Beeldresolutie

Om te begrijpen wat de resolutie precies is en wat het betekent in de praktijk, moeten we beginnen met het voorstellen van het kleinste uniforme element van het scherm, namelijk de pixel (px). Elke pixel heeft de mogelijkheid om tegelijkertijd drie kleuren in de configuratie RGB (rood, groen, blauw) te tonen in verschillende intensiteiten. Hierdoor is het mogelijk om vrijwel iedere kleur af te beelden (afb. 1). Een verzameling symmetrisch geplaatste pixels op een rechthoekig raster is een display. Hoewel de constructie van apparaten voor het tonen van beeld verschilt, is de werkingswijze meestal vergelijkbaar. In monitors van het type LCD komt soms het verschijnsel "dode pixel" voor. Dat is een beschadigde pixel die niet meer bestuurd kan worden. Hij zendt geen enkele kleur uit, waardoor hij zichtbaar is als een zwart vlekje.

Afb. 1. Vergroot beeld dat bestaat uit 9 pixels

Daaronder staan voorbeelden van afbeeldingen in verschillende populaire resoluties. Het uitgangspunt was een foto met een resolutie van 2048x1536. Hij is uiteraard verkleind om hem hier te laten passen, maar de schaal tussen de verschillende resoluties van dezelfde foto is behouden gebleven (afb. 2).

Afb. 2. Vergelijking van verschillende populaire resoluties

Ter vereenvoudiging hebben de populaire resoluties een naam gekregen. Als er bijvoorbeeld bij de cameraspecificatie vermeld staat dat hij opneemt in VGA-resolutie, betekent dit dat hij beelden registreert in de afmeting 640x480 px. Een andere, vrij belangrijke parameter die onverbrekelijk verbonden is met de resolutie, is het beeldformaat dat is beschreven als quotiënt van de lengte en de breedte van het beeld. De populairste beeldformaten zijn 4:3 dat in feite al vanaf het begin van het bestaan van het televisiesignaal wordt gebruikt, en het meer panoramische formaat 16:9 dat wordt gebruikt als standaardsignaal voor hoge resolutie.

Tab. 1. Geselecteerde resoluties en de bijbehorende namen

Beeldresolutie - grafische presentatie 

Hoe groter de resolutie, hoe groter het beeld, hoe meer details en hoe meer schijfruimte nodig is. Hieronder staan ter vergelijking schermafbeeldingen van twee bewakingscamera's uit het aanbod van Delta: C86A-2812 en APTI-32C4-2812. Laat u niet afleiden door de verschillen in kleurdiepte, scherpte of beeldhoek van beide camera's, het zijn namelijk verschillende modellen die in verschillende standaarden werken. Bovendien zijn er nog vele andere factoren die een rol spelen bij de beeldkwaliteit in het algemeen. Let hier alleen op de resolutie waarin de beide camera's werken. De eerste camera werkt in het PAL-systeem. Hoewel het een analoog signaal is dat wordt gemeten in het aantal lijnen, bedraagt zijn afmeting na omrekening in pixels 720x576. De tweede is een IP-camera, die registratie in de resolutie 2048x1536 mogelijk maakt. Het valt meteen op dat alleen al het verschil in cijfers enorm is. Hoe ziet het er in de praktijk uit?

Afb. 3. Vergelijking van schermbeelden van de camera's APTI-32C4-2812 en C86A-2812

Zoals u ziet is het verschil enorm (afb. 3). Dit is het beste bewijs dat ook in de branche van de videobewaking steeds nieuwe technologieën verschijnen die de eerdere verdringen. Als bewijs dat een beeld dat bestaat uit meer pixels nauwkeuriger is, kadreren we de beide beelden zodanig dat we kunnen proberen om de tijd af te lezen van de klok die achter in de testruimte hangt. Dit is het effect (afb. 4).

Afb. 4. Vergelijking van de vergrote fragmenten van schermafbeeldingen van de camera's. Links het beeld uit camera APTI-32C4-2812, rechts: C86A-2812

Het beeld van camera APTI-32C4-2812 is gekadreerd en tweemaal vergroot. De wijzerplaat van de klok is niet duidelijk te zien, maar we kunnen wel bedenken welke tijd hij aangeeft. We kunnen daarentegen zonder problemen de nummers van de ordners en het gezicht van de pop zien. Rechts zien we het beeld uit camera C86A-2812 dat op dezelfde manier is gekadreerd en een aantal maal is vergroot om hem qua maat te kunnen vergelijken met het beeld uit de APTI-camera. Helaas is de kwaliteit onvoldoende. We zien slechts de algemene omtrek van de gestalten, details ontbreken, objecten zijn vervormd en de randen gerafeld. Ronde contouren zijn vierkant geworden. Dit effect wordt in de volksmond "verpixeling" genoemd en ontstaat wanneer we te maken hebben met een te lage beeldresolutie. Uiteraard zal het linker beeld bij verdere vergroting ook steeds "vierkanter" worden, maar dit treedt veel later op dan bij een beeld met een kleinere resolutie.

Zoals we eerder al hebben gezegd is de resolutie niet de enige parameter die invloed heeft op de beeldkwaliteit, maar het is wel een heel belangrijke. Ook geldt dat hoe hoger de resolutie, hoe meer schijfruimte een afbeelding of film inneemt, en hoe meer capaciteit de uitrusting moet hebben waarop ze worden opgeslagen. Bij de keuze voor een recorder voor bewakingscamera's moet u ook letten op de ondersteunde resoluties. Aangenomen wordt dat een film voor het menselijk oog vloeiend is als hij wordt opgenomen in een tempo van 25 frames per seconde. Dit betekent dat voor een videosequentie van één seconde maar liefst 25 beelden nodig zijn. Bij een resolutie van 1920x1080 en een hoeveelheid van 25 frames per seconde is een schrijfsnelheid nodig van maar liefst tot 10 Mb/s (megabits per seconde). Daarbij moet u bedenken dat in de regel een recorder de mogelijkheid biedt om meerdere camera's aan te sluiten, waardoor de hoeveelheid gegevens die hij moet verwerken enorm is. In bewakingscamera's worden uiteraard verschillende methoden om het verzonden signaal te comprimeren toegepast die deze vereisten verlagen. Moderne recorders beschikken ook over ruime configuratiemogelijkheden volgens het principe "iets ten koste van iets anders", bv. een betere resolutie ten koste van het aantal frames per seconde. U moet rekening houden met al deze informatie wanneer u besluit een recorder te kopen.

Om het beste effect te bereiken, kiest u voor goede uitrusting die de camera's kan "bijhouden". Ter illustratie bekijken we welke opslagmogelijkheden de HYBRO-416 uit het aanbod van Delta heeft, een goede recorder voor een redelijke prijs.

Het apparaat kan samenwerken met camera's in verschillende standaarden – AHD (Analog High Definition), PAL en IP. We kijken naar de eerste. Wanneer we in de recorder de opslagresolutie instellen op 1280x720 ontvangen we totaal 100 frames per seconde na verdeling over 4 kanalen, namelijk 25 frames per kanaal. Zodra we de resolutie vergroten tot 1920x1080, daalt de wegschrijfsnelheid tot 60 frames per seconde na verdeling over 4 kanalen, dus slechts 15 frames per seconde, per kanaal Het beeld is van bijzonder goede kwaliteit, maar minder vloeiend.

Als u zich verdiept in de specificatie van een apparaat voor beeldregistratie komt u soms de term geïnterpoleerde resolutie tegen. Dit is een soort marketingtruc die gewetenloos wordt toegepast door producenten van elektronische apparatuur en is gericht op onwetende gebruikers. Interpoleren komt kort gezegd neer op het kunstmatig verhogen van de resolutie van het geregistreerde beeld. Vaak zijn in dergelijke apparaten te zwakke sensoren gemonteerd die slechts beelden kunnen registreren in de resoluties 640x480 of 800x600. Dit vertaalt zich in de kosten van het apparaat dat in de regel goedkoper is. Hoe is het dan mogelijk dat het beeld wordt opgenomen in het formaat 1280×720, het geen suggereert dat dit een HD-beeld is? De elektronica van het betreffende apparaat is hiervoor verantwoordelijk. Tussen twee pixels worden anderepixels geplaatst waarvan de kleur en helderheid worden berekend met behulp van verschillende algoritmen op basis van de aangrenzende pixels. Op deze manier krijgt het beeld extra pixels waardoor zijn resolutie toeneemt. Het is logisch dat het op die manier verkregen beeld niet van betere kwaliteit kan zijn. Hij verschilt namelijk in niets van het beeld dat op hetzelfde apparaat is geregistreerd in een lagere resolutie, met dat verschil dat hij simpelweg groter is.

Zoals we al eerder hebben gezegd is de resolutie van het beeld dat wordt geregistreerd door de camera niet alles. Het komt voor dat een camera die registreert in een lagere resolutie betere videokwaliteit levert, afhankelijk van de toegepaste grafische processor of sensor. Ook de omgeving waarin hij werkt is niet zonder betekenis. Zoals u ziet is de keuze van een geschikt apparaat niet eenvoudig. Het is niet eenduidig aan te geven welke camera met welke resolutie die juiste keuze is. Ieder project moet goed doordacht zijn en individueel worden geanalyseerd. De medewerkers van Delta zijn bereid u daarmee te helpen.