BLC и WDR

Идеальным объектом для камеры наблюдения является объект, равномерно освещенный источником света, находящимся по отношению к объекту, за камерой. При этом угол отражения светового потока от поверхности объекта по отношению к объективу камеры желателен наименьший. В этом случае мы получаем качественное изображение с оптимальными значениями яркости и контрастности по всему кадру. Но это идеальная ситуация, с реальностью связанная очень отдаленно.

Обычно, при организации видеонаблюдения, мы сталкиваемся с весьма разнообразными сложными сценами освещения объекта, причем изменяемыми как во времени, так и по физическому расположению источника освещения. Примером могут служить следующее сцены:

• Камера направлена на дверь, за которым находится помещение с освещением большей интенсивности, чем в контролируемом помещении. При этом человек, входящий в дверь будет выглядеть темным силуэтом на фоне дверного проема.
• Камера осуществляет обзор помещения с окнами. Днем, при ярком солнце, объекты, находящиеся между камерой и окном, будут темными силуэтами.
• При обзоре территории в ночное время фонари будут давать засветку в кадре.
• В кадре есть как освещенные участки, так и участки без освещения, скажем вход в подъезд, подземный переход, арка.
• При необходимости контроля и регистрации автомобильных номеров в ночное время свет фар, направленный в камеру, засвечивает изображение и не позволяет разглядеть не только номера, но и марку автомобиля.

Можно еще привести примеры, когда неравномерная освещенность или нахождение источника освещения против камеры приводят к невозможности идентификации объектов.

Для решения этой проблемы производителями видеокамер была придумана технология BLC — Backlight Compensation, или, в русской вариации названия, «Компенсация встречной засветки».
Первоначально система работала по следующему алгоритму: В случае наличия затемненного участка в кадре (определенное соотношение к светлому участку, обычно не менее 20% от общей площади кадра) видеопроцессор начинал повышать яркость изображения до момента «вывода» темного участка до нормального для восприятия соотношения яркости/контрастности. При этом повышение яркости применялось ко всему кадру, что приводило к значительному осветлению и без того ярких участков кадра. В таком виде система BLC просуществовала достаточно долго, несколько лет, пока не появились современные процессоры обработки видеосигнала, а технология видеонаблюдения не шагнула далеко вперед.

Следующим шагом стало появление систем Компенсации встречной засветки с двойным сканированием кадра и применением технологии «Широкого динамического диапазона» (WDR). Функция WDR (если просто, то динамический диапазон определяется как отношение максимального значения яркости изображения к ее минимальному значению) позволяет организовать качественный просмотр как светлых, так и темных участков кадра.

Двойное сканирование кадра с помощью быстрых современных процессоров делит кадр на две составляющие, состоящие из темных и светлых участков кадра. Каждая составляющая обрабатывается отдельно (темная часть становится ярче, светлая остается прежней или немного уменьшается по яркости), потом эти две части совмещаются в кадр. Получается картинка из одинаково качественно обработанных темных и светлых участков. Кроме яркости автоматически подстраивается и контраст изображения.

Среди расширенных функций BLC появилась возможность регулировки через меню уровня работы эффекта, а также местоположение области в кадре, где осуществляется работа функции. Современный уровень работы камер с BLC и WDR позволяют осуществлять наблюдение в темноте при наличии ярких источников света, направленных в камеру. Например, возможна идентификация автомобильных номеров не только при ближнем, но и при дальнем свете фар автомобиля.

Стоит отметить, что видно не только номер при ближнем свете фар, но и объекты за уровнем нахождения ярких источников света, находящиеся на несколько десятков метров позади фар.

Одним из производных системы BLC стала так называемая HS-BLC (Highlight Suppression Backlight Compensation или в некоторых моделях камер HLC (Highlight Compensation)). Система, позволяющая инвертировать сверхяркие участки изображения. Так же настраиваются уровень и область обработки кадра. В стандартных системах инверсия происходит в черный цвет, в более продвинутых можно выбрать цвет, в который преобразовывается яркий участок кадра, интенсивность инверсии а так же время работы функции (круглосуточно или только ночью).

На Российском рынке видеонаблюдения уже появились модели камер, от среднего уровня в бескорпусном исполнении до профессиональных уличных с ИК подсветкой, в которые установлены современные чипы с поддержкой новейших систем обработки видео, включая BLC, HS-BLC, WDR, D-WDR и пр. Стоимость таких камер не на много дороже своих безчиповых аналогов, и может дать новые варианты построения систем для наблюдения на сложноосвещенных объектах, включая въездные группы, бары и рестораны, наблюдение в ночное время. Многие монтажники уже оценили преимущества новых систем и активно используют их в своих проектах.