Телевизионная испытательная таблица
EIA Resolution Chart
А. П. Кисельков
НПО «Защита информации»
Одной из важнейших характеристик систем видеонаблюдения является их разрешающая способность.
НПО «Защита информации» предлагает своим клиентам испытательную таблицу для оценки этого и других параметров систем ССТV.
Для чего нужна таблица?
Разрешение характеризует способность систем видеонаблюдения различать мелкие детали объектов и удалённые предметы и измеряется в телевизионных линиях (ТВЛ). Чем больше количество ТВЛ, тем мельче детали и тем более удалённые предметы можно наблюдать. На результирующую разрешающую способность всей системы ССТ V оказывают влияние параметры всех элементов: объективов и матриц видеокамер, кабелей и приборов передачи видеосигнала, устройств обработки, видеорегистраторов, мониторов.
Оценка и сравнение качественных характеристик аппаратуры решается с помощью специальных тестовых таблиц. Предлагается Вашему вниманию таблица EIA Resolution Chart , которая была и остаётся «мировым стандартом» для оценки разрешающей способности и других параметров видеосистем. Таблица разработана американской ассоциацией инженеров по радиоэлектронике и успешно 49 лет используется в качестве измерительной всеми зарубежными специалистами и фирмами в области ССТV. С помощью данной таблицы можно проводить сравнение характеристик приборов различных производителей, осуществлять входной контроль видеооборудования, определять и заменять элементы видеосистемы с наихудшими параметрами и многое другое. Преимущество таблицы по сравнению с генератором испытательных сигналов заключается в возможности оценки всех параметров видеосистемы в реальных условиях, в том числе видеокамер и объективов. Не секрет, что многие продавцы и производители именно объективов, ПЗС-матриц и видеокамер существенно завышают разрешающую способность и чувствительность предлагаемой продукции. Часто в рекламных целях параметры «разрешающая способность» подменяется понятием «чёткость изображения». Действительно, корректоры чёткости изображения улучшают его субъективное восприятие, но увеличить разрешающую способность и добавить недостающих мелких деталей в картинку они не могут.
Что можно оценить с помощью таблицы?
Разрешающая способность по горизонтали в диапазоне от 200 до 800 ТВЛ оценивается с помощью вертикальной миры (клина линий), расположенной симметрично сверху и снизу от центра таблицы. Соответственно разрешение по вертикали оценивается с помощью горизонтальной миры. В общем случае разрешающая способность оценивается по моменту, когда четыре сходящиеся линии миры таблицы перестают быть различными на экране монитора. Реально на изображении строки начинают «биться» и перестают быть различимыми сразу в нескольких местах. Появляется муар из-за дискретности ПЗС-матрицы. При перемещении видеокамеры в небольших пределах места биений линий миры также будут перемещаться, но место соответствующее максимальному разрешению будет неподвижно. Для более точного определения предела разрешения можно воспользоваться осциллографом с выбором ТВ-строки. Разрешение соответствует частоте вертикальной мире четырёх линий с глубиной модуляции равной 5% относительно низкочастотного видеосигнала, т.е. измеряется глубина модуляции видеосигнала на частоте максимального разрешения. С помощью вертикальной миры можно оценить полосу пропускания канала передачи видеосигнала. 1 МГц полосы пропускания соответствует 80 ТВЛ в канале яркости. Аналогично можно оценить потери разрешающей способности в объективах и других элементах видеотракта. 5 МГц эквивалентны 400 ТВЛ. Для более точной аппаратной оценки уровня сигнала, соответствующего частоте 200 ТВЛ, в таблице существует ряд специальных зон, заполненных вертикальными и горизонтальными штрихами, с разрешающей способностью, соответствующей 200 ТВЛ.
Для оценки геометрических искажений и разрешающей способности по краям изображения используются четыре комбинированных миры, вписанных в концентрические окружности, расположенные по краям таблицы. Окружности в центре и по краям экрана, заполненные вертикальными и горизонтальными клиньями, позволяют довольно точно оценить и отрегулировать фокусировку камеры и монитора. Из других параметров тракта с их помощью можно оценить передачу серого поля – способности камеры корректно воспроизводить полный динамический диапазон картинки и точность настройки схем гамма-коррекции. Оценить же нелинейность разверток можно по виду окружностей, входящих в таблицу, которые при наличии искажений приобретают форму эллипса. Величину нелинейности при желании можно оценить количественно. Для этого достаточно измерить соотношение сторон квадрата, который из-за нелинейных искажений может превратиться в прямоугольник. В поле таблицы расположена серая шкала, содержащая фрагменты с различной яркостью. Эта зона служит для установки контрастности и уровня черного. Регуляторы яркости и контрастности следует установить таким образом, чтобы на изображении различались все фрагменты серой шкалы. В крайнем случае, считается допустимым слияние двух соседних фрагментов на участке черного и темно-серого цветов. Серая шкала служит также для контроля и настройки баланса белого цвета у камер и мониторов цветного изображения. Если баланс настроен правильно, все градации серой шкалы остаются нейтрально серыми, не приобретают какой-либо окраски при просмотре таблицы на мониторе цветного изображения.
Проверку наличия отражённых сигналов и искажений в виде многоконтурности можно производить по элементам одиночных штрихов и полос таблицы. О качестве видеорегистраторов можно судить по виду наклонных линий таблицы. Наличие изломов означает, что строки соседних кадров частично накладываются и возникают искажения работы чересстрочной развёртки. Оценку качества оцифровки и компрессии регистраторов можно проводить по нелинейным искажениям окружностей таблицы. Можно оценить потери при различных алгоритмах сжатия видеоинформации и разных форматах дискретизации по «исчезновению» мелких деталей изображения таблицы. У компьютерных систем видеорегистрации составленных из недорогих наборов для самостоятельной сборки и бытового PC весьма полезно оценить зависимость качества изображения от нагрузки на системную шину PC и числа записываемых каналов.
Как работать с таблицей?
Испытательная таблица отпечатана на специальной бумаге формата А3. Освещённость таблицы при определении чувствительности камеры зависит от Ваших конкретных задач: проверка заявленных параметров камеры или соответствия чувствительности камеры реальным условиям освещённости на объекте. Рекомендуемое минимальное фокусное расстояние объектива камеры 6 мм связано с форматом таблицы.
Рис. 1
Таблицу следует располагать перпендикулярно оси объектива на таком расстоянии, при котором реперы (белые треугольники сверху и снизу изображения) своими вершинами совпадали с верхней и нижней границей кадра на экране монитора. Это просто выполнить при наличии у Пользователя профессионального монитора с функцией «underscan». У таких мониторов отсутствует потеря части изображения на время обратного хода кадровой развёртки (см. рис. 1).
В стандартных мониторах функция «underscan» отсутствует и реальное изображение на экране на 10-15% меньше по сравнению с передаваемым.
Рис. 2
В этом случае необходимо регулировкой частоты кадров монитора добиться появления на экране чёрной горизонтальной полосы соответствующей кадровому импульсу гашения. При этом реперные треугольники должны упираться вершинами в края этой полосы(см. рис. 2). Далее следует зафиксировать положение видеокамеры и восстановить кадровую синхронизацию монитора. Затем следует отрегулировать контрастность, яркость и фокус изображения на экране монитора и приступать к тестированию аппаратуры. Подробные рекомендации по тестированию видеокамер и остального оборудования приводятся на сайтах www.evs.ru, www.cctvlabs.com и других.
И в заключение. Не удивляйтесь, если при тестировании некоторых миниатюрных видеокамер вместо заявленных в прайсе 600 ТВЛ при фантастически низкой цене Вы получите только 200 ТВЛ. Качество, в данном случае, полностью соответствует цене. Но самые «замечательные» результаты испытаний Вас ожидают при тестировании мегапиксельных фотокамер мобильников.
По ссылке, приведенной ниже, вы можете скачать телевизионную испытательную таблицу для проверки
качества работы видеооборудования (768x576). Получить испытательную таблицу в большом разрешении
для печати можно отправив запрос в произвольной форме по адресу sinf@sinf.ru.
| 
