Bildupplösning

För att kunna förstå vad upplösning egentligen är och vilken betydelse den har i praktiken ska man börja med att presentera det minsta, enhetliga elementet som visas på bildskärmen, som kallas för en bildpunkt eller pixel (px). Varje bildpunkt kan visa tre färger samtidigt i RGB-konfiguration (röd, grön, blå), i olika ljusstyrkenivåer. Detta gör det möjligt att visa varje färg (bild 1). Uppsättningen av symmetriskt fördelade bildpunkter på ett rektangulärt rutnät är en display. Trots att utformning av enheter för bildvisning är olika är deras funktionsprincip oftast den samma. I LCD-bildskärmar kan man ibland stöta på en så kallad ”död bildpunkt". Det är en skadad bildpunkt som inte kan styras. Den emitterar ingen färg vilket gör att den syns som en svart prick.

Bild 1. Den förstorade bilden som består av 9 bildpunkter

Nedan visas exempel på bilder i några populära upplösningar. Utgångsbilden är en bild i upplösning 2048x1536. Den har givetvis förminskats för att kunna visas här men skalan mellan följande upplösningar på samma bild har bevarats (bild 2).

Bild 2. Jämförelse av några populära upplösningar som används

För att underlätta har de populära upplösningarna fått sina namn. Till exempel om i kamerans tekniska data angetts information att den spelar in i VGA-upplösning innebär det att den spelar in bilder i storlek 640x480 bildpunkter. En annan viktig parameter som oskiljaktigt är förbunden med upplösningen, är ett bildformat, som beskrivs som kvoten mellan bildlängden och dess höjd. Det mest populära bildformatet är 4:3 som används sedan en tv-signal fanns och mycket mer panoramiskt 16:9 som används som en standard för signal i hög upplösning.

Tabell 1. Utvalda upplösningar och motsvarande namn

Bildupplösning - en grafisk presentation 

Så ju större upplösning desto större bild med flera detaljer men också krävande mer diskutrymme. Nedan, som jämförelse, visas bildens skärmdumpar från två CCTV-kameror från Deltas erbjudande: C86A-2812 och APTI-32C4-2812. Man ska inte låta sig suggereras av skillnader i färgdjup, skärpa och synvinkel av båda kamerorna, eftersom dessa är olika modeller, som arbetar i olika standarder. Dessutom den allmänna bildkvaliteten påverkas av ännu fler faktorer. Man ska lägga märke till upplösningen i vilken båda enheterna fungerar. Den första är en kamera som fungerar i PAL-system. Trots att det är en analog signal som mäts i antal linjer, dess storlek i bildpunkter är 720x576. Den andra är en IP-kamera som spelar in med upplösning 2048x1536. På en gång kan man se att skillnaden mellan siffrorna är mycket stor. Hur ser det ut rent praktiskt?

Bild 3. Jämförelse av skärmdumpar från kamera APTI-32C4-2812 och kamera C86A-2812

Som man ser är skillnaden stor (bild 3). Det är det bästa beviset på att även i CCTV-övervakningsbranschen dyker det upp allt nyare teknologier som ersätter de tidigare. Som ett bevis på att bilden som består av flera bildpunkter är mer exakt ska vi ordna dessa två skärmdumpar på så sätt för att kunna läsa av tiden från en klocka hängande på baksidan av testrummet. Här ser man resultatet (bild 4).

Bild 4. Jämförelse av förstorade fragment av skärmdumparna från kamerorna. Till vänster har vi skärmdumpen från kamera APTI-32C4-2812 och till höger: C86A-2812

Bilden från kamera APTI-32C4-2812 har inramats och förstorts två gånger. Det är sant att man inte ser klocktavlan tydligt men man kan gissa vilken tid det är. Utan problem ser man siffror på pärmarna eller skyltdockans ansikte. Till höger ser man bilden från kamera C86A-2812, inramad på samma sätt och förstorad några gånger för att den ska vara av samma storlek som bilden från APTI-kamera. Tyvärr är kvaliteten otillfredsställande. Man ser bara konturer av gestalter, detaljer saknas, objekt är deformerade och deras konturer oskarpa. Runda konturer blir fyrkantiga. Denna effekt, som kallas för pixelering, uppstår när bildens upplösning är för låg. Givetvis skulle bilden till vänster vid vidare förstoring också bli mer fyrkantig men mycket senare än bilden i lägre upplösning.

Som sagt, är upplösningen inte den enda parametern som påverkar bildkvaliteten men den är mycket väsentlig. Också ju större upplösning desto mer diskutrymme behövs för en bild eller en film vilket gör att man behöver också en lämplig utrustning som ska kunna lagra den. När man väljer en inspelare för CCTV-kamerorna hantering ska man också ta hänsyn till upplösningshantering. Man antar att filmen är flytande för det mänskliga ögat när den spelas in med hastighet på 25 bildrutor per en sekund. Detta betyder att per en sekund av videosekvensen behöver man 25 bilder. För upplösning 1920x1080 och 25 bildrutor per en sekund kan det behövas lagringshastighet upp till 10 Mb/s (megabitar per sekund). Man ska också komma ihåg att inspelaren oftast har möjlighet att ansluta fler än en kamera vilket gör att datamängd som den ska hantera är stor. Naturligtvis i CCTV-kameror använder man olika metoder att komprimera den signal som överförs, som kan minska dessa krav. Just nu erbjuder inspelare så stora konfigurationsmöjligheter enligt principen ”något på bekostnad av något”, t.ex. bättre inspelningsupplösning på bekostnad av antal bildrutor per sekund. Man ska lägga märket till allt detta när man bestämmer sig på att köpa en inspelare.

Om man vill få bästa resultatet ska man välja en högklassig utrustning som hänger med kameror. Som ett exempel ska vi kontrollera inspelningsmöjligheter av en inspelare HYBRO-416 från Deltas erbjudande, som är av hög klass och till bra pris.

Enheten kan samarbeta med kameror av olika standarder: AHD (Analog High Definition), PAL och IP. Vi ska titta närmare på den första. Om man ställer in inspelningsupplösning på 1280x720, ska man få totalt 100 bildrutor per sekund för 4 kanaler, dvs. 25 bildrutor för varje kanal. Om upplösningen ökas till 1920x1080, minskas inspelningshastigheten till 60 bildrutor per sekund för 4 kanaler, vilket ger bara 15 bildrutor per kanal för varje kanal. Bilden ska vara av bra kvalitet men lite mindre flytande.

Ofta när man tittar på tekniska data av utrustning för bildinspelning kan man se termen interpolerad upplösning. Det är en sorts marknadsföringsknep som hänsynlöst utnyttjas av tillverkare av elektrisk utrustning mot omedvetna användare. Interpolering går ut på att på ett konstgjort sätt öka upplösningen på den inspelade bilden. Sådana enheter har ofta svaga omvandlare som kan spela in bild med upplösning 640x480 eller 800x600. Det återspeglas i enhetens pris, som är oftast lägre. Hur är det möjligt att bilden är inspelad i upplösning 1280×720, vad tyder på att det är en HD-bild? För detta ansvarar enhetens elektroniska system. Mellan två bildpunkter placeras följande vars färg och ljusstyrka beräknas med olika algoritmer baserat på närliggande bildpunkter. På så sätt får bilden extra bildpunkter vilket gör att upplösningen ökas. Tyvärr sådan bild kan självklart inte vara av bättre kvalitet. Den skiljer sig faktiskt inte från bilden som spelats in på samma enhet med en lägre upplösning, med den skillnaden att den är helt enkelt större.

Som sagt, upplösning på bilden som spelas in av kameran är inte allt. Ibland kan det hända att kameran som spelar in med en lägra upplösning kan erbjuda bättre videokvalitet beroende på dess grafikprocessor eller omvandlare. Arbetsmiljö har också sin betydelse. Som man ser, är valet av lämplig utrustning inte det enklaste beslutet. Man kan inte entydigt bestämma vilken kamera och med vilken upplösning ska vara ett rätt val. Varje projekt ska man tänka igenom och analysera individuellt, med vilket Deltas medarbetare ska gärna hjälpa till.