Резолюция на изображението

За да разберем какво всъщност е резолюцията и какво значение има на практика трябва да започнем с представяне на най-малкия, единичен елемент изобразяван на екрана, който се нарича пиксел (px). Всеки пиксел може да показва три цвята едновременно в RGB конфигурация (червен, зелен, син), в различен интензитет на яркост. Благодарение на това е възможно показването на почти всеки цвят (фиг. 1). Наборът от симетрично разпределени пиксели върху решетката на правоъгълника е просто един дисплей. Въпреки, че конструкцията на устройствата за показване на изображението е различна, принципът на работа обикновено е един и същ. В LCD мониторите понякога можете да срещнете "мъртъв пиксел". Това е дефектен пиксел, лишен от възможност за управление. Той не излъчва никакви цветове, заради което е видим като черно петно.

Фиг. 1 Увеличено изображение състоящо се от 9 пиксела

По-долу, като пример са представени изображения в няколко популярни резолюции. Входното изображение е снимка с 2048x1536 резолюция. Разбира се то е намалено, така че да може да се побере тук, но мащабът между последователните резолюции на едно и също изображение се запазва (фиг. 2).

Фиг. 2 Сравнение на няколко често използвани резолюции

За улеснение популярните резолюции са получили своите наименования. Например, ако в спецификацията на камерата има информация, че записва в резолюция VGA, това означава, че регистрира изображения в размер на 640x480 px. Друг много важен параметър, който е неразделно свързан с резолюцията е формата на изображението, описан като частно на дължината на изображението и неговата височина. Най-популярният формат на изображението е формат 4:3, използван по принцип от началото на съществуването на телевизионния сигнал, а също така много повече - широкоекранният 16:9, използван като стандарт за сигнал с висока разделителна способност.

Таб. 1. Избрани резолюции и съответстващите им наименования

Резолюция на изображението - графична презентация 

И така колкото по-голяма е резолюцията, толкова по-голямо е изображението, с повече детайли, но също така заема повече дисково пространство. По-долу, за сравнение са представени скрийншоти от две камери за видеонаблюдение, от офертата на фирма Delta: C86A-2812 и APTI-32C4-2812. Не трябва да се водим от разликите в дълбочината на цвета, остротата или зрителния ъгъл на двете камери, тъй като това са различни модели на камери работещи в различни стандарти. Освен това, като цяло качеството на изображението се влияе от много други фактори. Заслужава само да обърнете внимание на резолюцията, в която работят и двете устройства. Първото това е камера работеща в PAL система. Въпреки, че това е аналогов сигнал измерван в брой линии, неговият размер превърнат в пиксели е 720x576. Второто това е IP камерата, позволяваща запис в 2048x1536 резолюция. Веднага се забелязва, че разликата в самите числа е шокираща. А как изглежда това на практика?

Фиг. 3 Сравнение на скрийншоти от камера APTI-32C4-2812 и C86A-2812

Както се вижда, разликата е огромна (фиг. 3). Това е най-доброто доказателство, че дори и в бранша за промишления мониторинг възникващите нови технологии постоянно изместват предишните. За доказателство на това, че изображението състоящо се от по-голям брой пиксели е по-точно, ще изрежем и двата скрийншота по такъв начин за да се опитаме да прочетем часа от часовника висящ в задната част на помещението за изпитване. Ето какъв ефект ще получим (фиг. 4).

Фиг. 4 Сравнение на увеличените фрагменти на скрийншотите от камерите. От ляво скрийншот от камера APTI-32C4-2812, от дясно: C86A-2812

Изображението от камера APTI-32C4-2812 е изрязано и двукратно увеличено. Вярно е,че не се вижда точно циферблата на часовника, но може да се досетим какъв час показва. Без проблеми се виждат номерата на папките или лицето на манекена. От дясната страна е изображението от камера C86A-2812, изрязано по същия начин и няколкократно увеличено, така, че да се равнява по размер с изображението от камера APTI. За съжаление, качеството не е задоволително. Виждат се единствено общи очертания на лицето, липсват детайли, обектите са изкривени, а техните краища нащърбени. Кръглите контури стават квадратни. Този ефект, разговорно се нарича "пикселизация", появява се тогава когато работим с прекалено ниска резолюция на изображението. Разбира се изображението от ляво при по-нататъшни опити за увеличаване, също ще става все по "квадратно", но това ще настъпи много по-късно отколкото в случая на изображение с по-малка резолюция.

Както вече бе споменато, резолюцията не е единственият параметър, засягащ качеството на изображението, обаче е много важен. Също така, колкото по-висока е резолюцията, толкова повече дисково пространство заема изображението или филма, а оттам и необходимостта от адекватно ефективно оборудване, което ще бъде в състояние да го запише. При избора на записващо устройство за обслужване на камери за видеонаблюдение, би трябвало да се обърне внимание на поддържаните резолюции. Приема се, че видеото става плавно за човешкото око тогава, когато се записва при скорост от 25 кадъра в секунда. Това означава, че на една секунда видео секвенция са необходими 25 изображения. За 1920x1080 резолюция и 25 кадъра в секунда може да се изисква скорост на запис до 10 MB/s (мегабита в секунда). Затова трябва да се помни, че като правило записващото устройство има възможност за свързване на повече от една камера, което прави количеството данни, които трябва да обработи доста голямо. Разбира се, има различни методи за компресиране на излъчвания сигнал, използван в камери за видеонаблюдение, които могат да намалят тези изисквания. Сегашните записващи устройства също имат големи възможности за конфигурация на принципа "нещо за сметка на нещо", например по-добра резолюция на записа за сметка на броя на кадри в секунда. Цялата тази информация трябва да се има предвид при вземането на решение за закупуване на записващо устройство.

За да получите най-добри резултати, трябва да изберете добро качество оборудване, което ще "върви в крак" с камерите. Например нека да проверим, какви възможности за запис има с добро качество и на достъпни цени HYBRO-416 рекордер предлаган от фирма Delta.

Устройството може да работи с камери в различни стандарти – AHD (Analog High Definition), PAL и IP. Ние ще се заемем с първия. Ако в рекордера нагласим резолюция на запис при 1280x720, ще получим общо 100 кадъра в секунда за да ги разделим на 4 канала, т.е. по 25 кадъра за всеки канал. Ако обаче, ние увеличим резолюцията на 1920x1080, тогава скоростта на запис пада до 60 кадъра в секунда, за да се разделят на 4 канала, което дава само 15 кадъра в секунда за всеки канал. Изображението ще бъде с много добро качество, но не толкова гладко.

Понякога задълбочавайки се в спецификациите на дадена техника за записване на изображението, може да се срещнете термина интерполирана резолюция. Това е един вид маркетингов трик, безмилостно използван от производителите на електроника, адресиран към неинформираните потребители. Процесът на интерполация накратко, се състои в изкуствено увеличаване на резолюцията на регистрираното изображение. Често в такива устройства са монтирани слаби предаватели, които могат да регистрират изображение единствено в резолюция 640x480 или 800x600. Това се отразява на крайната цена на устройството, което обикновено е по-евтино. Следователно как е възможно това – изображението да е записвано във формат 1280×720, което би водило до това, че е HD изображение? За това отговаря електрониката на даденото устройство. Между два пиксела се вкарват следващите, чиито цвят и яркост са изчислявани с помощта на различни алгоритми въз основа на съседните пиксели. По този начин изображението получава допълнителни пиксели, чрез което неговата резолюция расте. За съжаление, така полученото изображение по очевидни причини не може да бъде с по-добро качество. То не се различава почти с нищо от изображението записано на същото устройство с по-ниска резолюция, с тази разлика, че просто е по-голямо.

Както вече споменахме, резолюцията на изображението, записано от камерата не е всичко. Понякога може да се окаже, че записващата камера с по-ниска резолюция може да осигури по-добро видео качество в зависимост от използваните в нея графичен процесор или сензор. Не без значение е също така и околната среда, в която ще работи. Както се вижда, изборът на подходящо устройство не е лесно решение. Не може еднозначно да се определи, каква камера и с каква резолюция ще бъде правилният избор. Всеки проект трябва да бъде обмислен и анализиран индивидуално, при това служителите на фирма Delta с удоволствие ще Ви помогнат.