Серый фон точно соответствует 30 % серого и вместе со шкалой градаций яркости (рис. 14.19), находящейся внизу, может быть использован для проверки гамма-коррекции системы телекамера/видеомонитор.
Рис. 14.19. Проверки гамма-коррекции системы телекамера/видеомонитор
Шкала яркости — линейная, в отличие от некоторых логарифмических шкал. Линейная шкала выбрана потому, что большинство современных телекамер имеют линейную характеристику, что облегчает настройку разных уровней на осциллографе.
Шкала градаций яркости может быть также использована для установки оптимальной контрастности/яркости видеомонитора. Для этого настройки яркости и контраста должны быть установлены таким образом, чтобы были видны все градации на шкале яркости. Предпочтительнее регулировать настройку контраста на как можно меньшее значение, так как на шкале яркости будет видно больше переходов, а изображения будут четче (электронный луч станет тоньше). Кроме того, и это более важно, срок службы люминофора возрастет. Для оптимальной настройки монитора очень часто приходится минимизировать количество внешних источников света. И всегда старайтесь размещать монитор так, чтобы его экран не был повернут в сторону окна.
Наконец, для проверки возможности распознавания автомобильных номеров на испытательной таблице в верхнем правом углу имеется три изображения номерных знаков разного масштаба (рис. 14.20).
Рис. 14.20. Проверка возможности распознавания автомобильных номеров
Автомобильный номер, рядом с которым указано 5 %, соответствует минимальным требованиям австралийских стандартов видеонаблюдения, где символы номера должны занимать 5 % от высоты испытательной таблицы. Если вы четко видите этот автомобильный номер, после того как изображение испытательной таблицы прошло через весь тракт вашей системы видеонаблюдения (возможно, записано и воспроизведено в записи), то она полностью соответствует требованиям стандартов. Если же вы отчетливо видите автомобильный номер, рядом с которым обозначено 4 % или даже 3 % (еще лучше), то ваша система видеонаблюдения имеет лучшие возможности распознавания автомобильных номеров.
Разумеется, телекамера должна быть установлена таким образом, чтобы видеть 100 % изображения испытательной таблицы.
Оптимальная настройка видеомонитора
Чтобы добиться наилучшей настройки видеомонитора, необходимо выполнить следующее:
— Установите телекамеру так, чтобы полный размах видеосигнала был 1 В, при этом должно быть видно полное изображение испытательной таблицы CCTV Labs.
— Установите регулятор контрастности видеомонитора в среднее положение.
— Установите регулятор яркости так, чтобы видеть все ступени шкалы градации яркости. При этом, если потребуется, подрегулируйте контрастность.
— Посмотрите и оцените условия освещения в помещении во время настройки яркости и контрастности, поскольку именно освещенность определяет сочетание «контрастность/яркость».
— Всегда пользуйтесь минимальным освещением в помещении, где установлен видеомонитор, это позволит вам установить регулятор яркости монитора на минимум. В этом случае острота электронного луча кинескопа будет максимальной, поскольку в нем меньше электронов. Тогда вы получите более резкое изображение на экране и, кроме того, увеличится срок службы кинескопа.
В последнее время появилось большое количество различных моделей ЖК-мониторов с композитными видеовходами. Имейте в виду, что для полного заполнения экрана в таких мониторах изображение искусственно «растягивается» до их полного разрешения (обычно XGA 1024x768 пикселов). По этой причине не рекомендуется использовать ЖК-мониторы для тестирования разрешающей способности телекамер.
Если планируется провести тестирование с помощью компьютерной платы видеоввода, то используйте ее самое высокое разрешение, но не ниже, чем по рекомендации ITU-601 (720x576 пикселов для PAL и 720x480 пикселов для NTSC). Впрочем, в этом случае вы также не сможете точно проверить разрешающую способность телекамеры, так как видеосигнал оцифровывается платой видеоввода. Если же нужно сравнить разные цифровые видеорегистраторы, то так можно проверить и сравнить их «искусственное (оцифрованное) разрешение».
Наконец, последнее, но не менее важное замечание касается измерений при низком уровне освещенности. Испытательная таблица CCTV Labs имеет коэффициент отражения порядка 60 %. Для более точных измерений рекомендуется использовать профессиональные люксметры, например, такие, которые производит Gossen или Minolta. Если они вам недоступны, то можете воспользоваться встроенным экспонометром фотоаппарата, хотя измерения будут менее точны.
Для получения самых последних версий испытательной таблицы и инструкций по тестированию регулярно посещайте веб-сайт CCTV Labs http://www.cctvlabs.com/TestChart/testchart.html.
Оценка качества сжатия оцифрованного изображения
Испытательную таблицу CCTV Labs также можно использовать для определения и сравнения различных алгоритмов сжатия изображения, независимо от того, какой метод сжатия используется. Для объективной оценки и сравнения вам потребуется функция цифрового видеорегистратора, позволяющая экспортировать один кадр в растровом виде (обычно формат BMP).
Предлагается следующая последовательность действий. Установите телекамеру таким образом, чтобы видеть 100 % изображения испытательной таблицы (используйте видеомонитор с режимом underscan).
Настройте телекамеру и ее объектив так, чтобы получить оптимальное изображение (размах видеосигнала 1 В, фокусировка производится по центральному элементу таблицы, диафрагма устанавливается в среднее положение).
Запишите видеосигнал на (цифровом) записывающем оборудовании. Воспроизведите запись из архива и экспортируйте нужный кадр с испытательной таблицей. При экспорте выбирайте формат файла BMP, что позволит избежать вторичного сжатия и получить лучшее качество изображения. Перенесите полученные файлы на компьютер и откройте в любом графическом редакторе (Photo Shop, Photo Paint или любой другой). Откройте другие изображения с испытательной таблицей, которые вы собираетесь использовать при сравнении. Все изображения разверните в разных окнах во весь экран. Теперь вы сможете быстро переключаться между изображениями, что позволит быстро выявить различия (для этого лучше использовать комбинации горячих клавиш).
Разные алгоритмы сжатия дают разные искажения изображения (артефакты компрессии). Например, для JPEG будет характерна блочность, связанная с тем, что перед сжатием все изображение разбивается на блоки размером 8x8 пикселов, тогда как вейвлет-сжатие будет размывать участки изображения с малым количеством деталей. Качество сжатия проще всего оценивать по нижнему правому углу испытательной таблицы, где помещены лица детей. Впрочем, другие элементы таблицы тоже могут сообщить немало полезной информации о качестве того или иного изображения в зависимости от выбранного уровня сжатия, но этому уже нужно учиться на практике. Вы можете ознакомиться с несколькими примерами, полученными автором на оборудовании различных производителей, в сети Интернет по адресу http://www.cctvlabs.com/TestChart/testchart.html.
Рис. 14.21. Сжатие изображения JPEG (слева) и Wavelet (справа)
Программируемый генератор тестовых сигналов TPG-8 представляет собой очень удобный инструмент, пригодный для проведения тестирования различного оборудования, применяемого как в видеонаблюдении, так и в вещательном телевидении.