Технология P-Iris
Краткая информация
Технология P-Iris обеспечивает оптимальную работу сетевой камеры при любом освещении. Она позволяет получать четкое видео высокого разрешения с достаточной глубиной резкости, автоматически сводя к минимуму дифракцию и аберрации изображения.
Диафрагма объектива регулирует размер его отверстия, также называемого апертурой, тем самым контролируя количество проходящего света для получения правильной экспозиции. Кроме того, величина апертуры также влияет на глубину резкости и четкость изображения.
В ситуациях с постоянно меняющимся освещением (при наружном видеонаблюдении) рекомендуется использовать объектив с автоматически настраиваемой диафрагмой. Как правило, это DC-диафрагма. Однако эта диафрагма реагирует только на уровень освещения и не принимает во внимание влияние отверстия диафрагмы на другие параметры качества изображения (например, на глубину резкости). Для решения этой проблемы и была разработана технология P-Iris.
Система P-Iris состоит из объектива P-Iris и специального программного обеспечения, установленного в камере. ПО управляет электроприводом объектива P-Iris, который автоматически и точно настраивает диафрагму. Главная задача технологии P-Iris заключается в том, чтобы улучшить качество изображения за счет настройки оптимального раскрытия диафрагмы, позволяющей использовать центральную и наиболее эффективную часть объектива большую часть времени. Такое положение диафрагмы, выраженное в виде f-числа, обеспечивает оптимальную работу объектива, когда уменьшается количество оптических ошибок, и как результат, получаются более контрастные и четкие изображения с оптимальным разрешением и глубиной резкости.
Камера должна быть совместима с объективом P-Iris.
Введение
Современные системы сетевого охранного видеонаблюдения позволяют получать видео с поразительным разрешением. Благодаря HDTV-, 4K- или мегапиксельным матрицам камеры выдают изображение с исключительной детализацией, что помогает идентифицировать людей и транспортные средства. Однако качество изображения зависит не только от разрешения матрицы, но и от множества компонентов и факторов, особенно когда ведется наружное видеонаблюдение и камере приходится иметь дело со значительными изменениями условий освещения. Одним из важных факторов для резкости изображения является качество объектива и его способность управлять диафрагмой.
Чтобы решить часть проблем, связанных с меняющимися условиями освещения, компании Axis и Kowa разработали объектив с новым типом управления диафрагмой. Эта диафрагма получила название P-Iris, что означает precise iris — «точная диафрагма». Данная технология основана на открытом стандарте и работает с любой совместимой камерой. Объектив с технологией P-Iris повышает резкость изображения и позволяет вести качественное видеонаблюдение при использовании стационарных сетевых камер.
В этом документе представлены общие сведения о диафрагме объектива и о том, как ее настройки могут влиять на качество изображения. Здесь также объясняется, как работает управление диафрагмой, и подробно описывается, как технология P-Iris регулирует диафрагму, оптимизируя контрастность, четкость, разрешение и глубину резкости изображения.
Роль диафрагмы
Диафрагма объектива по сути работает так же, как радужная оболочка человеческого глаза: она контролирует количество проходящего света для получения правильной экспозиции. Отверстие диафрагмы называется апертурой. Величина апертуры также влияет на глубину резкости и четкость изображения.
- Диафрагма контролирует количество света, которое проходит через объектив.
Объектив может точно фокусироваться только в одной точке, которая называется точкой фокусировки. Однако перед точкой фокусировки и за ней есть диапазон, в котором объекты будут по-прежнему выглядеть резкими. Этот диапазон называется глубиной резкости или диапазоном фокусировки. Глубина резкости — важный параметр в охранном видеонаблюдении, поскольку чем больше глубина резкости, тем большая часть кадра будет четкой.
Глубина резкости обратно пропорциональна величине отверстия диафрагмы: при большей апертуре глубина резкости уменьшается, а при меньшей — увеличивается. Таким образом, чтобы получить максимальную глубину резкости, следует использовать маленькую диафрагму (которая соответствует большому f-числу).
Однако для четкости изображения требуется не только достаточная глубина резкости — необходимо также свести к минимуму оптические ошибки и аберрации объектива. Все объективы создают аберрации изображения в той или иной форме, когда используется вся поверхность линзы объектива. Использование слишком маленького отверстия диафрагмы может привести к размытому изображению, вызванному дифракцией. Это создает серьезную проблему при наружном видеонаблюдении, когда яркий свет заставляет камеру максимально сузить отверстие диафрагмы и, проходя через него, испытывает искажения, называемые дифракцией.
![]() | ![]() |
Диафрагма со слишком маленьким отверстием вызывает дифракцию, как видно на изображении справа.
Чем меньше размер пикселей матрицы камеры, тем более серьезные проблемы создает дифракция. С меньшими пикселями отклоненный (дифрагированный) свет достигает большего их количества. Эта проблема особенно актуальна для камер, оснащенных объективом с автоматической DC-диафрагмой в сочетании с мегапиксельными матрицами с их маленькими пикселями.
Варианты управления диафрагмой
Диаметр отверстия диафрагмы объектива может быть постоянным либо регулируемым вручную или автоматически. Существует три варианта объективов с автоматической диафрагмой:
DC-диафрагма
Видеодиафрагма
P-Iris
В объективах с ручной диафрагмой раскрытие диафрагмы требуется регулировать вручную. Объективы с диафрагмой, отверстие которой имеет постоянный диаметр или регулируется вручную, пригодны к применению в помещениях, где постоянный уровень освещения не требует систематической регулировки.
Когда освещение постоянно меняется, например на улице, лучше всего использовать объектив с автоматически настраиваемой диафрагмой. В объективах с DC-диафрагмой и видеодиафрагмой используется аналоговый сигнал, который преобразуется в сигнал управления. В случае объектива с DC-диафрагмой это преобразование происходит в камере, а у объективов с видеодиафрагмой — в самом объективе. Оба этих вида объективов реагируют только на уровень освещения в кадре. При этом не учитывается влияние отверстия диафрагмы на другие параметры (например, на глубину резкости), от которых зависит качество изображения. Камера с объективом этих типов воспринимает только сам факт расширения или сужения отверстия диафрагмы в ответ на изменение уровня освещения, а положение диафрагмы остается без внимания. Для решения этой проблемы и была разработана технология P-Iris.
А самая новая разработка — объектив i-CS — сочетает в себе оптимизированное управление диафрагмой, аналогичное таковому у объектива P-Iris, с функцией автофокусировки и удаленного масштабирования.
Как работает технология P-Iris
Система P-Iris состоит из объектива P-Iris и специального программного обеспечения, установленного в камере. ПО управляет электроприводом объектива P-Iris, который автоматически и точно настраивает диафрагму. В отличие от объективов с DC-диафрагмой, основная задача технологии P-Iris состоит не в том, чтобы постоянно регулировать поток света, который проходит через объектив, а в том, чтобы улучшить качество изображения за счет настройки оптимального раскрытия диафрагмы, позволяющей использовать центральную и наиболее эффективную часть объектива большую часть времени. Такое положение диафрагмы, выраженное в виде f-числа, обеспечивает оптимальную работу объектива, когда уменьшается количество оптических ошибок, и как результат, получаются более контрастные и четкие изображения с оптимальным разрешением и глубиной резкости. В сетевых камерах с технологией P-Iris данная настройка задается по умолчанию.


В сочетании с технологией P-Iris в камере используются электронные средства — коэффициент усиления и регулировка времени экспозиции — для компенсации небольших изменений в уровне освещенности и дальнейшего улучшения качества изображения. Это позволяет поддерживать оптимальное положение диафрагмы как можно дольше. В ситуациях, когда оптимальное положение диафрагмы и возможности камеры в плане электронной обработки не могут адекватно скорректировать экспозицию, камера с технологией P-Iris автоматически выбирает нужное значение диафрагмы. Так, в темноте диафрагма полностью открывается, а при ярком освещении технология P-Iris ограничивает закрытие отверстия диафрагмы, чтобы избежать размытия изображения (дифракции). Таким образом, P-Iris автоматически выбирает наилучшее значение диафрагмы для получения оптимального качества изображения при любых условиях освещения.
Важно иметь в виду, что камера должна быть совместима с объективом P-Iris.