[ Материал подготовлен специалистами АРМО-Системы ]

Версия для печати

Инновационная технология PIXIM: ваша камера видит так же хорошо, как человеческий глаз

Инновационная система цифровой обработки видеосигнала PIXIM/DPS отличается от традиционных CCD-технологий, применяемых в современных профессиональных и бытовых видеокамерах. Ключевыми моментами являются использование аналого-цифрового преобразователя непосредственно в каждом пикселе сенсорной матрицы видеокамеры и независимая микропроцессорная обработка сигнала в режиме реального времени. C применением технологии PIXIM/DPS охранная отрасль получает устройства, позволяющие формировать более информативное изображение, а потребители – более надежную защиту своих объектов.

Новая технология оцифровывает световой сигнал прямо на сенсоре
PIXIM является технологией автоматического распознавания изображения. Она используется для анализа и корректировки видеосигнала в системах реального времени, медицине, научных исследованиях, военной области, кинопромышленности. Но особое значение эта технология приобретает для охранной отрасли, т.к. позволяет существенно улучшить качество охранного наблюдения за счет значительно более острого «зрения» камеры, использующей алгоритм PIXIM.

Каждый пиксел работает как отдельная камера
В PIXIM-камерах информация считывается с каждого пиксела в отдельности, в то время как в обычных ПЗС-матрицах применяется чересстрочное сканирование, приводящее к потерям и деградации сигнала. Сигнал, полученный с каждого сенсорного элемента, немедленно оцифровывается, т.к. каждый сенсор снабжен аналого-цифровым преобразователем. Технология PIXIM позволяет вести обработку сигнала в режиме реального времени, поэтому каждый пиксел работает, как отдельная видеокамера.

Цифровая обработка сигнала в режиме реального времени
АЦП в каждом сенсорном элементе преобразует снимаемый аналоговый сигнал в цифровой. Эта информация поступает в процессор обработки изображения, который анализирует снятые с сенсоров значения и в соответствии с технологией комбинирует высококачественное цифровое изображение, которое затем восстанавливается до аналогового.

Технология мультисемплинга
Обработка сигналов осуществляется следующим образом: в течение экспозиции кадра (50 или 60 раз в секунду) для каждого пиксела производится замер интенсивности освещения. После этого подбирается наилучшее время экспозиции из возможных заданных значений. Такой подход называется мультисемплингом. В технологии PIXIM используется пятиуровневый мультисемплинг для темных пикселов и трехуровневый для светлых. Сигнал с сенсора может сниматься с одним из 5 значений экспозиции. Затем процессор обработки сигнала комбинирует изображение из наиболее информативных пикселов, которое восстанавливается и поступает на охранный монитор.

Поскольку сигнал оцифровывается прямо на сенсоре и обработка сигнала производится непосредственно в процессе съема, сигнал поступает на монитор без задержек, в режиме реального времени. Кроме того, отсутствуют помехи и деградация сигнала, неизбежные при доставке изображения к месту обработки. Таким образом, качество изображения, полученного в процессе такой обработки, физически недостижимо для охранных видеокамер, использующих традиционную схему цифровой обработки видеосигнала.

Ваша камера приспосабливается к освещению лучше, чем человеческий глаз
Связка "матрица – процессор обработки сигнала" в PIXIM работает, как система "человеческий глаз – мозг", обеспечивая обратную связь, позволяющую производить коррекцию сигнала непосредственно в момент съема, управляя временем экспозиции. Поскольку мы работаем с каждым пикселом в отдельности, мы корректируем время экспозиции пиксела независимо от других сенсоров. Примерно таким же образом настраивается на неравномерности освещения человеческий глаз.

Однако возможности глаза ограничены, а технология PIXIM позволяет вести коррекцию на таком уровне, который превосходит наши биологические возможности. Например, при встречном (на камеру) свете фар автомобиля на изображении, снятом с камеры, легко различается номер машины, лицо водителя, детали внутри салона.

Камера видит мелкие детали, что чрезвычайно важно для целей наблюдения
Умение видеть детали изображения является большим преимуществом CCTV-камер, использующих эту технологию. При наступлении тревожного события именно детали, «увиденные» камерой наблюдения, позволяют предотвратить преступление или несчастье, а также восстановить картину произошедшего и получить уникальные сведения непосредственно с места событий. Технология PIXIM позволяет камерам хорошо различать тонкие линии, цифры, мелкие надписи, предметы, текстуры поверхностей в плохих условиях освещения.

Полная компенсация засветки фона
Технология позволяет полностью компенсировать засветку фона, выделить детали, оценить пространственное положение объектов и деталей, находящихся не только впереди, но и на заднем плане изображения.

Камера отображает естественный цвет, компенсируя искажения цвета при недостаточном и излишне резком освещении
Обычные камеры при неблагоприятном освещении компенсируют изображение, повышая контрастность за счет ухудшения передачи естественной цветовой гаммы изображения. «Картинка» на мониторе теряет информативность, связанную с цветом, естественность и приобретает нереальные черты, что может негативно сказаться на качестве видеонаблюдения. Технология PIXIM полностью передает натуральную, плавную цветовую гамму изображения без излишней контрастности и сдвига в сторону неестественных, холодных тонов.

Справляется с предумышленной засветкой камеры
Компенсационные способности новой технологии таковы, что она способна справиться даже с предумышленной засветкой камеры – это прием, которым часто пользуются преступники.

Технология PIXIM: настоящее и будущее
Крупнейшие производители CCTV-оборудования производят камеры, работающие по технологии PIXIM. В частности, компания JVC Professional выпустила камеру TK-WD310, дополнив PIXIM собстенными разработками.

«Мы постоянно получаем от наших клиентов одобрительные отклики на продукцию, использующую технологию PIXIM. На ее основе можно разрабатывать решения для высококонтрастных сред, производительность которых намного превосходит все известное ранее», - говорит Хироши Самешима, директор подразделения систем безопасности JVC.

Технология PIXIM была разработана в конце 90-х годов в Стенфордском университете профессором Аббас-Эль Камалем и его ассистентом, небезызвестным Давидом Янгом. Сейчас профессор Камаль является президентом PIXIM Company, а продукция компании защищена 72 патентами.

По оценкам Ли Хирша, директора по маркетингу PIXIM Company, цифровая трансмиссия видео занимает сегодня от 5 до 10% рынка CCTV-камер, и этот показатель вырастет в четыре раза в ближайшие 3-4 года. Ближайшие планы компании революционны: в течение 10 лет покончить с CCD-устройствами в CCTV, заменив их на новые, дающие качественную «живую картинку». На практике это означает 14- или даже 16-битный цвет вместо 8-10-битного, который доступен сегодня.

Возможности инновационной технологии PIXIM далеко не исчерпаны. Продемонстированная компанией в лабораторных условиях скорость в 10000 кадров в секунду позволяет прогнозировать создание в ближайшем будущем средств высококачественной съемки, хранения, поиска и анализа информации для целей наблюдения и биометрических охранных систем, включая фейс-контроль и идентификацию по радужной оболочке глаза. CCTV из пассивного наблюдателя становится самонастраивающейся системой активного мониторинга охранных объектов.