Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Maksymalna rozdzielczość kamer telewizji przemysłowej TVL

RafalZielinski 21 Sty 2010 15:18 19100 11
  • #1 21 Sty 2010 15:18
    RafalZielinski
    Poziom 9  

    Od jakiegoś czasu na rynku są obecne kamery CCTV w których producenci i dystrybutorzy podają rozdzielczość 600TVL. Jest to oczywiście bzdura natomiast interesuje mnie teoretycznie udowodnienie tego przekłamania.

    Najpierw wyjaśnijmy jak dokładnie mierzy się TVL bo przeglądając pobieżnie to forum widziałem że jest z tym problem. TVL mierzy się na szerokości ekranu odpowiadającej jego jednej wysokości, czyli w przypadku analogowej CCTV w formacie 4:3, TVL mierzymy na szerokości 3/4 ekranu. Czyli jeżeli kamera generuje 200 linii białych i 200 czarnych (w sumie 400) to jej rozdzielczość wynosi 300TVL.

    Zagłębiając się w specyfikację standardu CCIR do tej pory ustaliłem że z 625 linii skanowania, tylko 576 zawiera rzeczywistą informację o obrazie (pozostałe są potrzebne na tzw vertical retrace, czyli czas potrzebny na powrót wiązki elektronowej z prawego dolnego rodu ekranu z powrotem na lewy górny). Pojedyncza linia skanowania trwa 64us (1/25s / 625) ale znowu tylko 52us zawierają rzeczywistą informację o obrazie (pozostały czas to tzw horizontal blanking - czas potrzebny do powrotu wiązki na lewą strone ekranu po zakończeniu rysowania poprzedniej linii).

    Czas 52us powtarza się w wielu miejsca więc zakładam że jest poprawny. Teraz pytanie, ile zmian sygnału analogowego możemy uzyskać w ciągu tych 52us?? Gdyby kamery rzeczywiście osiągały 600TVL to tych zmian w ciągu 52us musiało by być 400 (1 cykl to 2 linie) czyli jeden cykl trwał by 130ns czyli sygnał musiał by się zmieniać z częstotliwością 7,69 MHz podczas gdy pasmo przenoszenia w standardzie PAL w telewizji naziemnej wynosi 5MHz (5,5MHz w Wielkiej Brytanii).

    Pomijam już fakt że rozdzielczość matrycy CCD stosowanej w kamerach CCTV wynosi z reguły 752 x 582 więc górna granica rozdzielczości powinna wynosić 752 * 3/4 = 564 TVL.

    Czy ktoś jeszcze zagłębiał się w ten temat i jest skłonny podzielić się komentarzami?

    0 11
  • Relpol
  • #2 21 Sty 2010 19:14
    crunky
    Specjalista - CCTV i Alarmy Stacjonarne

    RafalZielinski napisał:
    Od jakiegoś czasu na rynku są obecne kamery CCTV w których producenci i dystrybutorzy podają rozdzielczość 600TVL. Jest to oczywiście bzdura natomiast interesuje mnie teoretycznie udowodnienie tego przekłamania.

    Najpierw wyjaśnijmy jak dokładnie mierzy się TVL bo przeglądając pobieżnie to forum widziałem że jest z tym problem. TVL mierzy się na szerokości ekranu odpowiadającej jego jednej wysokości, czyli w przypadku analogowej CCTV w formacie 4:3, TVL mierzymy na szerokości 3/4 ekranu. Czyli jeżeli kamera generuje 200 linii białych i 200 czarnych (w sumie 400) to jej rozdzielczość wynosi 300TVL.

    Zagłębiając się w specyfikację standardu CCIR do tej pory ustaliłem że z 625 linii skanowania, tylko 576 zawiera rzeczywistą informację o obrazie (pozostałe są potrzebne na tzw vertical retrace, czyli czas potrzebny na powrót wiązki elektronowej z prawego dolnego rodu ekranu z powrotem na lewy górny). Pojedyncza linia skanowania trwa 64us (1/25s / 625) ale znowu tylko 52us zawierają rzeczywistą informację o obrazie (pozostały czas to tzw horizontal blanking - czas potrzebny do powrotu wiązki na lewą strone ekranu po zakończeniu rysowania poprzedniej linii).

    Czas 52us powtarza się w wielu miejsca więc zakładam że jest poprawny. Teraz pytanie, ile zmian sygnału analogowego możemy uzyskać w ciągu tych 52us?? Gdyby kamery rzeczywiście osiągały 600TVL to tych zmian w ciągu 52us musiało by być 400 (1 cykl to 2 linie) czyli jeden cykl trwał by 130ns czyli sygnał musiał by się zmieniać z częstotliwością 7,69 MHz podczas gdy pasmo przenoszenia w standardzie PAL w telewizji naziemnej wynosi 5MHz (5,5MHz w Wielkiej Brytanii).

    Pomijam już fakt że rozdzielczość matrycy CCD stosowanej w kamerach CCTV wynosi z reguły 752 x 582 więc górna granica rozdzielczości powinna wynosić 752 * 3/4 = 564 TVL.

    Czy ktoś jeszcze zagłębiał się w ten temat i jest skłonny podzielić się komentarzami?

    A czy nie jest aby tak że pomiaru dokonuje się w punkcie (albo może bardziej fragment obrazu), a ten punkt znajduje się właśnie na szerokości 3/4 ekranu? We większości tablic którymi dość prymitywnie można odczytać rozdzielczość poziomą linie te znajdują się właśnie w tym miejscu. Swoją drogą nigdy nie udało mi się zaobserwować większej rozdzielczości niż 500TVL ale to może być wina po części mojej tablicy czy samej metody pomiarowej.

    0
  • #3 21 Sty 2010 19:44
    RafalZielinski
    Poziom 9  

    crunky napisał:

    A czy nie jest aby tak że pomiaru dokonuje się w punkcie (albo może bardziej fragment obrazu), a ten punkt znajduje się właśnie na szerokości 3/4 ekranu? We większości tablic którymi dość prymitywnie można odczytać rozdzielczość poziomą linie te znajdują się właśnie w tym miejscu.


    Pomiaru dokonuje się na środku, albo może inaczej, odczytuje się zawsze maksymalną wartość która wypada na środku z tego względu, że rozdzielczość obiektywu jest na środku największa i spada im dalej od środka. W typowych tablicach testowych mamy kilka (4-6) linii biegnących przez środek dla łatwiejszego odczytu. Ale nie ważne ile jest tych linii (ani gdzie są narysowane), ważne jest jak blisko siebie się znajdują.

    Ja osobiście mierzyłem kamery którym jestem w stanie dać 550TVL ale tylko przy użyciu oscyloskopu. Na oko nie zmierzymy nic powyżej 526TVL z tego powodu że 90% urządzeń wyświetlających które dokonują odwrotnej konwersji z analogu do cyfry (np wszystkie monitory LCD z gniazdami BNC, rejestratory cyfrowe itd) pracują z utartą częstotliwością próbkowania 13,5MHz (52us * 13,5MHz = 702 -> 526TVL). Istnieje grupa trochę bardziej profesjonalnych urządzeń pracująca z częstotliwością próbkowania 14,75MHz która pozwoli na uzyskanie 576TVL ale znowu nie ma kamer które by taką rozdzielczość wygenerowały.

    0
  • #4 21 Sty 2010 22:32
    crunky
    Specjalista - CCTV i Alarmy Stacjonarne

    Swoich pomiarów dokonywałem na monitorze CCTV - CRT 17 cali o deklarowanej rozdzielczości 800TVL , z tym że jeśli się nie mylę to maksymalną rozdzielczość w tych bańkach można uzyskać jedynie przez S-VIDEO. Jednak tutaj problemem mogła być tablica- linie przy 520 - 540 TVL są już bardzo wąskie a jakość wydruku nie najlepsza. Jedno jest pewne- firmowa kamera 420 linii to nie to samo co chińczyk 420 linii z allegro. I do udowodnienia tego wystarczy nawet słaby wydruk. Przymierzałem się i przymierzam do pomiarów za pomocą oscyloskopu. Mógłbyś zdradzić skąd miałeś tablicę, jakim oscyloskopem badałeś oraz pokrótce opisać metodę?

    0
  • Relpol
  • #5 23 Sty 2010 17:25
    RafalZielinski
    Poziom 9  

    crunky napisał:
    Mógłbyś zdradzić skąd miałeś tablicę, jakim oscyloskopem badałeś oraz pokrótce opisać metodę?


    Tablice robiłem sam. Można to w prosty sposób zrobić za pomocą dowolnego programu graficznego dającego możliwość rysowania i przekształcania. Rysuje się np 200 równoległych czarnych linii (pozostawiając 200 białych przerw) co odpowiada rozdzielczości 300TVL. Następnie za pomocą przekształcenia typu "trapez" zwęża się dwukrotnie dolną część (jeżeli linie są narysowane 2x gęściej to odpowiadają rozdzielczości 600TVL. W moim przypadku wygląda to tak:

    Maksymalna rozdzielczość kamer telewizji przemysłowej TVL

    Biały i czarny gruby pas ułatwia potem ustalenie maksymalnego kontrastu jaki uzyskujemy z kamery.
    Do pomiaru trzeba mieć oscyloskop z funkcją synchronizacji względem wybranej linii skanowania. Jeżeli tablice umieścimy w kadrze w taki sposób że całkowicie go ona wypełni od lewej do prawej i od góry do dołu to na początkowych liniach skanowania będziemy mogli oglądać charakterystykę sygnału dla 300TVL a na końcowych - dla 600TVL. Naprzemienne białe i czarne linie w sygnale analogowym będą reprezentowane przez coś co z grubsza przypomina sinusoidę. Jej amplituda powinna być taka jak różnica pomiędzy poziomem czerni a bieli (do jej ustalenia służą właśnie te 2 grube pasy). Wybieramy początkowe linie skanowania i powoli przesuwamy się coraz niżej w obszary coraz wyższych rozdzielczości. Okres sinusoidy będzie się nie tylko skracać (będzie coraz gęstsza) ale jej amplituda będzie maleć (będzie spadać kontrast). W momencie gdy amplituda spadnie poniżej 50% wartości różnicy pomiędzy czernią a bielą (czyli poziomów reprezentowanych przez gruba pasy) mamy wynik - maksymalną rozdzielczość kamery).

    Oczywiście w praktyce jeżeli wiemy z grubsza ile kamera powinna mieć TVL ustawiamy tablice tak aby dokładnie wypełniła kadr od lewej do prawej (to jest bardzo ważne) natomiast w kierunku góra dół mamy swobodę i domniemaną wartość ustawiamy jak najbliżej środka kadru (z tego względu że obiektywy mają najlepszą rozdzielczość w centrum).

    W przypadku oceny "na oko" należy używać wysokiej klasy monitorów analogowych ponieważ w przypadku kart przechwytujących w komputerach, tunerach z wejściem wideo czy monitorach LCD sygnał analogowy jest konwertowany do cyfrowego z częstotliwością próbkowania 13,5 MHz zatem wszystkie szczegóły powyżej 526 TVL zostają utracone.

    0
  • #6 24 Sty 2010 00:58
    crunky
    Specjalista - CCTV i Alarmy Stacjonarne

    No to Panie Rafale został Pan zdemaskowany :)
    Nasuwa się pytanie jak teoria z pierwszego postu ma się do kamer dualnych typu VADN-1625H czy chociażby 1665H ? "Inni producenci i dystrybutorzy" z kolei podają w tej dziedzinie rozdzielczość swoich produktów 700TVL. Jeżeli pominiemy chrominancję to być może za pomocą odpowiednich algorytmów piksele RGB mogą nieść różną informację, ale czy znowu tor analogowy nie stanowi wąskiego gardła?

    0
  • #7 25 Sty 2010 09:35
    RafalZielinski
    Poziom 9  

    crunky napisał:
    No to Panie Rafale został Pan zdemaskowany :)


    Wcale się nie maskowałem :)

    O ile już zdążyłem się zorientować w przypadku sygnału CCIR (monochromatycznego) ograniczenia w samym paśmie nie występują. Teoretycznie można tam uzyskać dowolnie wysoką częstotliwość zmian amplitudy więc i teoretycznie dowolnie wysoką rozdzielczość TVL. Oczywiście pod warunkiem że matryca CCD ma wystarczająco dużo pikseli, że kabel którym przesyłamy sygnał nie wytłumi nam wysokich częstotliwości i że monitor na którym będziemy oglądać nam to wyświetli. Także w trybie monochromatycznym te superwysokie rozdzielczości jeszcze można jakoś obronić zakładając że każdy subpiksel matrycy (który jest przecież wrażliwy na podczerwień) staje się pełnoprawnym pikselem.

    Mi chodzi o to co dzieje się w PALu przy transmisji sygnału kolorowego? Wg pewnych osób wprowadzenie sygnału chrominancji już na dzień dobry powoduje obcięcie pasma do 5MHz (przynajmniej jeżeli chodzi o analogowy sygnał TV naziemnej).

    0
  • #8 27 Sty 2010 00:23
    crunky
    Specjalista - CCTV i Alarmy Stacjonarne

    Jako że temat zapowiada się ciekawie, nie pozwalając na to aby zaginął pozwoliłem sobie wykonać drobny test "na oko". Z Rafałem na temat teorii polemizował nie będę dlatego coś praktycznego z mojej strony. Od razu zaznaczam że wyniki można traktować jedynie poglądowo. Porównałem dwie kamery - przedstawiciela 600 liniowców czyli SCC-B2331 oraz kamerę 540TVL - VACC-1625H. Zacznę może od gorszej strony a mianowicie co wpływa na błędy:
    1.Sprawa najważniejsza - urządzenie rejestrujące - jedyny co mam na chwilę obecną na stanie to tani budzący różne emocje BCS-1604LNHS. Sprzęt ten na pewno do najwyższej klasy nie należy przez co "obcina linie od góry" i to jest zapewne najwęższe gardło.
    2. Obiektyw - FUJIFILM YV2,8x2,8LA-SA2L 2,8-8mm F0,95 - pomiar przy 8mm
    Na moje oko za krótka ogniskowa przez co ostry tylko środek kadru (nie tyle płaszczyzna ostrości co sfera) i duża beczka- przydało by się coś rozsądnego z zakresem 5-50 a najlepiej manualny któremu można by przymknąć na stałe przysłonę. Testowałem też na PENTAX 3,5-8 F/1.4 TS2V314CED - bez różnicy w TVL jedynie co to trochę większa GO przy słabym świetle co zrozumiałe.
    3.BCS na podglądzie na żywo posiada białą obramówkę, przez co trudno odpowiednio umieścić tablicę w płaszczyźnie poziomej - okazuje się że co innego nagrywa a co innego wyświetla na żywo.
    4. Trochę kołyszący się statyw (slik) zmordowany przez lustrzankę.
    5. (...)
    VACC-1625:
    Maksymalna rozdzielczość kamer telewizji przemysłowej TVL
    SCC-B2331:
    Maksymalna rozdzielczość kamer telewizji przemysłowej TVL
    Jak widać znacznych różnic nie ma, zachowują się bardzo podobnie. W VACC-1625 trochę za dużo chwyciło lewej strony przez co wynik może być gorszy. Tak czy inaczej nie ma tych deklarowanych 60 linii różnicy. Kompresja h264 pomimo tego że jakość maksymalna też zrobiła swoje...
    Wniosek nasuwa się sam - albo kamery mają podobne parametry i te 600TVL jest nieosiągalne, albo SCC-B2331 owszem posiada te 600 linii jednak i tak tego nikt nie zobaczy bo tej klasy (inne pewnie też) rejestratory nie są w stanie zapisać czy chociażby wyświetlić na ekranie.
    Na szczęście TVL to tylko jeden z parametrów mierzalnych (są i nie mierzalne jak chociażby odwzorowanie kolorów czy balans bieli) opisujących daną kamerę.

    0
  • #9 28 Sty 2010 10:19
    RafalZielinski
    Poziom 9  

    crunky napisał:
    Jak widać znacznych różnic nie ma, zachowują się bardzo podobnie.


    Ja bym polemizował, jednak trochę lepiej wypada SCC-B2331. To zrozumiałe, ten model oparty jest o DSP A1 podczas gdy VACC-1625 to już lekko wysłużony Winner 3. Jednak ten test niewiele mówi o rozdzielczości kamer. Ponieważ obrazki zostały wyciągnięte z danych zapisanych na rejestratorze, jest to pomiar rozdzielczości zapisu rejestratora (a nie kamery). Wychodzi na to że BCS zapisuje w całkiem niezłej rozdzielczości 500TVL. Pomiar kamer musiał by być przeprowadzony na dobrym monitorze CRT albo na karcie przechwytującej (chociaż ta druga ze względu na standardowe próbkowanie 13,5MHz i tak nie spróbkuje nam więcej jak 702 piksele więc nawet gdyby kamera miała te 600TVL i tak nie zostanie to wyświetlone).
    Tutaj dochodzimy tak naprawdę do najważniejszego wniosku. Wymaganie rozdzielczości 600TVL w kamerze nie ma uzasadnienia ponieważ cała reszta analogowego systemu CCTV nie jest przystosowana do wyświetlania ani zapisywania owych 600TVL. To oferują dopiero rozwiązania IP gdzie TVLi może być ponad 1000. Analogowe rejestratory (czy też może cyfrowe rejestratory sygnału analogowego:) ) nie zapiszą obrazu w takiej jakości a współczesne monitory LCD go nie wyświetlą (i nie dlatego że rozdzielczość matrycy jest za mała, po prostu konwerter analogowo cyfrowy i tak obetnie nam rozdzielczość a później monitor rozciągnie go do rozdzielczości matrycy).
    Pomimo tego wszystkiego rynek ciągle wymusza wyższe rozdzielczości w analogu co powoli zaczyna ocierać się o absurd. Czekam na pierwszego producenta który zadeklaruje że ma więcej TVLi niż wszystkich pikseli na całej szerokości matrycy. Zadziwiające jest to, że ani inwestorzy ani dystrybutorzy jakoś specjalnie się tym nie przejmują. To tak jak by kupować litrową butelkę napoju na której będzie napisane 1,2 litra ;)

    0
  • #10 28 Sty 2010 13:32
    crunky
    Specjalista - CCTV i Alarmy Stacjonarne

    RafalZielinski napisał:
    crunky napisał:
    Jak widać znacznych różnic nie ma, zachowują się bardzo podobnie.


    Ja bym polemizował, jednak trochę lepiej wypada SCC-B2331. To zrozumiałe, ten model oparty jest o DSP A1 podczas gdy VACC-1625 to już lekko wysłużony Winner 3.

    Nie chcę tutaj słodzić Aperowi ale na monitorze CRT (VGA) i podglądzie na żywo linie zacierały się praktycznie w tym samym miejscu, czyli w okolicy 500TVL. Wydaje mi się że rozbieżności to efekt kompresji najpierw h264 a później jeszcze JPEG. Można mówić co najwyżej o różnicy 10TVL ale na pewno nie 60. Nie mam wątpliwości że A1 jest lepszy w praktyce, lecz tutaj skupiamy się tylko na TVL. Choć moim zdaniem 1625 lepiej odzwierciedla obrazy statyczne w trudnych warunkach - ruchome niestety...
    RafalZielinski napisał:

    Jednak ten test niewiele mówi o rozdzielczości kamer. Ponieważ obrazki zostały wyciągnięte z danych zapisanych na rejestratorze, jest to pomiar rozdzielczości zapisu rejestratora (a nie kamery). Wychodzi na to że BCS zapisuje w całkiem niezłej rozdzielczości 500TVL. Pomiar kamer musiał by być przeprowadzony na dobrym monitorze CRT albo na karcie przechwytującej (chociaż ta druga ze względu na standardowe próbkowanie 13,5MHz i tak nie spróbkuje nam więcej jak 702 piksele więc nawet gdyby kamera miała te 600TVL i tak nie zostanie to wyświetlone).

    Test niewiele mówi o rozdzielczości kamer, natomiast ukazuje rzeczywistość czyli co tak na prawdę jest w stanie dostrzec operator. Wniosek nasuwa się taki że zbliżając się to tego maksymalnego progu rozdzielczości lepiej rozglądnąć się za kamerą która ma inne walory użytkowe np: lepszy balans bieli, lepsze odwzorowanie kolorów, czułość (na temat deklarowanych czułości również można by długo dyskutować...), rozpiętość tonalna, przejścia tonalne, szybkość działania automatyki, czy możliwości konfiguracji, a nie brnąć brnąć bez sensu w coraz większe ilości TVL (w specyfikacji) Takie jest moje zdanie w tym temacie.
    RafalZielinski napisał:

    [...]
    Pomimo tego wszystkiego rynek ciągle wymusza wyższe rozdzielczości w analogu co powoli zaczyna ocierać się o absurd. Czekam na pierwszego producenta który zadeklaruje że ma więcej TVLi niż wszystkich pikseli na całej szerokości matrycy. Zadziwiające jest to, że ani inwestorzy ani dystrybutorzy jakoś specjalnie się tym nie przejmują. To tak jak by kupować litrową butelkę napoju na której będzie napisane 1,2 litra ;)

    Łatwiej inwestorowi w wymaganiach wpisać po prostu większą liczbę TVL a niżeli rozpisywać się na temat kolorów, balansu bieli czy innych. To taki prosty parametr zrozumiały dla prostych nawet ludzi - więcej znaczy lepiej. Na tym żerują sprzedawcy chińskiego chłamu na znanym portalu aukcyjnym. Ktoś to kupuje, nie ma porównania z innymi, wydaje mu się że tak jest dobrze. To tak jak wyścig na megapiksele w aparatach kompaktowych z matrycą wielkości główki od zapałki. Tutaj na szczęście co niektórzy producenci z bólem ale przyznali się że pakowanie co raz większej ilości pikseli w tak małe matryce nie poprawia obrazu ale przynosi efekt odwrotny- pogarsza.
    Kolejna sprawa o której nie było jeszcze powiedziane to obiektyw który w baaaardzo znaczący sposób może pogorszyć osiągi.

    0
  • #11 25 Kwi 2010 18:23
    crunky
    Specjalista - CCTV i Alarmy Stacjonarne

    Czas płynie, producenci opracowują nowe modele i tutaj rodzi się pewna wątpliwość. Otóż studiując karty katalogowe chociażby Panasonica WV-CP500 :
    Maksymalna rozdzielczość kamer telewizji przemysłowej TVL
    czy nowego Samsunga SBC-3001:
    Maksymalna rozdzielczość kamer telewizji przemysłowej TVL
    nie trudno zauważyć że zastosowano przetworniki o większej ilości efektywnych pikseli niż dotychczas. Matryca nie jest tutaj ograniczeniem jak to było poprzednio 564 linii. Jaki byłby w takim razie sens produkowania matryc o 976 pikselach w linii poziomej, kiedy nie można by tej wyższej rozdzielczości przesłać sygnałem analogowym?

    0
  Szukaj w 5mln produktów