Что такое стабилизация камеры: Чем оптическая стабилизация камеры отличается от электронной и какая все-таки лучше

Содержание

Оборудование для стабилизации камеры или смартфона

Слайдеры Стабилизаторы (стедикамы)

  • Cтабилизатор Zhiyun Smooth 5S Серый
    • Максимальная нагрузка: 300 г • Минимальная нагрузка: 150 г • Питание: встроенный аккумулятор • Время работы: 24 ч • Время зарядки: 2 ч • Совместимость: ZY Cami, StaCam, Filmic Pro Functionality: Adjust Settings, Remote Control, Setup, View Live Feed

    15 490 ₽ Ура! Cтабилизатор Zhiyun Smooth 5S Серый в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • org/Product»>
    Быстросъёмное крепление Zeapon Revolver
    • Тип крепления: быстросъёмная площадка • Крепление «папа»: 1/4″, 3/8″ • Максимальная нагрузка: 10 кг • Габариты: 85.5 × 69 × 33.5 мм • Быстросъёмная площадка: Zeapon Revolver

    5 490 ₽ Ура! Быстросъёмное крепление Zeapon Revolver в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Вертикальная распорка Zeapon Vlogtopus Telescopic Pole
    • Минимальная высота: 1400 мм • Максимальная высота: 3100 мм • Материал: алюминий

    19 690 ₽ Ура! Вертикальная распорка Zeapon Vlogtopus Telescopic Pole в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Кабель ZEAPON Shutter Release Cable C3 для Canon
    • Разъём: папа — папа • Особенности конструкции кабеля: витой

    590 ₽ Ура! Кабель ZEAPON Shutter Release Cable C3 для Canon в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Кабель ZEAPON Shutter Release Cable N1 для Nikon
    • Разъём: папа — папа • Особенности конструкции кабеля: витой

    590 ₽ Ура! Кабель ZEAPON Shutter Release Cable N1 для Nikon в корзине.

    Перейти к оформлению заказа >>>

  • Кронштейн Zeapon Vlogtopus Folding Arm
    • Тип крепления: кронштейн • Максимальная нагрузка: 5 кг • Длина: 440 мм • Вес без упаковки: 640 г • Совместимость: Zeapon Vlogtopus

    4 990 ₽ Ура! Кронштейн Zeapon Vlogtopus Folding Arm в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Мотор для слайдера ZEAPON Micro 2 Slider Motor
    • Дополнительные функции: управление через приложение • Габариты: 103 × 82. 5 × 54.5 мм • Максимальная нагрузка: 4.5 кг • Питание: NP-F • Подключение: Bluetooth

    18 190 ₽ Ура! Мотор для слайдера ZEAPON Micro 2 Slider Motor в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Набор аксессуаров Zeapon Vlogtopus Expanding Accessories Kit
    • Набор из дополнительных креплений для расширения возможностей системы Vlogtopus

    9 690 ₽ Ура! Набор аксессуаров Zeapon Vlogtopus Expanding Accessories Kit в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Слайдер GVM Slider-120
    • Подключение: Bluetooth • Вертикальная нагрузка: 5 кг • Дополнительные функции: управление через приложение • Особенности конструкции: мотор • Запас хода: 1194 мм • Длина: 1219 мм

    39 690 ₽ Ура! Слайдер GVM Slider-120 в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Слайдер GVM Slider-80
    • Подключение: Bluetooth • Вертикальная нагрузка: 5 кг • Дополнительные функции: управление через приложение • Особенности конструкции: мотор • Запас хода: 787 мм • Длина: 800 мм

    35 690 ₽ Ура! Слайдер GVM Slider-80 в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Слайдер ZEAPON Micro 2 Plus
    • Подключение: Bluetooth • Вертикальная нагрузка: 4.5 кг • Горизонтальная нагрузка: 8 кг • Запас хода: 560 мм • Длина: 347 мм • Материал: алюминий, АБС пластик

    18 690 ₽ Ура! Слайдер ZEAPON Micro 2 Plus в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Слайдер Zeapon Micro3 M1000
    • Вертикальная нагрузка: 4 кг • Горизонтальная нагрузка: 12 кг • Особенности конструкции: вакуумное демпфирование • Запас хода: 1070 мм • Длина: 620 мм

    39 690 ₽ Ура! Слайдер Zeapon Micro3 M1000 в корзине.

    Перейти к оформлению заказа >>>

  • Слайдер Zeapon Micro3 M700
    • Вертикальная нагрузка: 4 кг • Горизонтальная нагрузка: 12 кг • Особенности конструкции: вакуумное демпфирование • Запас хода: 770 мм • Длина: 470 мм

    32 690 ₽ Ура! Слайдер Zeapon Micro3 M700 в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Слайдер моторизованный YC Onion Hot Dog 3.
    0 (100см) • Подключение: Bluetooth • Вертикальная нагрузка: 6.5 кг • Горизонтальная нагрузка: 20 кг • Дополнительные функции: управление через приложение • Особенности конструкции: мотор • Запас хода: 1000 мм • Питание: сетевой адаптер, NP-F, подключение внешнего аккумулятора Type-C • Совместимость: Android 5.2 +, iOs 10 +

    34 690 ₽ Ура! Слайдер моторизованный YC Onion Hot Dog 3.0 (100см) в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Слайдер моторизованный YC Onion Hot Dog 3.0 (120см)
    • Подключение: Bluetooth • Вертикальная нагрузка: 6. 5 кг • Горизонтальная нагрузка: 20 кг • Дополнительные функции: управление через • приложение • Особенности конструкции: мотор • Запас хода: 1200 мм • Питание: сетевой адаптер, NP-F, подключение внешнего аккумулятора Type-C • Совместимость: Android 5.2 +, iOs 10 +

    36 690 ₽ Ура! Слайдер моторизованный YC Onion Hot Dog 3.0 (120см) в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Стабилизатор (стедикам) Feiyu G6 Max для GoPro, смартфонов и других камер
    Bluetooth • Удобное управление • Класс защиты: IP67 • Аккумулятор: встроенный • Блокировка осей

    20 290 ₽ Ура! Стабилизатор (стедикам) Feiyu G6 Max для GoPro, смартфонов и других камер в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Стабилизатор (стедикам) Feiyu Vimble 2S для iPhone и других смартфонов
    Ультра функциональное приложение • До 10 часов на одном заряде + зарядка от внешнего аккумулятора • Курок для быстрой и удобной работы • Распознавание и следование за объектами и лицами • Полноценное управление съемкой с рукоятки

    6 990 ₽ Ура! Стабилизатор (стедикам) Feiyu Vimble 2S для iPhone и других смартфонов в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • org/Product»>
    Стабилизатор (стедикам) Feiyu VLOG Pocket Black для iPhone и других смартфонов
    Предназначен для съемки влогов • Самый легкий складной стедикам для смартфонов • Поддерживает встроенную камеру смартфона

    6 390 ₽ Ура! Стабилизатор (стедикам) Feiyu VLOG Pocket Black для iPhone и других смартфонов в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Стабилизатор (стедикам) Feiyu VLOG Pocket Pink для iPhone и других смартфонов
    Предназначен для съемки влогов • Самый легкий складной стедикам для смартфонов • Поддерживает встроенную камеру смартфона

    6 390 ₽ Ура! Стабилизатор (стедикам) Feiyu VLOG Pocket Pink для iPhone и других смартфонов в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Стабилизатор (стедикам) Zhiyun Crane M2 для смартфона/экшн-камеры/фотоаппарата
    Подходит для экшн-камер и небольших гаджетов массой до 720 граммов • Миниатюрное исполнение • Простая настройка

    24 990 ₽ Ура! Стабилизатор (стедикам) Zhiyun Crane M2 для смартфона/экшн-камеры/фотоаппарата в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Скидка!

    Стабилизатор (стедикам) Zhiyun Smooth 4 Black для iPhone и других смартфонов
    Горячие клавиши для мгновенного управления • Отслеживание объектов • Двусторонняя зарядка

    16 890 ₽ 11 990 ₽ Ура! Стабилизатор (стедикам) Zhiyun Smooth 4 Black для iPhone и других смартфонов в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Стабилизатор (стедикам) универсальный Feiyu Tech G6 plus
    Сверхпроизводительные моторы • Умное энергопотребление • ЖК дисплей • Беспроводное подключение

    16 390 ₽ Ура! Стабилизатор (стедикам) универсальный Feiyu Tech G6 plus в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Стабилизатор DJI Osmo Mobile 6
    Особенности конструкции: встроенный дисплей, складная конструкция, магнитное крепление, телескопическая конструкция • Нагрузка: 170 — 290 г • Ширина захвата: 67 — 84 мм • Питание: встроенный аккумулятор • Ёмкость аккумулятора: 1000 мАч • Время работы: 6. 4 ч • Время зарядки: 1.5 ч • Быстрая зарядка: Power Delivery

    17 690 ₽ Ура! Стабилизатор DJI Osmo Mobile 6 в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Стабилизатор DJI RS 3
    • Дополнительные функции: управление через приложение • Особенности конструкции: встроенный дисплей, складная конструкция, блокировка осей • Нагрузка: — 3000 г • Питание: BHX711-3000-7,2 В • Ёмкость аккумулятора: 3000 мАч • Напряжение: 7.2 В • Энергия аккумулятора: 21 Втч • Время работы: 12 ч • Время зарядки: 2.5 ч • Быстросъёмная площадка: Arca Swiss, Manfrotto

    52 690 ₽ Ура! Стабилизатор DJI RS 3 в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Стабилизатор DJI RS 3 Combo
    • Дополнительные функции: управление через приложение • Особенности конструкции: встроенный дисплей, складная конструкция, блокировка осей • Нагрузка: — 3000 г • Ёмкость аккумулятора: 3000 мАч • Время работы: 12 ч • Время зарядки: 2.5 ч • Быстросъёмная площадка: Arca Swiss, Manfrotto

    69 690 ₽ Ура! Стабилизатор DJI RS 3 Combo в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • org/Product»>
    Стабилизатор DJI RS 3 Mini
    Особенности конструкции: сенсорный дисплей • Нагрузка: 400 — 2000 г • Питание: встроенный аккумулятор • Ёмкость аккумулятора: 2450 мАч • Время работы: 10 ч • Время зарядки: 2.5 ч • Быстрая зарядка: Power Delivery

    39 690 ₽ Ура! Стабилизатор DJI RS 3 Mini в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Стабилизатор Feiyu SCORP-C
    • Особенности конструкции : встроенный дисплей, блокировка осей • Нагрузка : — 2500 г • Питание : встроенный аккумулятор • Ёмкость аккумулятора : 2500 мАч • Быстрая зарядка : Power Delivery • Быстросъёмная площадка : Arca Swiss

    24 690 ₽ Ура! Стабилизатор Feiyu SCORP-C в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Стабилизатор Feiyu SCORP-Mini
    Особенности конструкции : встроенный дисплей • Нагрузка : — 1200 г • Питание : встроенный аккумулятор • Ёмкость аккумулятора : 2500 мАч • Время работы : 13 ч • Время зарядки : 1.6 ч • Быстрая зарядка : Power Delivery • Быстросъёмная площадка : Arca Swiss

    24 100 ₽ Ура! Стабилизатор Feiyu SCORP-Mini в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • org/Product»>
    Стабилизатор Sirui DUKEN Switch X Perk A Light Gray
    Складная конструкция • Телескопическая ручка • Быстросъёмный держатель • Дистанционное управление • Встроенный аккумулятор: 1000 мАч

    4 490 ₽ Ура! Стабилизатор Sirui DUKEN Switch X Perk A Light Gray в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

  • Стабилизатор Sirui DUKEN Switch X Perk B Dark Gray
    Складная конструкция • Телескопическая ручка • Быстросъёмный держатель • Дистанционное управление • Встроенный аккумулятор: 1000 мАч встроенный аккумулятор: 1000 мАч

    4 490 ₽ Ура! Стабилизатор Sirui DUKEN Switch X Perk B Dark Gray в корзине. Перейти к оформлению заказа >>>

ТЕСТ. Цифровая стабилизация изображения в FullHD-видеокамерах

В рубрику «В центре внимания. Тесты » | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Профессиональное видеонаблюдение – это такая область, где даже самая мелкая деталь может иметь важнейшее значение. Недаром идет непрестанное увеличение разрешения видеокамер и производители соревнуются, кто сможет представить на рынок новейшую модель с еще большим количеством мегапикселей. Ведь высокое реальное разрешение как раз и позволяет видеть те самые мелкие детали. Раньше задачи распознавания решались только на достаточно близком расстоянии от камер. Теперь же видеокамера может находиться на значительном удалении от наблюдаемого объекта и при этом передавать все происходящее на сцене с достаточной детализацией.

Для профессионалов сцены из фильмов, в которых происходит бесконечное увеличение изображения за счет использования фантастических алгоритмов, всегда были комичными. Однако высокое реальное разрешение позволяет без использования каких-то сюрреальных технологий получать максимально детализированное изображение. И наиболее сбалансированными сейчас являются FullHD-камеры, осуществляющие съемку с разрешением 2 Мпкс. Несколько лет назад они только появились на рынке и проигрывали более ранним моделям по чувствительности (реальному разрешению при низкой освещенности) и величине потока (требуемому размеру архива на видеосервере для полноценного видеомониторинга 24/7). А сейчас благодаря новым высокочувствительным сенсорам и применению новейших алгоритмов кодирования эти модели стали практически минимальным вариантом, используемым инсталляторами.

Реальное разрешение зачастую значительно меньше заявленного вследствие воздействия разнообразных внешних факторов. И одной из причин, приводящих к этому, является воздействие на видеокамеры механической вибрации в месте установки. Подобная вибрация практически всегда сопутствует видеокамерам, установленным вдоль автомобильных дорог на столбах или специальных мачтах. В этом случае она возникает вследствие сильного ветра и нестабильности используемой конструкции. Кроме того, на камеру может непосредственно передаваться и вибрация от техногенного источника. Зачастую (особенно при видеонаблюдении в помещении) рядом оказывается какой-то мощный источник вибрации: генератор, лифт, входная дверь. Кроме смазывания изображения при эксплуатации в таких условиях, происходит «дребезжание» картинки и заметное увеличение потока. Главная проблема состоит в том, что вибрация является непредсказуемым процессом, не может быть учтена, описана, а значит и полностью скомпенсирована определенным алгоритмом. Подобное ухудшение изображения сильно усложняет задачу детекции, а тем более распознавания. К примеру, при распознавании автономеров ПО может не справляться с такими условиями и выдавать большое количество ошибок. Стоит учитывать, что для длиннофокусных объективов влияние вибрации будет наиболее критичным и даже небольшое перемещение камеры может вызывать колоссальное смещение картинки. При больших увеличениях это недопустимо. А ведь малая вибрация присутствует практически всегда, но обычно ее просто не замечают.

Поэтому важной для инсталлятора, а следовательно и производителя становится разработка способов борьбы с подобным. Полноценное решение этой проблемы заключается в применении оптической стабилизации в объективах видеокамер. Но такие камеры практически отсутствуют на рынке и являются скорее дорогостоящими проектными устройствами. Другой вариант, куда более доступный и распространенный, – использование программной стабилизации изображения. Подобные алгоритмы стабилизации могут называться по-разному: EIS – Electronical Image Stabilization, DIS – Digital Image Stabilization. Существует подход, при котором в камере используется гиросенсор. Его перемещения передаются в процессор камеры и учитываются при программной обработке изображения для компенсации вибрации. Еще есть несколько достаточно экзотических вариантов для видеонаблюдения. Ну и наконец, инсталляторы зачастую просто игнорируют мелкую вибрацию камеры, лишь иногда подстраивая сбившуюся фокусировку.

Преимущества и недостатки разных типов стабилизации изображения указаны в табл. 1.


Чтобы посмотреть, что же из себя представляют цифровые алгоритмы стабилизации как самый доступный вариант компенсации вибрации, мы решили провести тестирование.

Принцип работы алгоритмов цифровой стабилизации изображения

Принцип работы алгоритмов цифровой стабилизации изображения заключается в программной обработке видеосигнала, поступающего с сенсора камеры. При включении режима стабилизации видеокамера фиксирует центр изображения. Камера транслирует часть потока («кроп»), обрезая полосу изображения по периметру. При возникновении перемещения (при вибрации) она «следит» за перемещением центра изображения, передвигая область трансляции по площади кадра вслед за перемещением. Таким образом, амплитуда цифрового стабилизатора ограничена периметральной областью, вырезанной из площади изображения.

Что тестируем? Мы решили испытать воздействие вибрации на изображение в Box-камерах. Для этих моделей чаще всего возможна установка на улице в кожухе с применением длиннофокусных объективов, что является наиболее сложным условием при наличии вибрации. FullHD-разрешение выбрано как самое востребованное на текущий момент. Таким образом, мы собирали камеры со следующими ограничениями:

  • разрешение 2–3 Мпкс;
  • корпус Box.

Какие модели были предоставлены на тест? В результате в лаборатории оказались следующие образцы:

  • BEWARD SV2015M;
  • Bolid VCI-320;
  • NOVIcam PRO NC24P;
  • приобретенная лабораторией камера, которую в дальнейшем будем называть Noname.

Как будем проводить измерения?

Все измерения будем проводить при одинаковом угле обзора у камер. Оценим общее качество съемки камер, определив реальное разрешение при помощи типовой тестовой таблицы при снижении освещенности от 500 до 1 лк, не используя ИК-подсветку.

Заданные амплитуда и частота вибрации в нашем тесте характерны для конструкций, на которые устанавливают камеры (столбы, мачты над автомагистралями). Частота вибрации составляла 1 и 5 Гц, а смещение изображения в объективе камеры по отношению к полному размеру кадра равнялось 2, 6 и 11%. Влияние этой вибрации на качество съемки будем оценивать по нескольким факторам.

Первым будет разрешение камеры при воздействии вибрации и при воздействии вибрации и включенном алгоритме стабилизации. А вторым фактором будет отношение перемещения изображения при воздействии вибрации к перемещению изображения при воздействии вибрации с включенным алгоритмом стабилизации.

BEWARD SV2015MПредоставлена НПП «Бевард»


Самая дорогая камера в тесте, которая показала самое высокое разрешение и наилучшую стабильность разрешения при снижении освещенности. Продемонстрировала наибольшую эффективность алгоритма стабилизации изображения при больших амплитудах на 1 Гц и при малых на 5 Гц . Лидирует по величине разрешения при малой амплитуде и вибрации на 1 Гц при выключенном алгоритме стабилизации. На этой же частоте включение алгоритма стабилизации позволяет сохранить разрешение даже при воздействии вибрации.

Производитель отмечает, что камера снабжена чувствительным сенсором SONY Exmor R, что позволяет ей записывать качественное видео с высокой цветопередачей и малым уровнем шума в условиях недостаточной освещенности, а также при работе с короткой выдержкой для наблюдения быстро движущихся объектов.

По словам производителя, поддерживаемая функция ABF преобразует объектив с типом крепления CS в объектив с автофокусом для удаленного изменения положения матрицы, точно подстраивая таким образом фокусировку изображения. Заявлены поддержка режима высокоскоростной съемки (60 кадр/с), кодек H.265 совместно с режимом Smart Stream для повышения степени сжатия видео и 2-кратный расширенный динамический диапазон (Double Scan, 2xWDR).

В характеристиках указана встроенная поддержка расширенной видеоаналитики на восемь функций: подсчет людей, пересечение линии, детекторы праздношатания, саботажа, людей, движения и входа/выхода в рамках заданной области (активация лицензии).

Bolid VCI-320Предоставлена ЗАО НВП «Болид»


Камера имеет наименьшее (почти нулевое) снижение разрешения при включении алгоритма стабилизации во всех условиях. Лидирует по эффективности алгоритма стабилизации изображения при малых и средних амплитудах на 1 Гц и занимает второе место по этой величине на 5 Гц. Имеет наилучшее разрешение при вибрации 5 Гц.

Производитель описывает модель как цветную видеокамеру, предназначенную для работы в составе комплекса видеонаблюдения и непрерывной трансляции видеоизображения с охраняемой зоны на системы отображения, записи, хранения и воспроизведения видеоизображения. Производитель оснастил свою камеру аудиовходом и аудивыходом для подключения дополнительного звукового оборудования. В модели заявлен разъем DI/DO для приема/отправки и обмена цифровыми сигналами с внешними устройствами.

Для более экономного использования видеоархива камера поддерживает видеозапись с помощью кодека Н. 265. В камере заявлен встроенный адаптер PoE для питания по кабелю сети Ethernet и слот для карты microSD, позволяющий сохранять видео даже при отсутствии сетевого подключения.

Производитель отмечает, что видеокамера обладает расширенным динамическим диапазоном 140 дБ для одновременного отображения ярких и темных участков одного кадра и высокой чувствительностью в условиях плохой освещенности.

NOVIcam PRO NC24PПредоставлена компанией NOVIcam


Камера входит в число лидеров по величине и стабильности разрешения, причем при хорошей освещенности показывает достаточно близкие к лидеру значения.

Модель не оснащена функцией цифровой стабилизации изображения. IP-видеокамера исполнена в классическом корпусе и, по словам производителя, передает изображение FullHD с разрешением 1080р, 25 кадр/с и обеспечивает детализированный обзор. По информации производителя, связка мегапиксельного сенсора SONY и производительного процессора превращает камеру в мультифункциональное устройство. Заявляется возможность подключения к камере микрофона и динамиков, датчиков тревоги и реле, карты памяти, что должно позволить организовать на ее основе полноценную систему видеонаблюдения.

На одну из боковых сторон вынесен разъем автоматической регулировки диафрагмы (АРД) для электронного управления световым потоком. Поддержка технологии РоЕ позволит использовать один кабель для передачи питания и данных.

Производитель подчеркивает, что для простоты настройки и удаленного доступа к камере предоставляется бесплатный облачный сервис P2P. Поддержка стандарта ONVIF предназначена для обеспечения связи с популярными IP-видеорегистраторами и программным обеспечением. Заявляется широкий диапазон рабочих температур, позволяющий использовать камеру даже в неотапливаемых помещениях.

NonameПредоставлена лабораторией CCTVLab

Ожидаемо отстает от других камер по величине разрешения и качеству работы алгоритма цифровой стабилизации изображения практически при всех условиях. Однако показывает рост эффективности алгоритма стабилизации при частоте вибрации 5 Гц, в итоге выигрывая у других моделей при больших амплитудах.

Модель является типовой видеокамерой из китайского интернет-магазина и оснащена сенсором SONY IMX123. Преимуществом этой конкретной модели является поддержка алгоритма цифровой стабилизации изображения.

Результаты испытаний

Во всех камерах наблюдалось закономерное снижение разрешения при снижении освещенности (рис. 1).


По графикам (рис. 2 и рис. 3) становится заметно, что в большинстве камер при увеличении амплитуды вибрации происходит закономерное падение разрешения. В основном разрешение камер при включенном алгоритме немного ниже, чем когда он выключен.


Чем выше амплитуда и частота вибрации, тем меньше разница между величинами разрешений при съемке с выключенным алгоритмом и при его включении. Интересно, что при частоте 1 Гц алгоритм стабилизации одной из камер отрабатывает вибрацию без видимого ухудшения изображения.


При оценке эффективности работы алгоритма стабилизации можно заметить много интересных особенностей.


Эту эффективность вычисляли при воздействии вибрации как отношение амплитуды колебания изображения к амплитуде колебания изображения при включенном алгоритме стабилизации изображения. Получилось, что алгоритмы стабилизации камер более эффективны на частоте 1 Гц (рис. 5), причем эффективность с увеличением амплитуды вибрации только возросла.


А вот при частоте 5 Гц (рис. 6) эффективность с ростом амплитуды вибрации незначительно росла только у одной камеры, а у двух других заметно снижалась.


При большой амплитуде вибрации на частоте 5 Гц амплитуда перемещения изображения у этих двух камер при включенном алгоритме сравнялась с амплитудой при выключенном алгоритме.


Если же рассмотреть все результаты в совокупности, то можно отметить, что камеры лучше справились с вибрацией на 1 Гц. Можно предположить, что производители настраивали свои алгоритмы именно на такие условия.

Подведем итоги

По результату тестов данных образцов камер можно сделать следующие важные выводы. Алгоритм стабилизации изображения при его включении снижает разрешение камеры, даже при съемке статичного изображения при отсутствии вибрации. И далее разрешение падает с увеличением амплитуды и частоты вибрации, стабилизатор позволяет лишь сохранить разрешение на том же уровне либо ухудшает его еще больше. Но в то же время алгоритм цифровой стабилизации значительно сокращает амплитуду колебаний изображения, снижая скачок битрейта из-за вибрации, что позволяет более стабильно работать различным алгоритмам аналитики, таким как распознавание номеров, детектор движения и т.д., а также делает просмотр видео более комфортным.

Отсюда следует главная рекомендация для инсталляторов: необходимо следить, чтобы на камере алгоритм стабилизации был выключен при отсутствии веского обоснования его включения (не столько самого наличия заметной вибрации камеры в месте установки, сколько именно влияния этой вибрации на качество выполнения системой видеонаблюдения конкретных задач).

Опубликовано: Журнал «Системы безопасности» #2, 2019
Посещений: 1792

В рубрику «В центре внимания. Тесты » | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Стабилизация изображения: когда ее использовать и когда выключать

Шон С. Штайнер | Обновлено Пн, 18.05.2015

Поделиться

Стабилизация изображения или подавление вибраций, O.I.S., Optical SteadyShot, SR, VC, VR, MEGA O.I.S. и другие не менее броские названия — это технологии, которые позволяют фотографам делать снимки в условиях освещения, которые когда-то были бы считается слишком сомнительным для получения четких неподвижных изображений. В зависимости от марки, модели и года выпуска вашей камеры или объектива со стабилизатором изображения стабилизация изображения позволяет делать четкие снимки с выдержкой в ​​три, четыре или пять раз длиннее, чем это было возможно ранее.

Эмпирическое правило для получения четких изображений с рук заключается в том, что вы не должны держать камеру с выдержкой длиннее, чем эквивалентное фокусное расстояние объектива. Это означает, что объектив 500 мм не следует держать в руке при выдержке медленнее 1/500 секунды, объектив 300 мм медленнее 1/300 секунды, объектив 50 мм медленнее 1/50 секунды, а объектив 20 мм медленнее 1/50 секунды. 20 секунд.

Добавьте к этому стабилизацию изображения, и внезапно вы сможете получать четкие изображения неподвижных объектов с помощью объектива 500 мм при выдержке до 1/60 секунды, объектива 300 мм при выдержке до 1/30 секунды и объектива 20 мм при выдержке до 1/30 секунды. скорость снижается до 1/2 секунды.

Проблема в том, что при первой настройке новой камеры многие фотографы включают стабилизацию изображения камеры или объектива и никогда не оглядываются назад, думая: «Если мне это нужно, это включено», но в зависимости от вашей конкретной камеры или объектив, это может быть хорошей идеей, а может и не быть.

Прежде чем углубиться в суть вопроса, важно прояснить распространенное заблуждение о стабилизации изображения, которое заключается в том, что она позволяет «заморозить» быстро движущиеся объекты при более длинных выдержках. Это совершенно неверно. Стабилизация изображения позволяет делать только четкие изображения статичных объектов на более низких скоростях. Движущиеся объекты будут одинаково размытыми или полосатыми, а в некоторых случаях размытие или дрожание при включенном стабилизаторе изображения.

Стабилизация на основе объектива: камера и система объектива в неподвижном состоянии

Существует два типа стабилизации изображения (IS): на основе объектива и в камере. Стабилизация на основе объектива использует плавающий элемент объектива, который управляется электронным способом и смещается в сторону, противоположную любому сотрясению камеры, регистрируемому камерой. Встроенные в камеру системы работают аналогично, но физически сдвигают датчик изображения, чтобы компенсировать эти движения. Что касается того, какая форма стабилизации изображения лучше, есть свои плюсы и минусы для обеих сторон.

Стабилизация на основе объектива: система камеры и объектива дергается вниз, вызывая дрожание камеры

Преимущества стабилизации изображения в объективе включают более плавную работу при использовании объективов с большим фокусным расстоянием. Недостатком стабилизации изображения на основе объектива является то, что она доступна не для всех объективов и увеличивает стоимость объектива. Опять же, если вам не нужна IS, у вас часто есть возможность приобрести версию объектива без IS или, по крайней мере, что-то подобное.

Стабилизация на основе объектива: коррекция, сделанная группой объективов IS

Преимущества встроенной в камеру стабилизации изображения заключаются в том, что вы получаете преимущества технологии IS с любым объективом, который можно установить на камеру, при значительно меньших затратах, чем несколько оптических устройств с поддержкой IS. Недостатком стабилизации изображения в камере является то, что она менее эффективна при сглаживании неровностей при съемке с оптикой с большим фокусным расстоянием по сравнению со стабилизацией изображения на основе объектива.

Стабилизация на основе камеры: Система камеры и объектива в неподвижном состоянии

Если вы устанавливаете камеру на штатив (или аналогичную устойчивую платформу) без обрезки стабилизатора изображения, вы рискуете создать так называемую петлю обратной связи, в которой Система IS, по сути, обнаруживает собственные вибрации и начинает двигаться, даже когда остальная часть камеры совершенно неподвижна. Это вводит движущиеся объекты в вашу систему камеры и приносит с собой размытость. Это одна из ключевых причин отключения стабилизации изображения.

Стабилизация на основе камеры: система камеры и объектива дергается вниз, вызывая дрожание камеры движение. Однако некоторые старые объективы и системы начального уровня могут не иметь этой опции или могут работать неправильно при панорамировании, что приводит к большему размытию. Это тот случай, когда может быть полезно отключить систему стабилизации.

Стабилизация на основе объектива: сдвиг сенсора уменьшает дрожание камеры

Кроме того, еще одна причина, по которой можно отключить систему стабилизации, — время работы от батареи. IS с электронным управлением и измерением потребляет заряд аккумулятора. Это особенно верно для больших линз и больших сенсоров, которые по своей природе требуют больше энергии для перемещения.

И последнее замечание: стоит отметить, что для достижения наилучших результатов при фотосъемке неподвижных объектов ничто не сравнится с камерой, установленной на прочном штативе с включенной стабилизацией изображения  выкл. Это связано с тем, что стабилизация изображения по самой своей природе, использующая движение по одной оси для противодействия движению по противоположной оси, часто сама по себе приводит к различной степени ухудшения качества изображения, в то время как камера, прочно прикрепленная к устойчивому штативу и спотыкающаяся о трос или дистанционный спуск с зеркалом, заблокированным в верхнем положении, почти в каждом случае сделает более четкое изображение.

Стабилизация изображения — обработка изображений

Содержание

  1. Введение
  2. Фон стабилизации изображения
    1. Фокусные расстояния
    2. Слабое освещение
    3. Предотвращение смазывания изображений с помощью более коротких выдержек
    4. Установка короткой выдержки
  3. Методы стабилизации изображения
    1. Штативы
    2. Оптический стабилизатор изображения
    3. Оптическая стабилизация изображения со сдвигом датчика
    4. Другие методы стабилизации изображения
  4. Измерение качества вашей системы стабилизации изображения
  5. Заключение
  6. Ссылки

Введение

Стабилизация изображения показывает, насколько стабильна оптическая система камеры во время захвата изображения. Если камера не стабильна, изображение будет размытым. Есть много причин размытых фотографий, таких как плохие условия освещения, использование длинных фокусных расстояний и длинная скорость затвора в сочетании с дрожанием камеры при съемке с рук.

Фон стабилизации изображения

Фокусные расстояния

Фокусное расстояние — это расстояние между основным уровнем линзовой системы и фокусом изображения на бесконечность. В зависимости от размера области записи он определяет угол обзора.

Широкоугольная камера, например, имеет короткое фокусное расстояние, что означает, что точка фокусировки перемещается ближе к основному уровню. При коротком фокусном расстоянии угол увеличивается, область приема расширяется, а объект изображения отображается меньше. Для правильной экспозиции датчик камеры должен захватывать определенное количество света.

Слабое освещение

В условиях слабого освещения необходимо отрегулировать свет для достижения правильной экспозиции. Вы можете выполнить эту настройку, изменив диафрагму, чувствительность ISO и скорость затвора. Таким образом, в условиях низкой освещенности вы можете добиться большего количества света, выбрав большую диафрагму, более высокую чувствительность или более медленную скорость затвора. Однако чем темнее становится, тем меньше возможностей.

Во многих случаях максимальной диафрагмы недостаточно, а увеличение чувствительности отрицательно сказывается на качестве изображения. В этом случае уменьшение скорости затвора является единственным выходом.

Использование более продолжительной экспозиции может помочь скорректировать экспозицию в условиях низкой освещенности. Однако чем длиннее выдержка, особенно с ручной камерой, тем больше вибраций камеры потенциально будет улавливаться и приводить к размытым изображениям.

Предотвращение смазывания изображений с помощью более коротких выдержек

Как правило, выдержка должна быть не меньше обратной величины фокусного расстояния.

T = 1/фокусное расстояние

Чтобы избежать смазывания изображения при съемке с рук, помните, что чем больше фокусное расстояние (эквивалент фокусного расстояния 35 мм), тем короче должна быть выбранная выдержка. Использование слишком большого фокусного расстояния приведет к увеличению видимых вибраций.

Изображение 1: Сравнение ISO 100 — f/5,6 — 1/13 с — 200 мм (слева) с ISO 400 — f/5,6 — 1/50 с — 200 мм (в центре) и ISO 1600 — f/5,6 — 1/200 с — 200 мм (справа).

Установка короткой выдержки

Для большинства ситуаций можно установить более короткую выдержку, выбрав большую диафрагму или более высокую чувствительность ISO в настройках камеры. Однако часто камера не обеспечивает правильных настроек в соответствии с предпочтениями фотографа. Например, фотографу может понадобиться меньшее значение диафрагмы, чем доступно. Выберите более высокую чувствительность ISO, чтобы решить эту проблему, но это часто может привести к усилению сигнала изображения до уровня, который увеличивает шум и снижает качество изображения. Если более короткая выдержка не может быть достигнута с помощью настроек камеры, вы можете использовать другие методы стабилизации вне настроек для получения изображений без смазывания.

Методы стабилизации изображения

Важно понимать, что короткая выдержка — лучшее решение для съемки быстро движущегося объекта. Без короткой выдержки движение движущегося объекта приведет к размытию изображения даже при использовании методов стабилизации, перечисленных ниже.

Изображение 4: Движение во время экспозиции приводит к размытию (слева). Когда нет движения, изображение может быть четким (справа)

Штативы

Классический способ предотвращения смазывания за счет медленной скорости затвора — использование штатива. Конечно, штатив не идеален, и его эффективность во многом зависит от прочности поверхности, на которой он стоит. Кроме того, спуск вручную может вызвать легкое дрожание камеры, поэтому рекомендуется использовать таймер автоспуска или пульт дистанционного управления камерой.

Какими бы надежными ни были штативы, их нельзя использовать во всех ситуациях. В результате сегодня большинство камер и объективов имеют встроенные стабилизаторы изображения либо в объективе (в объективе), либо в датчике (в камере), чтобы компенсировать проблемы со стабилизацией, такие как дрожание рук.

Оптический стабилизатор изображения

Оптический стабилизатор изображения в методе In-Lens содержит плавающий элемент линзы с соответствующими датчиками, противодействующими вибрациям. По сути, небольшие измерительные приборы регистрируют движение, вызванное фотографом, и передают информацию процессору, который затем создает корректирующую настройку с помощью плавающего элемента. Вы можете перемещать элемент как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, чтобы сбалансировать рыскание (вращение по оси Y) и шаг (вращение по оси X).

Изображение 5: Вращение вокруг оси Y теперь называется рысканием или рысканьем, а вращение вокруг оси X известно как тангаж или тангаж. Изображение 6: Плавающий элемент линзы (зеленый) перемещается в горизонтальном и вертикальном направлениях компенсировать вращательные движения вокруг осей x и y (справа).

Оптический стабилизатор изображения в объективе особенно важен в камерах с оптическим видоискателем (например, в телеобъективах). Если стабилизатор активен, он начинает работать после нажатия кнопки спуска затвора наполовину. Оттуда информация о стабилизированном свете проходит через внутреннее зеркало камеры к оптическому видоискателю, позволяя объекту оставаться неподвижным в кадре.

Метод оптической стабилизации изображения в объективе является более распространенным методом стабилизации изображения, но он доступен не для каждого объектива.

Оптическая стабилизация изображения со сдвигом сенсора

Некоторые производители полагаются на стабилизатор на основе сенсора (внутрикамерный). По сравнению со стабилизатором в объективе, где датчик фиксируется, в этом методе используется свободно движущийся датчик, чтобы компенсировать дрожание камеры. Другими словами, датчик смещается в нужном направлении по оси x или y в зависимости от движения камеры. Помимо стабилизации движений по осям x и y, стабилизаторы сдвига сенсора также могут компенсировать вращение вдоль оптической оси (крен), тем самым устраняя дрожание камеры по трем отдельным осям.

Изображение 7: Стабилизатор сдвига сенсора способен скорректировать дрожание камеры по осям рыскания, тангажа и крена.

Важно отметить, что вы можете одновременно интегрировать стабилизатор камеры и объектива в систему камеры и объектива. В этом случае многие камеры выбирают одно или другое, но некоторые камеры используют оба одновременно. В этих случаях производители должны убедиться, что они не мешают друг другу и в конечном итоге не приводят к нежелательному размытию изображения.

Другие методы стабилизации изображения

В то время как вышеупомянутые методы стабилизации изображения называются (чисто) оптической стабилизацией изображения, дополнительные методы часто включают «неоптические» аспекты. Например, некоторые производители мобильных телефонов используют методы для объединения нескольких недоэкспонированных изображений с более коротким временем экспозиции с регулярно экспонируемым изображением путем совмещения изображений друг с другом и связывания уровней сигнала с окончательным изображением. Другой метод заключается в объединении регулярно экспонируемого размытого изображения с краями недоэкспонированного резкого изображения. Одной из трудностей этих методов является определение «времени экспозиции» для изображения, о котором сообщается. Даже с учетом сказанного единственное, что имеет значение для пользователя, — это получение четкого изображения даже в условиях низкой освещенности.

Измерение качества вашей системы стабилизации изображения

Одним из наиболее эффективных методов измерения качества стабилизации изображения в вашей системе камеры является использование устройства имитации тряски и тестовых таблиц. ISO 20954-1 описывает этот метод. 1 С помощью этого типа устройства вы можете определять и контролировать дрожание камеры для получения сравнимых результатов. После настройки устройства камера может зафиксировать тестовую диаграмму с четкими изображениями и другими потенциальными структурами при различном времени экспозиции. Оценка краев покажет, какое время экспозиции приведет к размытию краев.

Изображение 8: Пример настройки с использованием устройства имитации стабилизации STEVE и тестовой таблицы с наклонными краями.

Если время экспозиции нельзя контролировать, процесс немного усложняется. Например, когда уровень освещенности на тестовой таблице изменяется (уменьшается), камера вынуждена реагировать либо открытием диафрагмы, либо повышением уровня чувствительности ISO, либо увеличением времени экспозиции. Повышение чувствительности ISO приведет к повышению уровня шума или потере (снижению шума) малоконтрастных мелких деталей, известной как потеря текстуры. Увеличение времени экспозиции снова приведет к размытию краев при отсутствии метода стабилизации изображения. Для этих ситуаций тестовая диаграмма должна быть более сложной с целями для анализа шума и потери текстуры.

Изображение 9: Пример тестовой таблицы с подробными целями для анализа шума и потери текстуры.

Заключение

Стабилизация изображения показывает, насколько стабильна оптическая система камеры во время съемки. Без стабильной системы изображения будут выглядеть размытыми, что повлияет на общее качество изображения. Такие методы, как использование штатива, оптического стабилизатора или оптической стабилизации изображения со сдвигом сенсора, могут улучшить стабилизацию изображения. Также важно проверить качество возможностей стабилизации изображения камеры.

При тестировании камеры мы рекомендуем следовать стандарту ISO 20954-1 и использовать тестовую таблицу со скошенными краями и устройство, имитирующее дрожание камеры. Это устройство позволит вам определить уровень дрожания, а затем быстро протестировать различные времена экспозиции с помощью тестовой таблицы наклонных краев и посмотреть, какие из них приводят к наибольшему размытию. Для тестирования при слабом освещении мы советуем использовать диаграмму с мишенями для измерения шума и потери текстуры.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *