Широкий динамический диапазон (WDR) — что это такое и как эта технология применяется в повседневном видеонаблюдении? В этой статье мы расскажем, какие проблемы могут быть связаны с динамическим диапазоном изображения и как с ними справиться.

Динамический диапазон — это разница в уровне освещенности между самой темной и самой светлой точками конкретного кадра.

В пасмурный день, когда тени практически отсутствуют, динамический диапазон будет низким. Нет ни насыщенных черных участков, ни слишком ярких. В то же время в солнечный день, когда образуются четкие тени, возникает существенный контраст между яркими и темными областями. Такое явление называется "широким динамическим диапазоном" (WDR) или "высоким динамическим диапазоном" (HDR). 

IP-камера без функции широкого динамического диапазона

 

AXIS P3384-VE в режиме широкого динамического диапазона
 

В природе встречаются динамические диапазоны, далеко выходящие за пределы воспринимаемых камерой или человеческим глазом границ. Например, такая ситуация возникает, когда вы снимаете человека на фоне ярко освещенного окна. В этом случае камера либо корректно экспонирует человека и полностью высветляет предметы за окном, либо отдает приоритет тому, что происходит на улице, делая изображение основного объекта недоэкспонированным и темным. Динамический диапазон между человеком и пейзажем за окном шире, чем может воспринять камера.

Широкий динамический диапазон (Wide Dynamic Range, WDR) — это технология, позволяющая расширить рабочий диапазон камеры между самыми темными и самыми светлыми участками изображения.

Существуют различные способы увеличения динамического диапазона, и для достижения наилучшего результата многие решения используются совместно.

Самым простым способом является тот, который компания Axis называет "динамическим контрастом". Эта функция встроена в большинство наших видеокамер. С помощью функции динамического контраста матрица камеры способна захватить изображение с большей глубиной цвета (внутреннее свойство, определяющее динамический диапазон), чем та, которую камера затем способна передать.

Затем камера выполняет специальную процедуру тональной компрессии, при которой некоторые уровни яркости пропускаются, чтобы снизить глубину цвета до уровня, соответствующего возможностям экрана компьютера. При такой компрессии учитываются и самые темные, и самые светлые участки, и в результате и те, и другие отображаются более детально.

Существует два типа тональной компрессии. При глобальной тональной компрессии все пиксели обрабатываются одинаково, что означает исключение одних и тех же уровней на всех участках изображения. При локальной тональной компрессии для каждого участка изображения решение о том, какие уровни должны быть исключены, принимается отдельно. Локальная компрессия требует значительно больше процессорных ресурсов, но обеспечивает исключительное качество результата.

Абсолютно иная технология, позволяющая увеличить динамический диапазон, называется "динамическим захватом".

При использовании функции динамического захвата камера делает несколько быстрых последовательных снимков одного и того же объекта с разными уровнями экспозиции. Затем эти снимки объединяются в единое целое таким образом, что и самые светлые, и самые темные их участки сохраняются.

Такое композитное изображение будет обладать гораздо большей глубиной цвета — больше той, с которой может справиться экран компьютера. Поэтому, как и в случае с динамическим контрастом, необходимо применять тональную компрессию.

Для получения нескольких снимков объекта за время, за которое обычно снимается один кадр, требуется матрица с высочайшей скоростью и чувствительностью. Но при этом результирующее изображение с широким динамическим диапазоном будет потрясающим. Такая технология сегодня применяется в некоторых камерах Axis.

Если наблюдение ведется за областями с большим контрастом между яркими и темными зонами, убедитесь, что в вашей камере включена функция широкого динамического диапазона.

Эта функция может существенно повысить качество видеонаблюдения. Для сложных условий наблюдения вам может понадобиться камера с продвинутыми функциями широкого динамического диапазона, например с функцией динамического захвата.

Источник – www.axis.com