Сравнительный тест аналоговых и HD CVI видеокамер

Сравнительный тест аналоговой видеокамеры стандарта HD CVI (720p) и обычной аналоговой видеокамеры с разрешением 700 ТВЛ (960Н).

 

HD CVI оборудование завоевывает все большую популярность. Действительно ли HD CVI значительно лучше аналогового CCTV оборудования? Почему мы сравниваем HD CVI с обычным аналогом, а не, например с IP или HD SDI ?

На эти вопросы постараемся ответить.

Рассмотрим причины, по которым HD CVI сравнивается именно с обычным аналоговым оборудованием.

 

Видеоролики
Изображение с видеокамеры LVIR-7021/012	Изображение с видеокамеры LVIR-1016/012 CV

1. Цена
   Сравнивая модели HD CVI и обычного аналогового оборудования одного производителя мы видим, что разница в цене между видеокамерой HD CVI с разрешением 720р и аналоговой видеокамерой 960H (700 ТВЛ) составляет около 15%. Разница в стоимости 4-х канального DVR такая же или даже меньше.
2. Аналоговый видеосигнал
   Оба видеостандарта – обычный и HD CVI – являются аналоговыми. Вероятно, применение аналогового видеосигнала сохранится еще достаточно продолжительное время в силу ряда его преимуществ:
   • низкая стоимость комплекта оборудования
   • надежность, устойчивость и помехозащищенность системы
   • дальность передачи видеосигнала без усиления
   • простота установки и настройки оборудования.

Рассмотрим теперь достоинства HD CVI по сравнению с обычным аналоговым оборудованием.

1. Разрешение видеосигнала
   Заявленное разрешение видеосигнала стандарта HD CVI (720p, 1280х720) существенно выше, чем у аналоговых систем - максимум 700 ТВЛ. Мы не учитываем появившееся в последнее время на рынке обычные аналоговые видеокамеры с заявленным разрешением 800-1200 ТВЛ потому, что пока для них отсутствуют видеорегистраторы, поддерживающие такое разрешение.
2. Адаптация к современным мониторам
   Подавляющее большинство современных мониторов имеют соотношение сторон 16:9. У матрицы, используемой в камере HD CVI такое же соотношение сторон, что позволяет наблюдать изображение без каких либо геометрических искажений.
   У матрицы видеокамеры 960H соотношение сторон 4:3. Считается, что такой формат изображения более правильный для охранного телевидения. Но современных мониторов 4:3 практически нет, либо они очень дороги. А при отображении на мониторе 16:9 видеосигнал формата 4:3 будет тем или иным образом деформироваться.
3. Дополнительные функции видеокамер HD CVI
   Прогрессивная развертка у HD CVI. Передача HD CVI сигналов аудио и видео, а также управление меню осуществляется по одному РК кабелю. Дальность передачи HD CVI без усиления до 500 м .
   
   Все это в сочетании с более высоким разрешением и незначительной разницей в цене могут сделать оборудование HD CVI интересной альтернативой обычному аналоговому оборудованию.

Тестирование

Цели тестирования

1. оценить качество изображения в реальной обстановке, при естественном освещении.
2. оценить качество изображения при освещении объекта встроенным ИК прожектором при отсутствии внешнего освещения.
3. Оценить разрешение видеокамер по таблицам.
4. Оценить качество изображения при низкой освещенности при отключенном встроенном ИК прожекторе, оценить чувствительность с помощью люксметра.

Участники теста

1. LVIR-1016/012 CV – видеокамера HD CVI с разрешением 720p, розничная цена 3850 руб.
2. LVIR-7021/012 – обычная аналоговая видеокамера с разрешением 700 ТВЛ (960Н), Sony CCD, розничная цена 3250 руб.

Тест №1

Тестирование при естественном освещении.

Условия проведения:
1. Место проведения - на улице.
2. Условия освещения – тестирование проводится 19-05-2014, днем, примерно в 17:00, в пасмурную погоду.
3. Камеры установлены на стене здания, на расстоянии 20 см друг от друга.
4. На обеих видеокамерах установлены объективы без диафрагмы, фокусное расстояние 3,6 мм.
5. Поле зрения камер по горизонтали выставлено примерно одинаковым. При этом по вертикали оно разное из-за различий в формате матриц видеокамер. У обеих камер матрицы размером 1/3”, но у матрицы 960H соотношение сторон 4:3, а у камеры HD CVI соотношение сторон 16:9.
   Таким образом тестовые образцы находятся в одинаковых условиях.
6. Запись производилась на видеорегистратор соответствующего стандарта, с максимальными настройками качества записи.
7. Записанный видеофрагмент архивировался на DVR в видеофайл AVI (H.264), а затем с помощью видеоплеера делались снимки экрана.
8. Дальнейшей обработке изображения не подвергались и представлены без каких бы то ни было корректировок.
9. Для наглядности, некоторые фрагменты изображений выделены и увеличены.

Тестовые изображения с видеокамер 960H и HD CVI

Аналоговая видеокамера 960H				HD-CVI видеокамера 720p
Чтобы посмотреть фотографии в развернутом виде - нажмите на картинку

Тест №2

Тестирование качества изображения в условиях освещения объекта встроенным ИК прожектором (при отсутствии внешних источников света)

Условия тестирования:
1. Место проведения – внутри помещения, коридор длиной 25 метров.
2. Все внешние источники света отключены либо изолированы (окна и двери закрыты)
3. Встроенные ИК прожекторы в камерах и переключение цвет/чб работают в автоматическом режиме
4. Режим накопления заряда отсутствует в обеих камерах
5. Режим цифрового шумоподавления включен

 

Для увеличения нажмите на картинку

Тест №3

Тестирование разрешения (по таблицам) и чувствительности видеокамер HD CVI и 960H

Условия тестирования:
1. В тесте использовалась испытательная таблица ИТ-4Р с соотношением сторон 4:3. Она полностью подходит для тестирования камеры 960H (разрешение по вертикали и по горизонтали). Для камеры HD CVI с соотношением сторон 16:9 для тестирования разрешения по вертикали и по горизонтали необходимо должным образом вписывать таблицу в кадр сначала по высоте , а затем по ширине.

Горизонтальное разрешение

Для увеличения нажмите на картинку

Вертикальное разрешение

Для увеличения нажмите на картинку

Тест №4

Оценка качества изображения в условиях низкой освещенности при отключенном встроенном ИК прожекторе

Условия тестирования:
1. Тестирование чувствительности видеокамер проводилось в специально оборудованном черном ящике с многоступенчатой регулировкой света.
2. Встроенный ИК прожектор был отключен в обеих камерах, камеры работали в режиме автоматического перехода «день/ночь»
3. В качестве источника света использовались матричные светодиоды белого свечения
4. У обеих видеокамер отсутствует функция накопления заряда (медленного затвора), соответственно она не использовалась.
5. У видеокамеры 960H функция цифрового шумоподавления 2D DNR была включена и установлена на средний уровень
6. У видеокамеры HD CVI функция цифрового шумоподавления 3D DNR была включена, ее уровень на этой модели не регулируется.
   Для сравнения эффективности функции 3D DNR для камеры HD CVI приведены два тестовых снимка (со включенной функцией и с отключенной)

Тестирование чувствительности видеокамер в «черном ящике». Освещенность на объекте 0.4 лк

Для увеличения нажмите на картинку

 

Видеокамера 960H	Видеокамера HD CVI (3D-DNR On)

Тестирование чувствительности видеокамер в «черном ящике». Освещенность на объекте 0.1 лк

Для увеличения нажмите на картинку

 

Видеокамера 960H	Видеокамера HD CVI (3D-DNR On)

Влияние функции цифрового шумоподавления 3D-DNR у видеокамеры HD CVI

Для увеличения нажмите на картинку

 

Функция 3D-DNR включена	Функция 3D-DNR отключена.

Результаты тестирования

1. Визуальная оценка качества изображения

В соответствии с заявленными параметрами, разрешение видеокамеры стандарта HD CVI существенно выше , чем у видеокамеры 960H, что и подтверждается тестовыми изображениями. И если, например, в эпоху стандартных аналоговых камер различие между камерами 600 и 700 ТВЛ можно было определить только по таблицам и на хорошем мониторе , то здесь разница очевидна и без специального оборудования.

В существенной мере на качестве изображения сказывается тот факт, что у камеры HD CVI развертка прогрессивная, а у 960H чересстрочная. Очевидно, именно этим объясняется лучшая картинка у камеры у камеры HD CVI на границе контрастных переходов темное/светлое, на границах предметов (вертикальная колонна и окно в первой группе снимков).

2. Более высокое разрешение камеры HD CVI проявляется и в условиях освещения объекта ИК излучением.

Оценка разрешения видеокамер по таблицам

У тестируемой видеокамеры HD CVI используется матрица с разрешением 1280х720 пикселей, в камере используется прогрессивная развертка.

Камера выдает аналоговый видеосигнал, который принято измерять в телевизионных линиях (ТВЛ). Известное правило пересчета разрешения в пикселах по горизонтали в разрешение в ТВЛ: Разрешение в ТВЛ = 0.7 от разрешения в пикселах (по горизонтали).

Для данной камеры расчетное разрешение по горизонтали в ТВЛ составляет 1280*0.7 , т.е. примерно 900 ТВЛ.

При тестировании реальное разрешение по горизонтали составило 800-850 ТВЛ

Расчетное разрешение по вертикали 720*0.7 , т.е. примерно 500 строк.

При тестировании реальное разрешение соответствует расчетному и составило около 500 строк.

У тестируемой камеры 960H используется матрица с разрешением 960х582 пиксела.

Расчетное разрешение по горизонтали 960*0.7 = 670 ТВЛ.

Реальное разрешение по горизонтали 550-600 ТВЛ

Разрешение по вертикали для всех современных аналоговых видеокамер (независимо от разрешения по горизонтали) ограничено частотой строк, для сигнала PAL это 625 строк.

Из этого количества часть строк используется для передачи служебной информации, в реальности для передачи изображения используется 480-500 вертикальных строк. Кроме того в данном случае у камеры чересстрочная развертка, т.е. в определенный момент времени отображается половина из этого количества.

Реальное разрешение по вертикали составило 350-400 строк

Чувствительность видеокамер

Первая группа тестовых изображений сделана при освещенности на объекте 0.4лк

Вторая группа тестовых изображений сделана при освещенности на объекте 0.1лк

Основные результаты по тестам №3 и №4 сведены в таблицу

Модель	Разрешение по горизонтали, ТВЛ	Разрешение по вертикали, строк	Изображение при освещенности 0,4 лк	Изображение при освещенности 0,1 лк	Розничная цена, руб
Видеокамера 960H	500–600	500	Контрастное, достаточно различимое	Малоразличимо, много шумов	3250
Видеокамера HD CVI 720p	800–850	350–400	Контраст ниже, различимость лучше	Различимость лучше, шумов меньше	3850

Выводы:

1. Разрешение видеокамер.
   Безусловно, процесс тестирования имеет свою погрешность. Однако, оба тестовых образца находились в одинаковых условиях и в сравнении их друг с другом результаты в достаточной степени достоверны.
   Разрешение видеокамеры HD CVI существенно выше, чем у видеокамеры 960H как по горизонтали, так и по вертикали при оценке по таблицам. Изображение камеры HD CVI выглядит более четким и детализованным и при установке видеокамер на улице и в помещении.
2. Тестирование на чувствительность.
   Несмотря на то, что в камере 960Н используется матрица CCD , а в камере HD CVI матрица, изготовленная по технологии CMOS, а также при том, что размер пиксела у камеры 960H больше, в данном тесте значимо лучшей чувствительности камера 960Н не показала.
   Более того, функция шумоподавления 3D DNR в камере HD CVI гораздо более эффективна, чем аналогичная функция 2D DNR в камере 960H

Таким образом, в результате тестирования подтвердилось более высокое разрешение и качество изображения видеокамеры стандарта HD CVI. При этом чувствительность видеокамеры HD CVI в данном тестировании оказалась не хуже, чем камеры 960H на CCD матрице Sony, а при работе со встроенным ИК прожектором все преимущества камеры HD CVI сохраняются.