Разрешение сенсоров, использующихся в видеонаблюдении, непрестанно увеличивается. В отличии от камер мобильных устройств, для решаемых в видеонаблюдении задач важно не номинальное количество пикселей, а реальная детализация изображения. Реальное разрешение съёмки зависит от сенсора, оптики, мощности вычислителя, освещенности… В итоге камеры с мегапиксельным сенсором могут показывать менее детализированную картинку, чем модели с меньшим количеством пикселей.
Такая ситуация характерна, когда на рынке только появляются камеры, оснащенные сенсорами с более высоким разрешением. Технология производства новых моделей ещё не идеальна, используются некоторые компоненты предыдущего поколения, ещё нет оптимальных алгоритмов обработки видеосигнала. При этом характеристики старых моделей продолжают улучшаться. Еще новаторские устройства обычно существенно дороже привычного оборудования. Конечно, спустя
И сейчас подобное закономерно для 2 Мпкс видеокамер и видеокамер с сенсорами 4–5 Мпкс. Разрешение у 4 Мпкс камер, при прочих равных, превосходит разрешение Full HD моделей. Чувствительность у устройств массового сегмента сравнялась. Конечно, для камер с более высоким разрешением приходится использовать и более емкий видеоархив. Но модернизация алгоритмов сжатия видеосигнала сглаживает и это различие.
Когда речь заходит о реальном разрешении камеры, важно понимать высокое влияние объектива на эту характеристику. Камера может оснащаться видеосенсором с любым количеством мегапикселей и объективом, предназначенным для 1 Мпкс сенсора. В этом случае реальное разрешение видео не превысит 1 Мпкс. Обычно моторизованные объективы дороже, но позволяют более точно подобрать угол обзора, чем фиксированные объективы. Камеры с моторизованными объективами сейчас могут быть найдены практически у любого производителя.
В прошлом тесте в таких 2 Мпкс камерах мы проверили разрешение, чувствительность и характеристики объективов. В этот раз мы решили посмотреть, что в тех же условиях покажут модели с разрешением 4–5 Мпкс.
В определенных ситуациях 2 Мпкс камеры снимают с лучшим реальным разрешением, чем модели, использующие сенсор с большим номинальным разрешением. Это может быть обусловлено технологическим развитием процесса изготовления и применением более качественных компонентов.
Но есть и более фундаментальная причина. Камеры фиксируют происходящее перед объективом за счёт светочувствительных элементов в видеосенсоре. По сути это и есть пиксели камеры. Их количество определяет итоговое разрешение матрицы. При прочих равных, светочувствительность матрицы высокого разрешения меньше, чем для матрицы низкого разрешения. Это связано с тем, что эффективная светочувствительная площадь с ростом количества пикселей уменьшается за счет увеличения площади «мертвых зон» между пикселями с ростом их числа соответственно.
В обычных условиях освещенности реальное разрешение камер практически достигает максимального значения. Оно больше в камерах, оснащенных сенсорами с большим количеством пикселей. При снижении освещенности реальные разрешения могут оказаться значительно меньше максимальных значений. Получается, что камеры с меньшим числом пикселей могут фиксировать сцену с большей детализацией. В особенности, если речь идёт о сенсорах с одинаковым физическим размером.
Рисунок 1. Съёмка одного объекта разными камерами с близкими физическими размерами сенсора. Слева с меньшим разрешением сенсора, справа с большим.
С величиной видеопотока камеры ситуация более сложная. Современные видеокодеки максимально эффективно сжимают видео с неподвижными сценами. Большую часть времени камеры снимают именно такие сцены. В этом случае различие между 4 и 2 Мпкс будет практически незаметно. А вот при постоянном движении в кадре битрейт в 4 Мпкс моделях больше чем в 2 Мпкс камерах. Конечно, битрейт при снижении реального разрешения тоже закономерно уменьшится.
Что тестируем
Мы решили проверить видеокамеры с высоким разрешением. И ограничились следующими моделями:
- Разрешение — 4–5 Мпкс;
- Уличное исполнение;
- Моторизованный объектив.
Что нам предоставили на тест
В результате в лаборатории оказались следующие образцы:
- BEWARD SV3210RZ2;
- Bolid
VCI-140-01; - Novicam PRO 48.
Еще мы взяли одну недешевую камеру 2018 года. Эта модель оснащена 4 Мпкс сенсором старого поколения OV4689 2013 года разработки. Обозначим ее как Noname и посмотрим, как эта камера будет смотреться рядом с современными вариантами.
Удобным для теста оказалось то, что все модели имеют схожее разрешение по горизонтали. А значит результаты измерений вполне можно будет сопоставить для всех устройств. Разрешение по вертикали будет просто больше у камер с большим разрешением сенсора.
Как станем это измерять
Измерим реальное разрешение камер при помощи специальных тестовых таблиц. Определим влияние освещенности на разрешение камер, или их чувствительность. Для этого измеряем разрешение при уменьшении освещенности со 100 до 0,1 лк.
Определим насколько изменяется разрешение камер при изменении фокусного расстояния объектива.
Определим углы обзора, измерив видимую камерой область при минимальном и максимальном фокусном расстоянии объектива.
Определим быстродействие объектива, как измеренное время изменения угла обзора от минимального до максимального значения.
BEWARD SV3210RZ2
Предоставлена компанией НПП «Бевард».
Единственная модель в тесте с разрешением 5 Мпкс. Обладает наилучшей чувствительностью. Лидирует по стабильности разрешения при изменении кратности объектива. Имеет один из самых быстрых объективов.
Производитель подчеркивает, что в модели применяется современный высокочувствительный сенсор Sony Starvis. В
Производитель отмечает, что для эффективного кодирования видеопотока в камере реализована поддержка кодека H.265 и режима Smart Stream. Для более качественной съёмки в модели заявлена поддержка двукратного WDR до 120 дБ и цифровая стабилизация изображения. В модели заявлена поддержка SIP протокола и ONVIF profile S.
Bolid
Предоставлена компанией ЗАО НВП «Болид».
Является лидером по величине разрешения при максимальной освещенности. Лидирует по ширине диапазона регулирования угла обзора и скорости его изменения от максимального до минимального значения.
В модели есть аудио вход и выход для подключения дополнительного звукового оборудования.
В камере реализована поддержка кодека Н.265. Заявляется водонепроницаемый пылезащищенный корпус с классом защиты IP67. Производитель отмечает, что камеру можно эксплуатировать при температурах от -65°C до +60°C. Кроме того, кожух камеры имеет антивандальное исполнение с заявленной степенью защиты IK10.
Модель имеет встроенный адаптер PoE для питания видеокамеры по кабелю сети Ethernet. Заявлен расширенный динамический диапазон 120 дБ для одновременного отображения ярких и темных участков одного кадра.
Novicam PRO 48
Предоставлена компанией Novicam.
Входит в число лидеров по чувствительности, показывая достаточно хорошую стабильность разрешения при снижении освещенности. Обладает одним из самых широких диапазонов регулирования угла обзора.
Производитель отмечает, что связка мегапиксельного сенсора и высокопроизводительного процессора превращает камеру в мультифункциональное устройство. Мегапиксельный моторизированный объектив с ИК коррекцией позволяет выбрать необходимый угол обзора без необходимости разбора камеры. Заявлен температурный диапазон работы от -45 до +60°С и корпус с классом защиты IP67. Производитель подчеркивает наличие встроенной грозозащиты 2кВ и защиты от переходного напряжения.
Поддержка технологии РоЕ позволит использовать один кабель для передачи питания и данных. Отмечается, что камера обладает широким динамическим диапазоном WDR 120 дБ и поддерживает бесплатный облачный сервис P2P и стандарт ONVIF. Камера обладает совместимостью со всем оборудованием линейки Novicam PRO.
| Камера | Разрешение сенсора, Мпкс | Максимальное разрешение съемки, пкс | Скорость съемки при максимальном разрешении, кадр/с | Объектив, мм | Стоимость, руб | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| BEWARD | 5 | 2560×1944 | 20 | 2,8–12 | 45 | 22900 |
| Bolid | 4 | 2688×1520 | 30 | 2,7–13,5 | 50 | 25424 |
| NOVIcam | 4 | 2560×1440 | 20 | 2,8–12 | 40 | 15411 |
| Noname | 4 | 2688×1512 | 60 | 2,8–10 | 50 | 40000 |
Результаты теста
Рисунок 2. Разрешение камеры по горизонтали при максимальной освещенности.
Рисунок 3. Стабильность разрешения камеры по горизонтали при изменении угла обзора при максимальной освещенности. Больше – лучше.
Рисунок 4. Стабильность разрешения камеры по горизонтали при уменьшении освещенности. Больше – лучше.
Все камеры показали сравнимое значение максимального горизонтального разрешения при максимальной освещенности. И это значение практически не зависит от конкретного фокусного расстояния моторизованного объектива. А вот уменьшение освещенности приводит к заметному уменьшению реального разрешения камер.
Рисунок 5. Диапазон регулирования углов обзора камеры.
Рисунок 6. Время изменения угла обзора камеры от минимального до максимального значения.
Камеры имеют достаточно широкие диапазоны регулирования углов обзора. Причем время изменения угла обзора от минимального до максимального значения будет практически незаметно при эксплуатации камеры в реальных условиях.
Что можно сказать в итоге
Все камеры показали хорошее разрешение во всех режимах превосходящее результат 2 Мпкс моделей. Применение камеры с разрешением выше FullHD действительно позволит получить существенное увеличение детализации картинки. А ведь стоимость 4 Мпкс моделей уже сравнима со стоимостью некоторых 2 Мпкс камер.
Но за увеличение разрешения закономерно придется платить увеличением битрейта и глубиной архива, необходимого для хранения. Не стоит забывать, что технологии видеонаблюдения развиваются. При появлении новых алгоритмов сжатия видео, проблема хранения становится менее критичной.
Поэтому для конкретного проекта выбор между 2 Мпкс и 4 Мпкс камерой уже не столь очевиден. В ближайшем будущем мультимегапиксельные модели получат ещё большее распространение.
