Boom na rynku budowlanym, bardzo mocno zauważalny w ostatnim czasie, powoduje również zwiększony popyt na usługi, oferowane przez firmy z szeroko pojętej branży zabezpieczeń, w tym na instalacje systemów CCTV. Okazuje się, że bardzo często inwestorzy, z którymi spotykamy się w trakcie rozmów handlowych, niewiele  wiedzą na temat systemów dozorowych CCTV. Nasuwa się więc zasadnicze pytanie: czy otrzymują oni rzetelne informacje na temat zasad działania, funkcjonalności i szczegółów technicznych proponowanych kamer, rejestratorów i innych urządzeń telewizji dozorowej? Niestety zdarza się, że dwie oferty sprawiające wrażenie identycznych „na papierze", z powodu sporego zamieszania w samym nazewnictwie (a za taką sytuację jesteśmy sami odpowiedzialni), zdecydowanie różnią się od siebie. Jako przykładem posłużę się funkcjami bardzo powszechnymi w kamerach dostępnych na rynku, czyli szerokim zakresem dynamiki oraz trybem dualnym.

    Szeroki zakres dynamiki jest, bez wątpienia, jednym z ważniejszych parametrów opisujących kamery wykorzystywane w telewizji dozorowej. Silne kontrasty to sytuacja dość powszechna, wystarczy wspomnieć o monitoringu zewnętrznym, w którym jedna część sceny jest zacieniona, a druga - wystawiona na bardzo silne słońce. Duże różnice w oświetleniu powodują, że kamery mogą mieć problem z prawidłowym naświetleniem najjaśniejszych lub najciemniejszych fragmentów sceny.

 Fot. 1. Silne kontrasty to sytuacja dość powszechna, wystarczy wspomnieć o monitoringu zewnętrzny, w którym jedna część sceny jest zacieniona, a druga - wystawiona na bardzo silne słońce. Duże różnice w oświetleniu powodują, że kamery mogą mieć problem z prawidłowym naświetleniem najjaśniejszych lub zaciemnionych fragmentów sceny.

Dolna scena została zarejestrowana przy użyciu kamery o szerokim zakresie. 

    Efektem tych kontrastów jest brak możliwości obserwacji niektórych obszarów. Ponieważ taka sytuacja w systemach CCTV jest nie do przyjęcia, wprowadzono w kamerach funkcję rozszerzającą zakres dynamiki. W przypadku kamer JVC wyposażonych w przetwornik CCD jest to Extended Dynamic Range, czyli rozszerzony zakres dynamiki. Producenci kamer używają różnej nomenklatury do jej określenia. W kamerach Bosch jest to XF-Dynamic, natomiast Samsung nazywa tę funkcję WDR (Wide Dynamic Range - szeroki zakres dynamiki). Skrótem WDR posługuje się również wielu innych producentów.

    Zasada działania ExDR jest bardzo prosta. Kamera dokonuje dwukrotnego naświetlenia sceny: z krótszym oraz normalnym czasem naświetlenia.

    Krótki czas naświetlenia pozwala na prawidłowe oddanie bardzo jasnych fragmentów sceny (w przykładzie powyżej - mocno nasłonecznionych), normalny zaś - umożliwia prawidłowe odwzorowanie słabo oświetlonych części (grupa ludzi wewnątrz budynku). DSP (Digital Signal Processor), czyli cyfrowy procesor sygnału, dokonuje połączenia obydwu klatek, dzięki czemu uzyskujemy prawidłowo naświetlony obraz z dobrze widocznymi jasnymi i ciemnymi partiami sceny. Opisany powyżej mechanizm stosowany jest przez wielu producentów w kamerach z przetwornikami CCD. Zakres dynamiki takich kamer to około 52dB (np. JVC TK-C676E z funkcją ExDR, Samsung SDZ-330).

    Zupełnie inne podejście do problemu scen z szerokim kontrastem charakteryzuje kamerę JVC TK-WD310E (B) z funkcją WDR. Kamera ta została skonstruowana na bazie rewolucyjnego przetwornika CMOS, działającego w technologii Digital Pixel System (DPS) firmy Pixim. Wielu producentów kamer z branży CCTV wykorzystuje ten przetwornik w swoich produktach (m.in. Dallmeier, Honeywell, Ikegami, Pelco, Siemens, Baxall i inni. Pełna lista znajduje się na stronach www.pixim.com). Z racji zastosowanych w nim rozwiązań nie można tego przetwornika porównać z żadnymi urządzeniami wcześniej dostępnymi na rynku. Podstawową jego cechą jest automatyczne dobieranie jednego z pięciu czasów ekspozycji dla każdego piksela osobno oraz bezpośrednie przetwarzanie sygnału na sygnał cyfrowy. W rezultacie cechuje się on bardzo szerokim zakresem dynamiki (120dB), nieosiągalnym dla kamer z przetwornikiem CCD. Poniższy rysunek wyjaśnia zasadę powstawania obrazu w kamerze TK-WD310E (B).

Rys. 1. Zasada działania funkcji rozszerzającej zakres dynamiki

    Z powyższych przykładów wynika, że dwie kamery o szerokim zakresie dynamiki, w zależności od typu przetwornika, będą działały w sposób rażąco różny. Aby uniknąć takich niedomówień, w nomenklaturze JVC wszystkie kamery z przetwornikami CCD i funkcją ExDR są nazywane kamerami z rozszerzonym zakresem dynamiki, natomiast szeroki zakres dynamiki jest zarezerwowany tylko i wyłącznie dla kamer z przetwornikiem CMOS. Dzięki takiemu zróżnicowaniu klient ma pełną świadomość funkcjonalności oferowanych urządzeń.

    Brak spójności dotyczący opisów zakresu dynamiki kamer nie jest jedynym tego typu problemem. Podobnie sprawa wygląda w przypadku tzw. kamer dzień/noc lub, inaczej mówiąc, dualnych. Od około dwóch lat na rynku CCTV możemy spotkać kamery, które dzięki elektronicznemu usunięciu informacji o kolorze z przetwornika CCD działają w trudnych warunkach oświetleniowych w trybie czarno-białym. Inaczej mówiąc, oprócz zmiany obrazu z kolorowego na czarno-biały nie uzyskujemy zdecydowanego polepszenia ani jakości obrazu, ani (w szczególności) czułości. Co chcieli uzyskać w ten sposób producenci? Zapewne większą sprzedaż. Chwyt marketingowy chyba się udał. Nie można zarzucić producentowi braku trybu dualnego, aczkolwiek jego przydatność jest wysoce wątpliwa. Wydaje się, że taka kamera nie powinna być nazywana urządzeniem typu dzień/noc. Z nocą ma ona mało wspólnego. Dotyczy to głównie kamer o wysokiej rozdzielczości. Jeśli zależy nam na dobrym obrazie po zmroku, to np. kamery z parametrem 540 linii oraz trybem czarno-białym (elektronicznym) nie są najlepszym rozwiązaniem.

    Niestety, takie kamery są dużo droższe od popularnych kamer dualnych. I tutaj pojawia się problem, gdyż bardzo często klient, decydując się na system, wybiera ten tańszy, chociaż pod względem parametrów pozornie podobny do tego droższego. O ile w przypadku ilości linii klient nie będzie widział zasadniczej różnicy, o tyle w przypadku rozbieżności dotyczących uruchamiania trybu dualnego różnica będzie kolosalna.

    Idealnym rozwiązaniem tego problemu byłoby wprowadzenie zestandaryzowanych nazw dla odpowiednich trybów. To raczej jest jednak niemożliwe. Niektórzy producenci wprowadzili już własne nazewnictwo. Np. firma JVC Professional stosuje nazwę „EASY DAY NIGHT" dla kamer, w których kolor usuwany jest w sposób elektroniczny, oraz nazwę „TRUE DAY NIGHT" dla kamer z mechanicznie usuwanym filtrem IR. Inni producenci najczęściej używają określenia dzień/noc lub tryb dualny z zaznaczeniem, czy kamera posiada mechanicznie usuwany filtr IR, czy też nie (np. Bosch, Samsung, Panasonic)

    W kontaktach z klientami pamiętajmy o tym, że wiedza na temat systemów telewizji dozorowej u przeciętnych zjadaczy chleba jest bardzo nikła, stąd bardzo istotne jest przekazywanie im pełnych i rzetelnych informacji. Dlatego też używanie ujednoliconej nomenklatury jest takie ważne i jednocześnie umożliwia klientowi wybranie oferty najbardziej przystającej do jego potrzeb.

Sławomir Janiso

Łukasz Klepacki

Radioton

 Zabezpieczenia 5/2007