEAR (czasem określane jako HIGH i LOW). Oferowane ustawienia przez funkcję GAMMA umożliwiają optymalną konfigurację generowanego przez kamerę obrazu.

Funkcja NORMAL daje możliwość zwiększenia czułości kamery na szare i czarne fragmenty obserwowanej sceny. Jednocześnie funkcja NORMAL kompensuje elementy bieli, dzięki czemu znacznie łatwiej można rozróżnić odcienie szarości i elementy znajdujące się blisko siebie. Przeważnie funkcja NORMAL jest stosowana w sytuacjach gdy istnieje konieczność zapewniania lepszej widoczności obrazu w mniej oświetlonych obszarach. W przypadku zbyt jasnego oświetlenia może pojawić się problem z kompensacją bieli, co utrudnia odróżnianie odcieni bieli. Główną zaletą funkcji NORMAL jest możliwość rozróżniania bardzo wielu odcieni szarości.

Elektroniczna przysłona (EI – Electronic Iris)

Zadaniem układu elektronicznej przysłony EI jest kompensacja wzrostu poziomu wzmocnienia, czyli przeciwnie do działania układu AGC. Elektroniczna przysłona może być sterowana ręcznie lub automatycznie.

Rozważmy zastosowanie kamery z ręcznie regulowaną przysłoną w miejscu o stałbym oświetleniu sceny. Przysłona w pełni otwarta z reguły zapewnia odpowiednie oświetlenie elementów światłoczułych matrycy przetwornika CCD. Problem może się pojawić w miejscach gdzie występują nagłe i duże wzrosty poziomu oświetlenia, co powoduje prześwietlenie obrazu. Rozwiązaniem tego problemu jest właśnie układ EI, który z założenia ma zapobiegać prześwietleniom obrazu. Funkcja elektronicznej przysłony pozwala na zmianę migawki kamery w zależności od oświetlenia w zakresie od 1/50 do 1/100000s (w przypadku kamer CCTV pracujących w trybie NTSC wartości te wynoszą od 1/60 do 1/100000s).

Migawka kamery to element odpowiedzialny za regulację czasu, przez jaki światło pada na element światłoczuły przetwornika CCD. Im dłuższy jest czas otwarcia migawki tym większa ilość światła pada na przetwornik. Ta zależność działa również w drugą stronę im krótszy czas migawki tym mniejsza ilość światła pada na przetwornik, a tym samym zapobiega jego prześwietleniu. Głównym zadaniem układu elektronicznej przysłony to zagwarantowanie optymalnej wartości wyjściowego sygnału wizyjnego na poziomie amplitudy 1Vp-p.

Układ elektronicznej przysłony nie jest bez wad, ponieważ posiada pewne ograniczenia. Czasami możemy spotkać się z efektem rozmycia obrazu. Jest on najczęściej powodowany nagłym i bardzo dużym oświetleniem przetwornika obrazu. Przyczyną tego zjawiska są przeważnie dodatkowe silne źródła światła np. reflektory przejeżdżających samochodów. W nowoczesnych kamerach efekt rozmycia został zredukowany do minimum, dzięki rozwojowi technologii CCD.

Automatyczna regulacja wzmocnienia sygnału (AGC – Automatic Gain Control)

Duża część dostępnych na rynku kamer wyposażona jest w specjalny wzmacniacz sygnału wizyjnego, który aktywuje się w określonych momentach i może wzmocnić poziom sygnału maksymalnie o 28dB. Wzmacniacz sygnału załącza się automatycznie tylko przy spadkach wartości sygnału wizyjnego (np. spowodowanego obniżeniem poziomu oświetlenia) i wzmacnia sygnał, aż do uzyskania pożądanej wartości. Układ automatycznej regulacji wzmocnienia sygnału nie wzmacnia sygnału w przypadku braku oświetlenia, ponieważ do jego pracy niezbędne jest minimalne oświetlenie.

Wzmacnianie sygnału wizyjnego za pomocą układu AGC wiąże się z pewnymi konsekwencjami. Wraz ze wzmocnieniem sygnału wizyjnego następuje jednoczesne wzmocnienie szumów towarzyszących temu sygnałowi, co negatywnie wpływa na poziom jakości obrazu. Taka sytuacja jest do przyjęcia gdy alternatywą dla wzmocnienia sygnału jest całkowity brak obrazu.

Naturalnie najskuteczniejszym rozwiązaniem problemu spadku wartości sygnału wizyjnego jest odpowiednie oświetlenie sceny w każdej sytuacji. W praktyce jednak bardzo rzadko udaje się zapewniać optymalne oświetlenie dla każdego przypadku. Zaleca się aby układ automatycznego wzmocnienia sygnału wizyjnego był zawsze włączony, ponieważ załącza się on jedynie w sytuacjach gdy spada wartość sygnału. Daje to pewność, że w przypadku zaniku sygnału obraz pozostanie widoczny. Każda regulacja obiektywu kamery wymaga ponownego włączenia układu AGC.

Synchronizacja kamer

Synchronizacja kamer to bardzo ważne zagadnienie w systemach monitoringu, w których instaluje się więcej niż jedną kamerę. W instalacjach monitoringu o większej liczbie kamer bardzo często stosuje się specjalne przełączniki. Zła synchronizacja najczęściej objawia się przeskakiwaniem obrazów na monitorze w momencie przełączania obrazu między kamerami podłączonymi do przełącznika. Problem ten wynika głównie z faktu, że obraz z kamer, a właściwie poszczególne ramki obrazu docierają do przełącznika z różną fazą.

Wiele współczesnych kamer przemysłowych posiada szereg funkcji, które pozwalają uzyskać odpowiednią synchronizację kamer. Do najczęściej spotykanych funkcji zaliczamy: LINE-LOCK (LL), GEN-LOCK (GL), LINE-LOCK – PHASE ADJUST (LL - PH).

• Funkcja LINE-LOCK (LL) – synchronizacja kamer odbywa się względem fazy zasilania zmiennego AC. Kamery z włączoną funkcją LL są synchronizowane względem stałego punktu przebiegu prądu zmiennego – przeważnie jest to wartość zerowa w punkcie cyklu. Funkcja LL sprawia, że ramki obrazów z wszystkich kamer są przesyłane jednocześnie. Naturalnie aby skorzystać z funkcji LL kamery muszą korzystać z zasilania AC o tej samej fazie.
  
  
  Fot. Korekcja GAMMA dla ustawienie NORMAL i LINEAR
• Funkcja GEN-LOCK (GL) – synchronizacja kamer odbywa się z wykorzystaniem zewnętrznego generatora. W przypadku funkcji GL sygnał synchronizujący pochodzi z zewnątrz i jest przesyłany do każdej kamery przy pomocą dodatkowego przewodu koncentrycznego. Wysyłane do kamer sygnały z zewnętrznego generatora są zsynchronizowane czasowo. Dużym minusem tego rozwiązania jest konieczność zastosowania dodatkowych przewodów, co nie tylko zwiększa koszty instalacji ale także komplikuje strukturę instalacji monitoringu.
  
  
  Fot. Korekcja GAMMA dla ustawienie NORMAL i LINEAR
• Funkcja LINE-LOCK – PHASE ADJUST (LL - PH) – wykorzystywana do synchronizacji kamer zasilanych prądem przemiennym o różnych fazach. Konieczność zasilania różną fazą przeważnie wynika ze sposobu ułożenia instalacji elektrycznej w budynku oraz oddalenia kamer od siebie. Funkcja LL – PH, czyli synchronizacja kamer z dostosowaniem faz może być stała lub regulowana (FIXE lub ADJUSTABLE). Przełącznik do ustawienia stałego lub regulowanego najczęściej znajduje się z boku kamery. Obydwa ustawienia gwarantują pracę w trybie LL, jednak opcja ADJUSTABLE umożliwia zmianę punkt synchronizacji w cyklu prądu przemiennego. Korekta fazy o 180 stopni do punktu zerowego (w obie strony) najczęściej dokonywana jest przy pomocy potencjometru znajdującego się z tyłu kamery. Z reguły przesunięcie fazy o 120 stopni zapewnia odpowiednią synchronizację kamer przemysłowych.
  
  
  Fot. Synchronizacja kamer zasilanych prądem o różnych fazach – funkcja LINE-LOCK – PHASE ADJUST.

---




...wróć do pomocy

Newsletter

• Strona główna
• Kamery IP
• Cenniki
• Archiwum CCTV
• Mapa strony
• Kontakt