Если требуется обеспечить видеонаблюдение на объекте, в первую очередь следует задуматься о внешних условиях, в которых камера будет функционировать. Бывают случаи, когда требуется следить за особо критичной сценой, иногда в настолько жестких условиях, что обычная серийная модель не проработала бы и минуты. К примеру, видеонаблюдение на космодромах, или в цехах со сверхвысокими температурами и давлениями. В этих случаях, единственным выходом будет применение камеры в специальном кожухе. При обычной эксплуатации, когда к камерам не предъявляются особые требования, достаточно будет использовать готовые решения «все-в-одном», в частности в bullet-исполнении. А благодаря тому, что эти модели постоянно развиваются и совершенствуются, подобных случаев на практике становится все больше. Эти камеры часто оснащены системой обогрева, объективом, ИК-подсветкой, не требуют дополнительных операций по монтажу и настройке, и сразу готовы обеспечивать полноценное видеонаблюдение за объектом.

В частности, идет непрестанное увеличение разрешения сенсоров, одновременно с повышением их чувствительности. А вместе с тем растет и реальная детализация видеокамер. Иногда раньше осознанно использовали модели с меньшим максимальным разрешением, но большей чувствительностью. Такой выбор приходилось делать, поскольку при снижении освещенности, при прочих равных, камеры с одинаковым физическим размером сенсора и меньшим заявленным разрешением показывали более высокое фактическое разрешение. В настоящее время некоторые производители заявляют в своих моделях с высоким разрешением и высокую чувствительность. Такой набор характеристик позволяет получить универсальное устройство, одинаково эффективно работающее как при хорошем освещении, так и при его понижении. Особенно в связке со встроенной ИК-подсветкой. А благодаря высокому базовому разрешению и детализация на видео будет соответствовать требованиям самого взыскательного пользователя.

Однако, под понятие высокое разрешение с каждым годом попадают камеры со все большим количеством мегапикселей. Так, сейчас базовой, и на практике минимальной, величиной считается FullHD или 2 Мпкс. На рынке существуют и камеры с 12 Мпкс и более, но пока они являются скорее экзотическим решением для каких-то нестандартных задач. Но не исключено, что со временем и эта величина станет минимальным разрешением для устанавливаемых на объекте камер.

Что тестируем

Поэтому в этот раз мы решили взять модели из наиболее ходового и развивающегося диапазона разрешений: от 4 до 6 Мпкс. Ограничились уличными камерами со встроенной ИК-подсветкой из среднего ценового сегмента. Тесты мы будем проводить, опираясь на перечень основных задач для уличных видеокамер:

• Максимальное разрешение;
• Равномерность разрешения;
• Работа ИК-подсветки.

Что нам предоставили на тест

В результате в лаборатории оказались следующие образцы:

• Alteron KIB89;
• Beward SV3210RZ;
• Bolid VCI-143;
• RVi-NC4055F40.

Стоит отметить, что половина производителей предоставила на тест камеры с фиксированным объективом, но присутствуют и модели с моторизованным объективом. Хотя такие устройства и обладают рядом преимуществ, мы старались уменьшить их влияние на результаты тестов путем подбора соответствующих методик.

Как станем это измерять

Разрешение камер будем измерять при помощи стандартных таблиц. За счет того, что во всех моделях реализована ИК-подсветка и режим ночной съемки, мы измерим максимальное разрешение при хорошем освещении 500 лк и работе только встроенной подсветки камер.

Для оценки зависимости разрешения камер от освещенности мы измерим реальное разрешение камер при изменении освещенности с 500 лк до 1 лк. Для оценки качества съемки динамического изображения мы проведем аналогичный тест при наблюдении вращающейся тестовой таблицы и освещенности от 500 лк до 5 лк.

А поскольку на тест представлены модели с разным разрешением и имеющие разные оптические системы, мы решили анализировать относительные величины показателей разрешения, вычисляемые как отношение измеренного  разрешения камеры к измеренному максимальному значению в конкретном тесте.

Также мы вычислим равномерность относительного разрешения по полю изображения в зависимости от освещенности. Этот показатель позволит оценить величины реального горизонтального разрешения камер в нескольких зонах угла обзора и при нескольких величинах освещенности соответственно.

Опираясь на ту же самую логику, мы вычислим и равномерность работы ИК-подсветки каждой камеры. Это измерение проведем путем съемки пятна ИК-подсветки камеры на специальной таблице при помощи внешней измерительной камеры. А посредством анализа полученного изображения определим величину угла подсветки, на котором она достигает 50% от своей максимальной измеренной мощности в центре.

Alteron KIB89

Предоставлена компанией Смартек Секьюрити

Единственная модель, которая имеет одинаковое разрешение при съемке, как при высокой освещенности, так и при работе только ИК-подсветки. Измеренное разрешение в 2090 линий делает камеру лидером по разрешению при съемке при освещении от ИК-подсветки и второй по разрешению при хорошей освещенности. Модель входит в число лидеров по равномерности разрешения от освещенности, итоговое падение разрешения составляет 480 линий или 23% от максимального значения. Входит в число лидеров по равномерности разрешения по полю изображения, среднее падение составило 2%.

Производитель отмечает использование в камере КМОП-матрицы SONY 1/2.9” IMX326. Модель позволяет вести видеосъемку с разрешением до 2592х1944 пкс при заявленной частоте до 15 кадр/с. Одна из двух предоставленных камер, оснащенных 5 Мпкс сенсором. Также одна из двух камер, в которых применен моторизованный объектив 2.8-12 мм. Кроме того, входит в группу камер, поддерживающих сжатие видео H.265. В камере присутствуют аудиовход, аудиовыход, вход и выход тревоги. Производитель заявляет дальность встроенной ИК-подсветки до 40 м. Реализован встроенный вход для карт памяти microSD до 128Гб. Модель поддерживает питание от источника 12 В и по PoE. Заявленная чувствительность при цветной съемке 0,1 лк. Камера поддерживает работу по ONVIF v2.6.

BEWARD SV3210RZ

Предоставлена компанией НПП «Бевард»

Является самой дорогой камерой, но при этом обладает самой высокой чувствительностью сенсора в тесте. При низкой освещенности в 1 лк камера видит 1680 линий на статической таблице, и 920 линий при съемке динамической таблицы на 5 лк. Кроме того, лидирует по величине максимального разрешения в тесте при хорошей освещенности – 2120 линий и входит в число лидеров при освещении от встроенной подсветки – 2010 линий. Входит в число лидеров по величине средней равномерности разрешения по полю изображения – падение 2%.

Производитель отмечает, что оснастил камеру новым 5 Мпкс сенсором Sony Starvis для повышения уровня детализации объектов в условиях низкой освещенности. Устройство является единственным, в котором использован привод варифокального объектива 2,8 — 12 мм с автофокусировкой для удаленной настройки угла обзора камеры. Производитель заявляет, что в камере реализован усовершенствованный алгоритм цифровой стабилизации изображения для предотвращения смазывания видео из-за вибраций. Также в модели заявлена поддержка H.265 с технологией анализа изображения Smart Stream. Производитель подчеркивает, что кабель Ethernet подключается сразу внутри герметичного корпуса камеры без монтажной коробки. Заявлена встроенная поддержка расширенной видеоаналитики на 8 функций: подсчет людей, пересечение линии, детекторы праздношатания, саботажа, людей, движения и входа/выхода в рамках заданной области (активация лицензии).

Bolid VCI-143

Предоставлена компанией ЗАО НВП «Болид»

Является лидером по равномерности ИК-подсветки в тесте, имея 50% от ее максимальной интенсивности при 92 градусах. Показывает наилучший результат по равномерности разрешения по полю изображения, среднее значение падения составляет 2%. Также модель обладает одной из лучших равномерностей разрешения в тесте, показывая при съемке динамической таблицы падение до 1040 линий, или 57%. Показывает хорошую равномерность разрешения от освещенности с итоговым падением до 28%, достаточно близким к лучшей величине в тесте – 21%. При этом камера является самой недорогой моделью.

По словам производителя цветная видеокамера предназначена для работы в составе комплекса видеонаблюдения и непрерывной трансляции видеоизображения с охраняемой зоны на системы отображения, записи, хранения и воспроизведения видеоизображения. Модель оснащена 4-мегапиксельным сенсором с разрешением 2688×1520. При этом запись видео доступна на 20 кадр/с. Камера поддерживает эффективное кодирование Н.265. В модели заявлен расширенный динамический диапазон 120 децибел для одновременного отображения ярких и темных участков одного кадра. Производитель заявляет водонепроницаемый пылезащищенный корпус с классом защиты IP67. В камере реализована встроенная ИК-подсветка и адаптер PoE для питания видеокамеры по кабелю сети Ethernet. Производитель заявляет встроенную ИК-подсветку с дальностью до 30 м.

RVi-NC4055F40

Предоставлена компанией RVI Group

Лидирует среди 4 Мп камер по равномерности разрешения от освещенности, как по абсолютному значению, так и по относительному, показывая падение на 520 линий, или 26%. Лучшая, среди 4 Мп камер по величине абсолютного разрешения при съемке с хорошим освещением – 1200 линий, а при работе от встроенной подсветки – 1950 линии. Разница между съемкой при хорошем разрешении и при освещении от ИК-подсветки составляет всего 2%. Эти измеренные величины позволяют ей войти в число лидеров среди всех камер теста.

Единственная модель, которая может записывать видео в реальном времени при максимальном разрешении. В камере заявлена 1/3” КМОП-матрица, обеспечивающая съемку с максимальным разрешением 4 Мпкс (2560×1440) при частоте до 25 кадр/с. Производитель применил в модели фиксированный 4 мм объектив. В камере использована ИК-подсветка с заявленной дальностью 18 м. Единственная камера с заявленной функцией Smart Bitrate, которая по словам производителя, должно обеспечить повышение качества изображения путём динамического изменения скорости записи в условиях ограниченного битрейта (CBR). В камере заявлен 3x WDR (140 дБ) - тройное сканирование кадра с разной экспозицией, также отличающее ее от других протестированных устройств. Модель может питаться как от PoE, так и от источника 12 В при температурах от -40°С до +50°С. Заявлен встроенный датчик температуры для обработки превышения заданного температурного порога как тревожного события.

Результаты испытаний

Таблица Характеристики камер

Рисунок 1 Зависимость горизонтального разрешения камер от освещенности. Больше — лучше

Рисунок 2 Зависимость относительного разрешения камер от освещенности. Больше — лучше

На графиках зависимости абсолютного (Рисунок 1) и относительного (Рисунок 2) разрешения от освещенности наблюдается закономерное падение разрешения при снижении освещенности. Среднее значение падения относительного разрешения составило 25%. Падение абсолютного разрешения практически у всех камер приблизительно равно 500 линиям, что очень близко к средней величине 494 линии.

Рисунок 3 Зависимость горизонтального разрешения камер от освещенности при съемке динамической сцены. Больше – лучше

Рисунок 4 Зависимость относительного разрешения камер от освещенности при съемке динамической сцены. Больше – лучше

Заметно, что при съемке вращающейся таблицы все камеры показали меньшую равномерность разрешения от освещенности. Так, среднее падение разрешения при съемке вращающейся таблицы составило 1100 линии  (Рисунок 3) или 59% (Рисунок 4).

Рисунок 5 Равномерность разрешения по полю изображения. Больше лучше

В результате исследования равномерности разрешения камер по полю изображения, была выявлена интересная особенность, выражающаяся в уменьшении разрешения к центру изображения, и его увеличение вплоть до максимального значения ближе к краям (Рисунок 5). Среднее падение разрешения  по полю изображения относительно максимальной величины составило 3%.

Рисунок 6 Максимальное разрешение  при освещенности 500 лк и работе только встроенной подсветки.  Больше — лучше

Можно отметить, что в основном наблюдалось падение разрешения при съемке в условиях освещения только от встроенной ИК-подсветки (Рисунок 6). Хотя присутствует и  модель у которой падения разрешения при ночной съемке нет. Среднее разрешение в режиме «день» составило 2030 линий, а в режиме «ночь» - 1923 линий, т.е. уменьшилось на 5%.

Рисунок 7 Равномерность ИК-подсветки по полю изображения. Больше – лучше

Тестируемые камеры показывают очень близкие результаты по равномерности работы ИК-подсветки (Рисунок 7). Интересно, что одна из камер теряет 50% интенсивности подсветки при угле даже большем, чем ее угол обзора. А в среднем интенсивность ИК-подсветки камер падает на 50% при угле, равном 88% от максимального угла обзора камер.

Заключение

В заключение можно сказать, что все модели легко справляются с задачами, обычно стоящими перед уличными камерами видеонаблюдения. Техническая начинка и измеренные параметры съемки камер определяются в основном их стоимостью. А значит инсталлятору вполне легко выбрать модель по желаемому набору технических характеристик.

Результатами теста мы подтвердили, что камеры «все-в-одном» с высоким разрешением, обладают отличными характеристиками, как в исполнении с 4 Мпкс сенсором, так и с разрешением 5 Мпкс. Мультимегапиксельные камеры вполне могут решать те же самые задачи, что и более ранние модели, но со значительно возросшей детализацией. Кроме того, новые устройства обладают новейшими функциональными особенностями, дающими им преимущества и с точки зрения технического наполнения.