OSD-menu – в переводе с английского On-Screen Display, т.е. «дисплей на экране». Но у нас его обычно называют «экранным меню». Этот тип меню есть в любой современной цифровой технике, которая оснащена экраном, либо которую можно подключить к телевизору или монитору.

Настройка камер видеонаблюдения также может осуществляться посредством специального OSD меню (экранное меню). Экранное меню позволяет пользователю изменять режимы работы камеры и выбрать оптимальные настройки для получения качественного изображения при любых условиях.

OSD меню для камеры видеонаблюдения каждый производитель структурирует по-разному, но в целом настройка похожа, и не вызывает особых трудностей. Главные настройки сосредоточены в основном меню, а в подпунктах осуществляется тонкая регулировка параметров видеокамеры.

Нужно сразу отметить, что возможности камеры во многом зависят от применяемого в них процессора. Своеобразным «посредником» между процессором и пользователем и выступает экранное меню камеры.

Все камеры с функцией OSD позволяют настраивать типовые параметры (яркость, контрастность, баланс белого и т.д.), так и активировать дополнительные функции, расширяющие общепринятые возможности видеокамеры.

К ним относятся настройка BLC (компенсация задней засветки), многозонный детектор движения, настраиваемые маскированные зоны и т.д. Именно манипуляцией настройками этого меню можно управлять работой процессора камеры, и их изменение во многом определяет качество картинки.

Экранное меню у камер может быть самым разным. При этом производители не утруждают себя написанием подробных инструкций по конфигурации своих камер с помощью данного меню, прикладывая только брошюрку с коротким описанием настройки основных функций.

При большой распространенности камер с OSD меню — нигде нет толкового описания того, как же настраивать камеру с помощью него при различных внешних условиях наблюдения.

Поэтому в таких случаях монтажникам систем видеонаблюдения остается полагаться на собственный опыт, полученный при работе с OSD меню камер разных производителей, благохорошо, что многие основные функции всех камер являются однотипными.

Основная цель данной статьи – помочь разобраться инсталляторам и пользователям средств видеонаблюдения в основных функциях камер и их настройке с помощью экранного меню для различных целей и условий работы.

Рассмотрим несколько условий, в которых в большинстве своем работают камеры видеонаблюдения: помещение с искусственным светом, улица днем и ночные сумерки.

Во всех этих режимах освещенность, спектр и цветовая температура света будут различными, поэтому и настройки камеры работающей в этих условиях тоже будут выбираться исходя из условий работы.

Настройка камеры для съемки в помещениях с искусственным освещением.

Обычно источниками освещения  помещений являются лампы дневного света. Цветовая температура таких ламп находится в интервале 4000-6500 К, а спектр излучения — в диапазоне 350-730 нм.

Основная проблема организации видеонаблюдения в таких помещениях – сильные отражения от стен, пола и предметов интерьера.  Поэтому в первую очередь необходимо устранить засветку объектива камеры настройкой следующих параметров:

Режимы настройки скорости затвора (SHUTTER) – данный параметр имеет автоматический и ручные режимы, ручные режимы могут быть полезны для съёмки быстрых процессов или наоборот позволить снимать медленные процессы в условиях плохой освещённости.

Скорость срабатывания электронного затвора 1/50, 1/60, 1/120 и т.д. означают доли секунды, на которые происходит открытие электронного затвора и накопление света. В случае ярко освещенного помещения бывает полезно устанавливать значения не более 1/50.

Часто в списке режимов срабатывания затвора есть пункт FLK – так обозначается скорость затвора, равная 1/120 или 1/60 – данный режим позволяет избавиться от мерцания изображения, которое проявляется при искусственном освещении и частоте сети не кратной 50 Гц. Для нашей страны это неактуально, т.к. частота сети всегда равна 50 Гц.

AGC (Automatic Gain Control) – автоматическая регулировка усиления (АРУ). AGC отвечает за автоматическую подстройку уровня сигнала в зависимости от условий внешней освещенности.

При правильной регулировке AGC можно добиться полной или частичной компенсации засветки. Обычно экранное меню камер содержит либо ступенчатую регулировку усиления (LOW, MIDDLE, HIGH, OFF) либо относительно плавную.

С AGC связана еще одна очень полезная функция D-WDR – расширение динамического диапазона. Многие пользователи систем видеонаблюдения сталкивались с ситуацией, когда камера, снимающая одновременно ярко освещенные и затененные объекты (например, человека на фоне яркого света от окна), не может правильно передать детали части изображения находящейся в тени, и поэтому эта часть отображается слишком темной.

Функция D-WDR позволяет избежать потери контрастности и усреднить яркость изображения. Таким образом достигается одинаково хорошее различение как ярких, так и затененных деталей изображения.

Если WDR имеет низкое значение, в кадре одновременно оказываются светлые и темные зоны, поэтому камера рассчитывает экспозицию таким образом, чтобы охватить максимум градаций яркости, что вызывает потерю контрастности.

Установка WDR в режим HIGH  задает наибольшую ширину динамического диапазона для камеры, что приводит к усреднению яркости изображения и заметному улучшению его качества.

В некоторых камерах D-WDR может иметь два режима работы: для улицы (OUTDOOR) и внутри помещения (INDOOR), поэтому при использовании камеры в помещении с искусственным светом режим работы D-WDR следует установить на INDOOR.

Еще одной проблемой в помещении может стать ослепление камеры от источника света, направленного прямо в объектив. В этом случае хорошего изображения простой регулировкой скорости затвора и настройкой AGC не добиться.

Для этого в камере реализована функция подавления прямой засветки объектива – HLC (Highlight Compensation – компенсация задней засветки) либо различные вариации на ту же тему – BLC (Backlight Compensation), SBLC (Super Backlight Compensation).

Суть одна: уменьшение влияния источников света, «ослепляющих» камеру. Свет, засвечивающий объектив камеры способен сильно снизить эффективность применения ее как средства обеспечения безопасности.

Компенсация задней засветки (BLC) – так же имеет автоматический и ручные режимы, в ручном режиме позволяет выделить зоны, по которым будет вестись обработка.

Позонная настройка данного параметра требуется в случае, когда в кадре, одновременно находиться источник встречного света и объект, который требуется идентифицировать, частный случай чтение номера автомобиля в ночное время (в кадре свет фар и гос. номер).

При включении функции HLC происходит автоматическая маскировка источника яркого света. При этом существенно лучше отображаются объекты, находящиеся как перед источником света, так и за ним.

Настройка цветопередачи.

В помещении с искусственными источниками света, как правило, часто приходится регулировать баланс белого. Баланс белого (WHITE BALANCE) – режим автоматического управления, режим автоматического отслеживания и ручной режим, позволяет повысить качество изображения в сложных и специальных условиях освещённости.

Регулировка баланса белого позволяет настроить соответствие цветовой гаммы изображения, получаемого с камеры, истинной цветовой гамме объекта съёмки.

Как правило, камеры имеют несколько режимов:

ATW — автоматическая настройка баланса белого в пределах температуры цвета в пределах 1800°K ~10500°K.

AWC – автоматическое слежение за балансом белого. При выборе этого режима камера будет автоматически подстраивать баланс белого исходя из внешней обстановки, в отличие от ATW, который производит однократную автоматическую настройку баланса.

MANUAL – режим ручных настроек. В случае неверного отображения цветов в автоматических режимах, можно установить вручную уровень составляющих цветов: красного (RED) и синего (BLUE) с помощью отображаемых на экране ползунков.

AWC→SET – адаптационные настройки баланса белого. В целях получения оптимальных настроек следует навести камеру на белый лист бумаги и нажать кнопку ENTER.

В случае изменения параметров освещения (например, замены ламп накаливания на флуоресцентные) процедуру необходимо будет повторять.

INDOOR (внутри помещения) – если камера установлена внутри помещения, можно использовать этот режим, задающий баланс белого для цветовой температуры, лежащей в пределах 4500°K~8500°K.

OUTDOOR (вне помещения) – автоматическая настройка баланса белого в пределах температуры цвета 1800°K~10500°K. – в таком температурном диапазоне находится солнечный свет в течение суток. Установка баланса белого в режим OUTDOOR часто дает правильную цветопередачу при применении камеры на улице.

Настройка камеры для съемки на улице при дневном освещении

Как правило, основные проблемы, с которыми сталкивается монтажник систем видеонаблюдения на этапе настройки системы и пользователь при эксплуатации камер на улице:

    • • засветки, вызванные бликами и отражениями света от всевозможных объектов: асфальта, стен зданий, окон и т.д.,
    • изменение условий освещенности. В пасмурную погоду или вечером изображение заметно теряет в качестве из-за недостатка освещенности. По этой же причине увеличивается зашумленность изображения, наблюдаемая в виде хаотического мельтешения цветных или черно-белых пикселей на экране.

Борьба с засветками и бликами при настройке уличной камеры ведется точно так же как и в описанном случае, когда камера установлена в помещении.

Как правило, в солнечный день освещенность на улице существенно выше, чем в помещении с искусственными источниками света, поэтому в первую очередь следует произвести настройку электронного затвора или степени открытия диафрагмы (IRIS).

Если же регулировкой электронного затвора или диафрагмы полностью устранить засветку не удастся, то дальнейшую компенсацию засветки следует выполнять с использованием функции WDR или BLC.

При настройке уличной камеры посредством OSD следует выставить автоматическую регулировку усиления (AGC) в значение HIGH или MIDDLE – в этом случае колебания освещенности не будут оказывать значительного влияния на яркость изображения на экране монитора.

Также при снижении освещенности на изображении становятся заметны шумы, обусловленные особенностями устройства светочувствительной ПЗС-матрицы.

Для того чтобы минимизировать влияние шумов на полезный видеосигнал, следует задействовать функцию шумоподавления (DNR – Dynamic Noise Reduction).

Уровень шумоподавления во всех случаях желательно выставлять на максимальное значение.

Настройка камеры для съемки на улице в сумерках или ночью

В первую очередь стоит отметить, что ночное видеонаблюдение всегда будет уступать по качеству изображения видеонаблюдению дневному.

Лучшим способом организации приемлемого качества картинки с оглядкой на стоимость конечного оборудования, пожалуй, является использование инфракрасной подсветки.

Установка искусственного освещения в таких случаях будет достаточно дорогостоящим предприятием как в отношении цены оборудования, его монтажа, так и эксплуатации.

Видеонаблюдение в ночное время, как правило, ведется в черно-белом режиме съемки по причине того, что чувствительность камеры в этом режиме выше, чем в цветном.

Кроме того съемка в цветном режиме должна происходить без инфракрасного фильтра, что приводило бы к значительным цветовым искажениям.

По этим причинам при настройке камеры, работа которой предполагается днем и ночью необходимо в первую очередь выставить режим работы на «авто» (“AUTO”).

Автоматическая смена режимов «день» и «ночь» позволяет устанавливать автоматический и ручной режимы работы. Ручная настройка позволяет принудительно устанавливать чёрно-белый или цветной режим.

Автоматический режим позволяет камере при недостаточной освещённости в чёрно-белый режим работы, что значительно снижает уровень шумов, как правило, проявляющихся в цвете.

Для автоматического режима так же можно настроить условия работы, например задержку по времени, это позволит исключить ложные переключения, при кратковременном перекрытии объектива.

В некоторых случаях режим автоматического перехода «день/ночь» может содержать расширенные настройки.

В экранном меню камеры видеонаблюдения показатели S-LEVEL и E-LEVEL соответственно, начальный и конечный уровень освещенности, при котором камера будет переходить в режим «ночь» (S-LEVEL) и в режим «день» (E-LEVEL).

Некоторые модели камер содержат весьма полезную функцию компенсации засветок, вызванных инфракрасными осветителями при наблюдении в ночное время – SmartIR.

Например, в некоторых камерах автоматически регулируется величина сигнала при его обработке процессором до приемлемого уровня, при котором на полученном изображении засветки будут минимальны, либо будут отсутствовать вообще. Доступ к настройке Smart IR можно также получить через экранное меню.

Одна из возможностей Smart IR состоит в том, что она имеет возможность задания области крана, в которой будет срабатывать компенсация засветки. Для задания области следует выбрать пункт Area меню IR SMART.

В появившемся подменю можно изменять размер области по высоте (height), ширине (width), перемещать область вверх-вниз (top/bottom) и влево-вправо (left/right).

Однако, не все модели камер способны производить съемку в ИК-спектре. В случае, когда камера не чувствительна к ИК-освещению, ночную съемку можно проводить, используя функцию SENS-UP – режим накопления.

Принцип работы режима накопления построен на особенности ПЗС-матрицы: она может накапливать заряд в светочувствительных ячейках в течение длительного времени, формируя изображение даже в темноте, когда человеческий глаз не способен ничего различить.

Режим накопления кроме всего прочего достаточно хорошо подавляет шумы. Фактически режимы работы SENS-UP есть не что иное, как длительные выдержки электронного затвора.

И обозначение режима SENS-UP x64 означает, что снятие «картинки» с матрицы будет происходить через время равное 1/50*64 секунды, т.е. в 64 раза медленнее, чем самое большое время срабатывания электронного затвора камеры (обычно это время равно 1/50 секунды).

В условиях ночной съемки становится весьма заметным шум на изображении. Его природа обуславливается наличием тепловых зарядов в полупроводниковой матрице.

При большой освещенности матрицы в дневное время суток величина полезного сигнала намного больше шумового, генерируемого матрицей. Но при малой освещенности ночью величина полезного сигнала становится сравнимой с величиной шума – это и приводит к появлению «снега» на картинке.

Для подавления шумов применяются различные алгоритмы цифровой фильтрации. Один из них, достаточно распространенный, так называемый алгоритм 3DNR.

Данный алгоритм шумоподавления анализирует не только двумерный сигнал (отдельную картинку в какой-либо момент времени), но и временную последовательность кадров – третью координату.

Тепловой шум по своей природе имеет свойство «зануляться», если усреднять его по времени. Этим и пользуются разработчики алгоритмов обработки изображения.

Грубо говоря, если за короткий промежуток времени просуммировать сигнал, представляющий собой несколько картинок, то шум частично компенсирует сам себя. Уровень шумоподавления обычно лучше выставить либо на максимальное, либо на близкое к максимальному значение.

Дополнительный функционал у камер с экранным меню OSD

Сервисная функция «Имя камеры»(CAMERA ID) — позволяет присвоить каждой камере свой текстовый идентификатор (например, номер камеры или описание мета установки) и задать область его отображения в кадре. Возможные варианты применения в системах не включает в себя регистратор или в случае если регистратор не позволяет именовать каналы.

Функция «Детектор движения» (MOTION DET) — имеет ряд настроек (выбор зоны, чувствительности и т.д.), в основном эта функция направлена на повышение эффективности наблюдения, в случае определения движения, камера выдаёт соответствующие сообщение, что привлекает внимание оператора и сокращает время реакции.

Функция «Настройка скрытых зон»(PRIVACE) — позволяет на электронном уровне скрыть зоны не желательные для контроля системы наблюдения, позволяет гибко настроить до четырёх зон.

Конечно, охватить в одной статье все возможные комбинации настроек видеокамер не представляется возможным. Но, зная предназначение того или иного параметра OSD меню и влияние, которое он оказывает на изображение, гораздо проще понять какие настройки камеры необходимо изменять для получения наилучшего изображения в различных обстановках.