Tổng hợp các tiêu chí đánh giá camera quan sát
1. Cảm biến hình ảnh
Có hai loại vi mạch (cảm biến hình ảnh) khác nhau về cấu tạo dùng trong các camera giám sát video, camera với vi-mạch ảnh CCD và CMOS , là hai loại camera đang thống trị thị trường thiết bị quan sát quản lý và giám sát an ninh. Như vậy, điều cần biết là bao nhiêu thông tin dữ liệu mà vi mạch ảnh thu được về cho camera CCD (charge coupled device) và camera CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)?
CMOS và CCD đều là mạch tích hợp bao gồm hàng triệu bóng bán dẫn (transistors) của cả hai loại kênh p-n trên một mảnh silicon hình chữ nhật từ 10 đến 400mm2.
Sự khác biệt giữa CCD và CMOS là gì?
CCD nhạy cảm hơn với ánh sáng .
Độ nhạy cảm với ánh sáng là một trong những khác biệt rất lớn giữa camera CCD và camera CMOS. Với kết quả của vật liệu cấu tạo khác nhau để tạo thành vi mạch hình ảnh, cảm biến CMOS hoat động với độ nhạy cảm về ánh sáng thấp hơn 10 lần (là không tốt bằng) so với cảm biến CCD. Mắt người có thể nhìn thấy các đối tượng trong điều kiện ánh sáng ít nhất là dưới 1 LUX, còn cảm biến CCD thấy được mục tiêu nhiều hơn so với mắt con người , CCD vẫn thấy trong điều kiện ánh sáng thấp từ khoảng 0,1 Lux - 3 Lux , có nghĩa là thấy được trong điều kiện tối tốt hơn từ 3-10 lần so với cảm biến CMOS. Độ nhạy sáng của cảm biếnCMOS là khoảng giữa 6 Lux - 15 LUX, CMOS lại nhạy cảm với tỷ lệ cao của tiếng ồn 10 lần so với cảm biến CCD. Cảm biến CMOS có thể không thấy rõ dưới điều kiện ánh sáng khoảng 10LUX , do vậy cảm biến CCD được sử dụng rộng rãi hơn cho phần lớn các camera giám sát video. Thông thường, cảm biến CMOS được sử dụng cho các thiết bị quan sát gia đình vì chi phí thấp hơn ,đồng thời cần hỗ trợ của đèn chiếu hồng ngoại (Led IR) để dùng trong ban đêm.
Các camera loại đặc biệt nhạy cảm với ánh sáng rất thấp "Low light illumination"đều dùng vi mạch ảnh CCD để thấy trong đêm tối mà không cần chiếu led hồng ngoại (xem bài viết liên quan ).Các vật liệu dùng sản xuất vi mạch ảnh CCD (cảm biến CCD) có chi phí tốn kém hơn so với vật liệu chế tạo Vi mạch ảnh CMOS(cảm biến CMOS).
Thông số AD và sự tương tác quan trọng.
Tìm hiểu lý do nào đã gây ra cho cảm biến CMOS tình trạng không có độ nhạy tốt so với cảm biến CCD là những gì? xem điều này trong đoạn tiếp theo sau đây.
Sự khác biệt đầu tiên giữa CCD và CMOS là sự khác biệt về cấu trúc của bộ cảm biến độ phân giải điểm ảnh (pixels). Ngoại trừ việc có chứa các vật liệu bán dẫn "phô-ton ánh sáng" , CCD còn bao gồm nhiều tụ điện loại MOS (Metal Oxide Semiconductor) . Cảm biến CMOS được chế tạo với thiết kế phức tạp hơn, ngoại trừ các vật liệu bán dẫn photon , CMOS còn bao gồm bộ khuếch đại và mạch A/D. So sánh hai loại khi hoạt động trong lãnh vực nhạy cảm khu vực rộng , so với cảm biến CMOS thì cảm biến CCD có mức độ nhạy cảm rộng hơn , CCD có thể tạo ra tín hiệu điện mạnh mẽ hơn khi xuất ở ngõ ra của hình ảnh (vpp - video output) trong cùng một điều kiện môi trường, cảm biến CCD có thể cung cấp hình ảnh với mức tiếng ồn thấp có nghĩa là chất lượng cao hơn. Do đó , cảm biến CMOS theo truyền thống được cho là không tốt như cảm biến CCD.
Tuy nhiên, vì sự phát triển của công nghệ mới , hiện nay đã có những cải thiện rất ấn tượng cho việc chế tạo các cảm biến CMOS thế hệ mới ít thua kém CCD, với lợi thế chi phí thấp, cảm biến CMOS bắt đầu thách thức sự thống trị cảm biến CCD trong thị trường camera cao cấp.
ADC (chuyển đổi analog / digital) vị trí và số lượng khác nhau
CCD và CMOS bao gồm các thiết kế về số lượng ADC và kỹ thuật ADC khác nhau . Mỗi dòng ngang của một điểm ảnh bên trong cảm biến CCD kết nối với một ADC, sau khi hoàn tất tiến trình tiếp xúc ,tín hiệu được chuyển vào một bộ lưu và đưa đến một bộ khuếch đại ADC để nén và điều biến hình ảnh xuất ra (analog signal) . Mỗi điểm ảnh trong cảm biến CMOS kết nối với một ADC, tín hiệu điện sẽ đi qua bộ khuếch đại và chuyển đổi thành tín hiệu kỹ thuật số.(digital signal).
Cảm biến CCD tín hiệu đầu ra dạng tương tự, cảm biến CMOS tín hiệu đầu ra kỹ thuật số.
Cảm biến CCD và cảm biến CMOS với sự khác biệt giữa việc xử lý tín hiệu, cảm biến CCD xử lý thông qua tín hiệu dạng tương tự (analog), với các thông số của dòng-ngang . Cảm biến CMOS thông qua tín hiệu kỹ thuật số, trực tiếp với tham số của độ phân giải điểm ảnh.Do vậy ,khi camera giám sát sử dụng mạng IP để truyền tải thường sẽ được sử dụng với cảm biến CMOS vì ưu thế tín hiêu kỹ thuật số , còn camera giám sát truyền thống lại thường được sử dụng với cảm biến CCD.
Với sự phát triển đặc biệt về vi mạch cảm biến hình ảnh của vài năm qua, các thiết kế cải tiến cho cảm biến CMOS đã tăng diện tích nhạy cảm với ánh sáng gần bằng với mức độ nhạy của bộ cảm biến CCD. Ngoài ra, cảm biến CMOS với lợi thế của cấu trúc đơn giản, chi phí thấp, tiêu thụ điện năng thấp. Cảm biến CCD có thể làm việc tốt hơn CMOS trong điều kiện ban đêm, nhưng ngược lại cảm biến CMOS có thể cung cấp 100 triệu điểm ảnh về hình ảnh HD chất lượng cao, và đó là điều mà các bộ cảm biến CCD không thể đạt được. IP Camera với mức 2-3-5-8-11-16-29 Mega-pixels ra đời là sự thách thức về thế hệ so với CCD
2. Kích thước cảm biến hình ảnh
Cảm biến là nơi có chức năng ghi lại hình ảnh đối tượng muốn chụp. Kích cỡ của những chip này có hình chữ nhật, thay đổi tùy thuộc loại máy ảnh. Trong máy ảnh compact, cảm biến này tương đối nhỏ, đôi khi không lớn hơn so với kích thước của móng tay út.
Các cảm biến sử dụng phép đo đường chéo dưới dạng số thập phân và thường không cho thông số kích thước cảm biến chính xác, đặc biệt làm máy ảnh compact. Bạn có thể hiểu rõ hơn điều này qua sơ đồ hiển thị kích thước tương đối của các loại cảm biến.
Kích thước tương đối của cảm biến nhỏ nhất được sử dụng trong máy ảnh PnS
Pixel (điểm ảnh)
Cảm biến được "đóng gói" với số điểm ảnh cho biết số lượng ánh sáng chiếu vào một phần của tấm silicon. Nói cách khác, số lượng và mức độ của điểm ảnh trên cảm biến ảnh hưởng tới độ phân giải của hình ảnh được chụp.
Mội thấu kính rất nhỏ nằm ở trên mỗi điểm ảnh có chức năng hội tụ các tia sáng từ ống kính máy ảnh đến các điểm ảnh.
Mỗi điểm ảnh lại tạo ra một tín hiệu điện rất nhỏ khi bị ánh sáng chiếu vào, sau đó được khuếch đại và trở thành một tín hiệu kĩ thuật số sử dụng cùng với các tín hiệu từ tất cả các điểm ảnh khác nhau để tạo ra một hình ảnh. Đó là nguyên tắc tương tự việc thu thập ánh sáng và tế bào hình nón có trong võng mạc của mắt người.
Điểm ảnh trên cảm biến
Bạn có thể nghĩ cảm biến như là một bức tranh về các điểm nhạy ánh sáng có chức năng tạo ra một hình ảnh. Rõ ràng các điểm ảnh (hay độ phân giải) có trên một chip cảm biến ảnh hưởng lớn đến khả năng hiển thị chi tiết hình ảnh. Đó là lý do tại sao cảm biến 6 Megapixel tạo ra hình ảnh có số điểm ảnh ít hơn và không cho phép phóng to hình ảnh như cảm biến 12 Megapixel.
Loại lớn và nhỏ
Bộ cảm biến full-frame có trong Nikon D700
Kích thước cảm biến càng lớn thì số điểm ảnh càng lớn, và có thể thu nhận nhiều ánh sáng hơn mà không cần một tín hiệu khuếch đại. Do vậy, các điểm ảnh lớn hơn sẽ cung cấp hình ảnh sắc nét hơn, mượt mà hơn và khử nhiễu tốt hơn khi sử dụng ISO cao.
Những máy ảnh DSLR hoặc APS-C (hoặc có kích cỡ cảm biến DX) chuyên nghiệp có bộ cảm biến full-frame kích thước tiêu chuẩn tương tự như những phim 35mm. Mang lại chất lượng hình ảnh hoàn hảo và sắc nét, thường được các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp sử dụng.
Trong khi đó, những mẫu máy ảnh compact hay DSLR tầm trung thường có cảm biến nhỏ hơn, thích hợp cho người dùng phổ thông sử dụng chụp ảnh sinh hoạt, đời thường ảnh kỷ niệm...
3. Độ phân giải
Những năm gần đây, khi hệ thống giám sát hình ảnh IP được phổ biến rộng rãi trong thị trường giám sát an ninh, người dùng được trải nghiệm hình ảnh chất lượng vượt trội nhờ khả năng ghi hình tốt của các camera có độ phân giải megapixel. Một xu hướng mới nổi hiện nay trong lĩnh vực giám sát IP là sử dụng các camera cung cấp hình ảnh độ nét cao chuẩn HDTV, đã được giới thiệu tới người dùng trong năm 2013 và sẽ tiếp tục phát triển trong các năm tiếp theo. Các thế hệ camera mới này được gọi chung là camera độ nét cao (HD) hoặc camera megapixel. Cả hai loại camera HD và megapixel đều mang đến chất lượng hình ảnh tốt hơn nhiều so với camera analog truyền thống. Tuy nhiên, chúng thường bị đánh đồng là tương đương nhau. Thực tế, có sự khác biệt giữa hai thuật ngữ này.
So sánh Megapixel với HD
Một điều cần lưu ý, HD chính là một tập con của megapixel. Bất kỳ camera nào có độ phân giải hơn một triệu điểm ảnh đều được định nghĩa là camera megapixel. Theo đó, độ phân giải megapixel thấp nhất trong thị trường an ninh hiện nay là 1 megapixel, cung cấp hình ảnh với 1280 x 800 pixel (tương đương hơn 1 triệu điểm ảnh), và độ phân giải cao nhất là 10 megapixel (3648 x 2752 pixel). Độ phân giải của camera megapixel đang tiếp tục tăng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng trong nhiều ứng dụng khác nhau.
Chuẩn HD được xác định với độ phân giải, tốc độ khung hình và tỷ lệ khung hình nhất định, được đề cập ở các camera có độ phân giải tiêu chuẩn 720p hoặc 1080p. Các con số 720 và 1080 thể hiện độ phân giải ngang trong khung hình quan sát. Vì thế, hình ảnh do camera HD 720p cung cấp có độ phân giải 1280 x 720 pixel (921.600 pixel–không phải megapixel), và hình ảnh do camera HD 1080p cung cấp có độ phân giải 1920 x 1080 pixel (gần 2,1 megapixel). Các định dạng hình ảnh HD cũng sử dụng một tỷ lệ khung hình 16:9 (không phải 5:4 hoặc 4:3), với tốc độ khung hình được chuẩn hóa tại 60, 50, 30 hoặc 25 khung hình mỗi giây (fps) tùy thuộc vào TV của người dùng.
Trên thực tế, do camera HD hỗ trợ độ phân giải hình ảnh thấp hơn độ phân giải megapixel khi quan sát, nên camera độ phân giải HD thường không được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống giám sát an ninh.
Sự phát triển của hệ thống giám sát hình ảnh IP
Theo báo cáo nghiên cứu của TechNavio Insights, lĩnh vực giám sát IP đang có tăng trưởng rất đáng kể, đáp ứng được hầu hết nhu cầu khách hàng đầu cuối và các tổ chức lớn. Những tiện ích từ các tính năng trong phần mềm điều khiển và giám sát, khả năng mở rộng hệ thống linh hoạt cũng như độ khả dụng cao của hình ảnh được xem là những yếu tố góp phần vào sự tăng trưởng này. Trong đó, khả năng cung cấp hình ảnh với nhiều lựa chọn về độ phân giải cao là ưu điểm mạnh nhất của camera giám sát IP hiện nay. Ở những camera IP megapixel được hỗ trợ chuẩn nén H.264 HP mới nhất, độ phân giải và luồng dữ liệu đã được lập trình cho việc tối ưu băng thông và dung lượng lưu trữ. Với độ phân giải hình ảnh có thể lên đến 10 megapixel (3648 x 2752 pixel–gần gấp năm lần so với độ phân giải của camera 1080p), giờ đây, việc quan sát và ghi lại hình ảnh chi tiết tại bất kỳ khu vực quan trọng nào đều trở nên dễ dàng, đáp ứng mọi nhu cầu của người dùng.
Hiện nay, có thể lắp đặt camera megapixel tại các địa điểm giám sát với nhiều độ phân giải khác nhau, và có thể kết hợp giám sát trên cùng một hệ thống mạng. Hình ảnh ở những khu vực quan trọng được giám sát và ghi lại ở độ phân giải cao, còn hình ảnh ở các khu vực không quan trọng sẽ có độ phân giải thấp hơn, với tốc độ khung hình chậm hơn. Cũng có thể áp dụng các tính năng phân tích hình ảnh để kích hoạt luồng hình ảnh megapixel, chẳng hạn tự động kích hoạt megapixel khi có chuyển động xảy ra. Cách tiếp cận này giúp tiết kiệm băng thông nhằm tối ưu hóa đường truyền mạng hiện có và không gian lưu trữ.
Nhờ cung cấp độ phân giải cao hơn, các nhà thiết kế có thể sử dụng ít camera megapixel hơn để bao phủ các khu vực rộng lớn mà không lo hình ảnh bị mất chi tiết, giúp giảm chi phí đầu tư cơ sở hạ tầng và hệ thống cáp. Ngoài giảm chi phí lắp đặt ban đầu của hệ thống, camera megapixel còn mang lại những lợi ích trực tiếp lớn hơn, như giảm chi phí vận hành đồng thời vẫn đảm bảo lợi tức đầu tư (ROI).
Ngoài lợi thế cung cấp hình ảnh có độ phân giải linh hoạt, khả năng dễ dàng kết nối vào hệ thống mạng cũng là yếu tố quan trọng thúc đẩy sự tăng trưởng nhanh chóng của camera IP megapixel. Trước đây, mỗi camera analog cần có một sợi cáp đồng trục kết nối để ghi hình, kèm theo là cáp điều khiển và nguồn điện, khiến chi phí cáp tăng theo cấp số nhân. Camera IP cho phép cơ sở hạ tầng mạng kết nối nhiều camera hơn với lượng cáp ít hơn, đồng thời, tính năng PoE giúp cung cấp nguồn điện trực tiếp tới camera trong cùng một sợi cáp mạng, hỗ trợ truyền tải đầy đủ hình ảnh và tín hiệu điều khiển. Đây là một giải pháp lắp đặt rất hiệu quả và đơn giản.
Ngoài ra, hình ảnh với độ phân giải cao do camera megapixel cung cấp sẽ có nhiều chi tiết hơn. Người dùng có thể sử dụng tính năng PTZ kỹ thuật số có trong phần mềm để xem hình ảnh trực tiếp hoặc ghi lại. Do đó, camera megapixel gần như loại bỏ nhu cầu sử dụng camera PTZ cơ, thường có chi phí cao và bộ phận cơ dễ bị hỏng.
Nhiều nhà tích hợp (và người dùng) vẫn có suy nghĩ sai lầm khi cho rằng việc triển khai một hệ thống camera IP megapixel là quá phức tạp. Mặc dù các hệ thống này không đơn giản chỉ cần cắm-và-chạy như quan niệm trước đây, nhưng các nhà cung cấp camera và các đối tác sản xuất đầu ghi hình qua mạng (NVR) cũng như VMS đang nỗ lực mở đường cho việc tích hợp đơn giản hệ thống. Các hiệp hội tiêu chuẩn trong ngành an ninh vật lý như PSIA và ONVIF cũng cố gắng đáp ứng phần nào định nghĩa cắm-và-chạy trên mạng IP theo cách đơn giản nhất có thể. Hơn nữa, các camera megapixel hiện nay đều có nhiều độ phân giải và tốc độ khung hình khác nhau để lựa chọn, rất lý tưởng cho các ứng dụng giám sát chung. Những tùy chọn này cho phép các nhà thiết kế hệ thống linh hoạt hơn trong việc lựa chọn thiết bị và tự tin hơn khi thiết kế.
Xu hướng Megapixel
Khi công nghệ phát triển ngày càng nhanh, việc ứng dụng chuẩn nén H.264 mới nhất vào các camera IP megapixel đã giúp tối ưu vấn đề băng thông và dung lượng lưu trữ, cho phép chuẩn megapixel sử dụng mức băng thông và dung lượng gần như tương đương với độ phân giải chuẩn (SD). Sự chênh lệch về chi phí cũng không đáng kể giữa camera độ phân giải megapixel với camera độ phân giải tiêu chuẩn. Nếu xét ưu thế cần ít camera hơn để bao phủ khu vực rộng hơn, đáp ứng chất lượng hình ảnh tốt hơn, rõ ràng việc sử dụng camera IP megapixel giúp tiết kiệm một khoản đáng kể về cơ sở hạ tầng và chi phí nhân công so với camera analog. Đây là lý do vì sao tổ chức nghiên cứu thị trường IMS Research đã dự đoán việc lắp đặt hệ thống giám sát hình ảnh IP sẽ tăng đáng kể, và hơn một nửa số camera IP được tung ra thị trường năm 2014 sẽ là camera độ nét cao HD hoặc độ phân giải megapixel.
Không thể phủ nhận sự phát triển mạnh mẽ của camera IP megapixel và HD đã giúp người dùng có nhiều lựa chọn hơn về chất lượng hình ảnh. Với camera độ phân giải cao, các hệ thống camera IP hiện nay sẽ mang đến những công nghệ hình ảnh mạnh mẽ, khả năng quan sát trực tiếp rõ ràng và sắc nét, phục vụ tối đa nhu cầu của ngành công nghiệp giám sát an ninh.
4. Tốc độ khung hình
6–10 fps là tốc độ khung hình trung bình được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực giám sát an ninh hiện nay. Tốc độ này đảm bảo những đoạn hình ảnh được ghi và phát lại với chất lượng khá mượt, đồng thời giảm thiểu chi phí trong việc lưu trữ.
Những hình ảnh chúng ta thường xem trên ti-vi được phát ở tốc độ khoảng 30 khung hình/giây (fps). Tốc độ khung hình này được gọi là tốc độ khung hình “trọn vẹn” (“full” frame rate– tốc độ khung hình chuẩn của truyền hình theo hệ NTSC, đảm bảo hình ảnh xuất hiện liên tục và trọn vẹn, không ngắt quãng). Trong lĩnh vực giám sát an ninh, các camera IP đạt tốc độ khung hình “trọn vẹn” cũng ngày càng trở nên phổ biến. Quả thật, hầu hết các camera IP cao cấp hiện nay đều được thiết kế để hỗ trợ tốc độ 30 fps.
Tuy nhiên trên thực tế, tốc độ khung hình nào đang được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực giám sát an ninh hiện nay? Và tại sao lại chọn tốc độ đó? Thông qua những phản hồi từ hơn 80 nhà tích hợp hệ thống đã từng triển khai khoảng 1000 hệ thống giám sát an ninh trên toàn thế giới, bài viết này sẽ giúp chúng ta tìm ra câu trả lời cho những thắc mắc trên.Trước tiên, hãy xem qua biểu đồ phân tích có được nhờ phản hồi từ các nhà tích hợp hệ thống (xem biểu đồ).Có thể thấy các hệ thống giám sát an ninh hiện tại đang sử dụng một tốc độ khung hình khá thấp trong việc ghi hình. Khoảng 70% hệ thống sử dụng tốc độ khung hình ở mức 10 fps hoặc thấp hơn. Tốc độ này thấp hơn mức tốc độ khung hình “trọn vẹn” đến 70%.
Tuy nhiên trên thực tế, tốc độ khung hình nào đang được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực giám sát an ninh hiện nay? Và tại sao lại chọn tốc độ đó? Thông qua những phản hồi từ hơn 80 nhà tích hợp hệ thống đã từng triển khai khoảng 1000 hệ thống giám sát an ninh trên toàn thế giới, bài viết này sẽ giúp chúng ta tìm ra câu trả lời cho những thắc mắc trên.Trước tiên, hãy xem qua biểu đồ phân tích có được nhờ phản hồi từ các nhà tích hợp hệ thống (xem biểu đồ).Có thể thấy các hệ thống giám sát an ninh hiện tại đang sử dụng một tốc độ khung hình khá thấp trong việc ghi hình. Khoảng 70% hệ thống sử dụng tốc độ khung hình ở mức 10 fps hoặc thấp hơn. Tốc độ này thấp hơn mức tốc độ khung hình “trọn vẹn” đến 70%.
Các nhà tích hợp hệ thống lựa chọn camera SD nhiều hơn camera MP thì thường sử dụng tốc độ khung hình cao hơn mức trung bình so với các nhà tích hợp hệ thống còn lại. Nhìn từ biểu đồ, khoảng 70% các nhà tích hợp hệ thống sử dụng tốc độ khung hình thấp hơn 10 fps và trong số đó chỉ có 50% nhà tích hợp lựa chọn camera SD. Thực tế, việc sử dụng camera MP có vai trò nhất định trong việc định ra giới hạn tốc độ khung hình nhưng sự ảnh hưởng đó cũng không quá lớn. Có thể thấy hầu hết các nhà tích hợp hệ thống đều lựa chọn tốc độ khung hình ở khoảng 7–8 fps, thậm chí đối với những nhà tích hợp sử dụng chủ yếu camera SD cũng chọn tốc độ khung hình chỉ ở mức 10 fps.
Kết luận
6–10 fps là tốc độ khung hình trung bình được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực giám sát an ninh hiện nay. Tốc độ này đảm bảo những đoạn hình ảnh được ghi và phát lại với chất lượng khá mượt, đồng thời giảm thiểu chi phí trong việc lưu trữ. Đây là vấn đề mà các nhà tích hợp hệ thống luôn đặc biệt quan tâm khi triển khai một hệ thống giám sát an ninh với số lượng camera lớn.
5. Độ nhậy sáng
Độ nhậy sáng là một tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lượng camera.
Minimum illumination là một cách để đánh giá độ nhậy của một camera. Nói theo một cách khác, nó có nghĩa là, tối ở mức nào thì camera vẫn có thể nhìn thấy hình ảnh sử dụng được. Bởi vì không có chuẩn ISO nào để đánh giá, do đó phần lớn các nhà sản xuất có cách riêng của họ để kiểm tra độ nhậy của cảm biến hình ảnh.
Cách thông dụng nhất để tính toán min. illumination (độ sáng nhỏ nhất) được gọi là “target illumination”, nghĩa là bao nhiêu ánh sáng được nhận trên bề mặt của cảm biến hình ảnh. Có 3 yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình tính toán, đó là:
F-stop: F-stop của ống kính sử dụng cho camera được kiểm tra
F-stop thể hiện tỉ lệ độ mở của ống kính, ví dụ như ống kính F1.4 sẽ nhận được nhiều ánh sáng gấp đôi ống kính F2.0, hay ống kính F1.0 sẽ nhận được nhiều gấp 100 lần ống kinh F10. Do đó, khi kiểm tra phải xác định rõ F-stop của ống kính.
Màu sắc nhiệt: Màu sắc nhiệt của nguồn sáng
Các ánh sáng với bước sóng khác nhau sẽ tạo ra số lượng electron khác nhau. Ví dụ ánh sáng bước sóng 600nm sẽ tạo ra số lượng electron gấp 10 lần sánh sáng bước sóng 900nm, do đó độ nhậy sẽ gấp 10 lần.
IRE: Mức độ IRE của biên độ hình ảnh
Biên độ lớn nhất của hình ảnh đầu ra từ 1 cảm biến CCD thường là 100 IRE hay 700mV. Một hình ảnh ở 100 IRE nghĩa là nó tạo ra hình ảnh với độ sáng và độ tương phản tốt nhất, tương tự với 50 IRE chỉ cho hình ảnh với độ sáng và độ tương phản một nửa. Camera sẽ có nhiễu khi ở mức 10 IRE, khi đó AGC ở mức cao nhất. Khi đo ở 10 IRE sẽ tạo ra giá trị min. illumination nhỏ hơn 10 lần so với đo ở 100 IRE.
Tỉ lệ phản chiếu: Tỉ lệ phản chiếu của đối tượng và nền
Tỉ lệ phản chiếu của đối tượng và nền sẽ ảnh hưởng đến kết quả đo, một đối tượng với 100% phản chiếu sẽ tạo ra ánh sáng nhiều gấp 100 lần so với đối tượng với 1% phản chiếu.
Các thông số thường thiết lập khi đo:
F stop: F1.4
Color temperature: 5600k
Video level: 30 IRE
Reflection ratio: 80%
Ví dụ: Camera V3320BX-DN của Verint có thông số:
Minimum Illumination 0.2 lux (color) / 0.02 lux (B/W) , F1.2, 1/1, Max gain
6. Power over Ethernet
PoE là Power over Ethernet, tức là bạn dùng cable RJ45 nối vào cổng này thì sẽ có khả năng cấp điện năng cho thiết bị nối ở đầu kia, thường là camera (thông thường 8 lõi trong cáp UTP chỉ dùng được 4 lõi để truyền/nhận thông tin, còn 4 lõi kia thì để phục vụ cho mục đích khác như PoE)
Chức năng POE là chức năng cấp nguồn qua dây cáp mạng.
Khi triển khai như vậy nên chú ý tới các thông số về điện, được chia thành 4 lớp sau:
# Class 1 – 4.5 watts at PoE port; 3.84 watts at device
# Class 2 – 7.5 watts at PoE port; 6.49 watts at device
# Class 3 – 15.4 watts at PoE port; 12.95 watts at device
# Class 0 – 15.4 watts at PoE port; .44 to 12.95 watts at device
7. Wide Dynamic Range
Chức năng Wide Dynamic Range (WDR) là chức năng của Camera quan sátt được mong đợi sẽ đem lại những hình ảnh rõ nét hơn trong những tình huống mà cường độ ánh sáng nền rất mạnh, đó là trường hợp các khung hình cùng tồn tại hai khu vực rất sáng và rất tối.
Chức năng Wide Dynamic Range (WDR) cho phép chụp và hiển thị cả hai khu vực sáng và khu vực tối trên cùng một khung hình, theo cách mà bức ảnh hiển thị rõ ràng các chi tiết trong cả hai khu vực, tức là khu vực sáng không quá sáng, khu vực tối không quá tối. Ánh sáng lúc này được cân bằng và phân phối đồng đều để tạo nên một bức ảnh rõ nét, trung thực.
Cách sử dụng của WDR
Các camera WDR thường được sử dụng cho mục đích camera giám sát, và trong một số ứng dụng y tế. Trong mục đích giám sát, WDR cho phép camera lọc và hạn chế cường độ sáng mạnh của ánh sáng xung quanh một đối tượng nào đó và như vậy nó sẽ nâng cao khả năng nhận dạng hình ảnh của đối tượng.
WDR thường được khuyên dùng trong trường hợp ánh sáng rọi vào phòng từ nhiều góc khác nhau chẳng hạn như qua nhiều ô cửa sổ. Một camera được đặt trong phòng sẽ có thể nhìn ngược chiều ánh sáng mặt trời rọi vào hoặc một nguồn sáng nhân tạo hướng tới nó. Nếu một camera an ninh trong phòng được quay về hướng cửa sổ hoặc cửa đi lại, thì với tính năng WDR nó sẽ nhìn được các hình ảnh phía sau cánh cửa trong suốt cả ngày. Điều này rất phổ biến trong các nhà hàng và cửa hàng có cửa kính lớn.
Phơi sáng ảnh thời gian ngắn và phơi sáng ảnh thời gian dài.
Dải động (intraframe) của 1 camera thường được định nghĩa là tỉ lệ của điểm sáng nhất và điểm tối nhất trên cùng 1 bức ảnh. Nó cũng được gọi là sự tương phản lớn nhất của bức ảnh. Thật không may mắn, dải động của hầu hết camera điện tử đều bị giới hạn. Nó hẹp hơn dải động của hầu hết các khung cảnh tự nhiên và cũng bị giới hạn nhiều hơn so với phim ảnh.
8. Electronic Shutter
How Shutter Speed Works
When you press the button on a camera and hear that distinctive click, you're hearing the sound of the camera's shutter opening and closing in a fraction of a second. The shutter opens to let light through to the film or electronic sensor, and closes again. If you alter(thay đổi, biến đổi) the length of time the shutter stays open, you can drastically change the kind of image you'll end up with. Along with (cùng với) camera lenses, ISO level, focus and aperture (độ mở) settings,shutter speed is one of the primary factors in photo quality.
There are two important things to remember about shutter speed. First, at slow shutter speeds -- when the shutter stays open for a longer time -- objects in motion will appear blurry (mờ, ko rõ nét) in the photograph (and everything will get blurry if the camera itself isn't held still). That's because the same object is recorded in multiple places on the film or sensor as the object moves across the frame during the time that the shutter is open. Second, the longer the shutter is open, the more light reaches the film/sensor, resulting in a brighter overall image.
Shutter speeds are indicated by fractions of a second, with 1/1000 being the fastest shutter speed that you'll find on a typical consumer point-and-shoot camera. Some high-end SLR cameras can shoot as fast as 1/8000 or even 1/16000 of a second. Shutter speeds are standardized so that changing the speed will give you either one half or twice as much light (depending on which way you changed it). For example, changing from 1/30 to 1/60 results in half as much light hitting the sensor.
To change your shutter settings, you turn a dial or switch on an older camera. Today's digital cameras usually feature the shutter speed adjustment via an on-screen menu.
Oh, and that shutter sound we mentioned earlier? If you have a small digital camera, there's a good chance you won't hear the shutter's click at all. You might be hearing a fake electronic shutter sound, because pocket-sized digital cameras use electronic shutters. Instead of a physical shutter opening and closing mechanically, the sensor simply turns itself on and off for the appropriate length of time. Why don't all cameras use this method? The electronics involved force a compromise in image quality, which is why higher-end digital cameras still use mechanical shutters.
What shutter speed is best for which kind of photo? And what special effects can you create by manipulating shutter speed? We'll explain that next.
Fast and Slow Shutter Speeds in Photography
If you're looking to shoot crisp, clear photos, you'll usually want to use the fastest shutter speed possible. The primary limitation of shutter speed is available light. Since a fast shutter doesn't let as much light through, it can lead to overly dark photos if lighting conditions are dim to begin with. You can compensate by opening up the aperture (the opening that allows light into the camera) and using a higher ISO setting (measuring the film's sensitivity to light), but these changes also have their own tradeoffs. If you're trying to capture fast-moving action, like a sporting event or a playful pet, fast shutter speed is vital. If the scene is too dark, your only option might be to alter the lighting or use a flash.
If you're shooting a stationary subject in low light conditions, you can use a slower shutter speed. This can allow you to capture a scene with shadows and subtle lighting that might be lost if you used a flash. Make sure to use a tripod or activate your camera's stabilization feature, if it has one. If your shutter speed is anything slower than 1/60, it will be almost impossible to hold the camera still and avoid a blurry photo.
If you're looking to shoot some special effects, shutter speed can help you out. Slow down your shutter just a little, and those crisp action shots show dynamic movement as some things become slightly blurred. Slow it down a little more, but this time pan the camera along with the movement of one object. Now that object will be crisp while the background shows as a blur. A photo of a waterfall with a slow shutter, using a tripod, will show a luminous sheet of water instead of clear individual splashes.
A more advanced way to use slow shutter speeds is to use an external flash to illuminate one particular object. Imagine that you're photographing four couples dancing in a ballroom, and you want one couple to appear crisp while the others remain blurred in the background. Set the camera on a tripod for a slow shutter speed, then set off a brief external flash. The flash will illuminate the "featured" couple, so a crisp image of them will be captured during that one instant. The other couples, who were positioned so the flash didn't illuminate them, will remain blurred by their motion. Some photographers specialize in light painting, in which the subject moves a brightly colored object through a dimly lit scene, "painting" blurs of light in various parts of the image.
As in all things in photography, the key to finding the right shutter speed for your situation is experience, and you gain experience through experimentation. Try different shutter speed/aperture/ISO combinations until you find one that works, and play around with special effects to see what happens.
0 Comments: