Методика тестирования телекамер

              В своей основе наша методика тестирования телекамер сохранилась той же, какой она была раньше. Тем не менее, поскольку произошли небольшие изменения, мы решили вновь описать все измерения, которые мы проводим в нашей тестовой лаборатории с указанием изменений. Хотя в целом методика измерения осталась прежней и в ее основе лежит статья, опубликованная ранее («CCTV Фокус», 5, 2005 г).
              Первый параметр, которому мы уделяем внимание при тестировании — это максимальное горизонтальное разрешение. В нашей тестовой лаборатории специально была разработана и отпечатана с очень высоким разрешением новая испытательная таблица, предназначенная главным образом для измерения горизонтального разрешения. Штриховые миры от 200 до 600 ТВ-линий с шагом 20 ТВ-линий включают в себя 5 черных штрихов на белом фоне. Как мы уже писали в предыдущем номере, при измерении очень высокого разрешения возникают трудности, связанные с тем, что размер проекции штрихов сопоставим с размером ячейки фоточувствительного элемента телекамеры (ПЗС-матрицы). При этом проекции штрихов могут с относительной точностью совпадать с ячейками или попадать сразу на две соседние ячейки. Это означает, что на одной и той же штриховой мире может наблюдаться различная глубина модуляции либо может иметь место отсутствие одного из штрихов. В зависимости от этого мы различаем модуляцию напряжения по лучшей фазе (оптимальное совпадение проекций штрихов с ячейками) и по худшей фазе (наихудшее совпадение проекций штрихов с ячейками). В первом случае вместе с разрешением мы указываем максимальную глубину модуляции, а во втором — минимальную.
              Также мы внесли коррективы в измерение еще одного важного параметра. Ранее мы определяли максимальное отношение сигнал/шум следующим образом. В качестве объекта наблюдения используется таблица с несколькими высококонтрастными (более 80% контраста) черно-белыми перепадами (вертикальные полосы). Таблица имеет среднюю освещенность порядка 300-400 люкс. С помощью регулировок диафрагмы и электронного затвора с выключенной автоматической регулировкой усиления создается максимальный размах видеосигнала, который и принимался за напряжение сигнала.
              Далеко не на всех телекамерах удавалось в таких условиях получить уровень сигнала в 700 мВ. Поэтому в тестировании в данном номере для измерения этой характеристики принудительно создавалась очень высокая освещенность (более 3000 лк), и только при таких условиях на большинстве телекамер удавалось достичь уровня сигнала 700 мВ. За счет этого отношение сигнал/шум вырастает примерно на 2 дБ, и это нужно учитывать при сравнении результатов тестирования, опубликованных в этом номере, с результатами предыдущих тестирований.
             Что касается процедуры измерения среднеквадратичного отклонения напряжения шума, то она осуществляется следующим образом. На шумовой дорожке выделяется участок длительностью не менее 2.5 микросекунд, и значения напряжения на этом участке с интервалом в 1 наносекунду передаются с осциллографа на ПК (2500 значений). По ним определяется среднеквадратичное отклонение напряжения шума. Отношение сигнала к шуму выражается в децибелах по известной формуле. При этом если отношение сигнал/шум превышает значение 26 дБ, то к нему прибавляется 9.2 дБ, так как измерения рекомендуется проводить со взвешенным фильтром, имитирующим визуальное восприятие флуктуационных помех. Ослабление этого фильтра и составляет 9.2 дБ. Кстати, в спецификациях производитель очень редко пишет, что указываемое максимальное отношение сигнал/шум является взвешенным.
              Так как внутренняя синхронизация большинства телекамер работает не очень устойчиво, то с высокой точностью измерить напряжение на шумовой дорожке несколько затруднительно. Конечно, если на телекамере предусмотрена синхронизация от внешнего сигнала, то такой проблемы не возникнет. В этом случае в качестве сигнала синхронизации мы используем видеосигнал с нашего тестового генератора испытательных таблиц TPG-8D.
             Тем не менее, не всегда есть возможность использовать внешний источник синхронизации, и например, в данном тестировании только у одной из пяти черно-белых телекамер была предусмотрена возможность внешней синхронизации. Впрочем, несмотря на все трудности, эта проблема была преодолена, поэтому в данном тестировании измерения максимального отношения сигнал/шум были проведены с более высокой точностью.
             Таким образом, максимальное отношение сигнал/шум телекамер, протестированных в этом номере, будет на 2-4 децибела выше, чем у телекамер, протестированных в предыдущем номере. Поэтому, для сравнения телекамер по данному параметру рекомендуем использовать максимальные значения, приводимые в таблице для разных освещенностей, так как в этом случае все условия измерений идентичны.
            Процедура измерения минимальной освещенности не претерпела никаких изменений, но нелишним будет напомнить еще раз, как проводятся эти измерения. Мы изначально устанавливаем перед объективом ИК-фильтр, который имеет равномерное пропускание в видимом диапазоне и практически не пропускает инфракрасное излучение. В ходе тестирования определялась освещенность, при которой уровень сигнала составлял примерно 100 мВ (с включенной автоматической регулировкой усиления). Такое значение было выбрано нами, исходя из практики тестирования телекамер. Наиболее часто приходилось встречаться с тем, что при указанной производителем освещенности можно достигнуть лишь такое невысокое значение уровня сигнала. Отдельно определялись характеристики изображения при освещенности, которая указывается производителем как минимальная.
             Дополнительно производилось измерение максимальной освещенности, при которой можно вести наблюдение. Как известно, при высокой освещенности возникает перенасыщение изображения, в результате чего происходит «заплывание» мелких деталей. Для телекамер с высоким разрешением (более 500 ТВ-линий) этой мелкой деталью мы условно считаем такую, размер которой соответствует штриху миры с разрешением 500 ТВ-линий. Этот критерий может показаться кому-то слишком жестким или наоборот мягким, но за отсутствием стандарта было решено остановиться на этом. Соответственно для цветных телекамер, критерием было выбрано разрешение 400 ТВ-линий.
            Кроме этих перечисленных параметров, в методике тестирования телекамер, описанной в №5 за 2005 г. присутствовал и такой параметр как динамический диапазон. Большая часть протестированных телекамер в этом и предыдущем номерах не имеет функции расширения динамического диапазона. По этой причине его оценка на тех телекамерах, где эта функция имеется, не производилась. В то же время динамический диапазон на обычных телекамерах оценивать также не имеет смысла по следующей причине. Если телекамеру направить на сцену, часть которой ярко освещена, а другая часть тускло, то видимость обеих областей будет определяться работой автоматического электронного затвора. К тому же на всех телекамерах используется фотоприемник одного и того же формата — 1/2".
             Столь подробное изложение корректив, которые были внесены в методику тестирования телекамер, необходимо не только для того, чтобы наши читатели могли учитывать изменения в измерении параметров для сравнения телекамер. В первую очередь следует еще раз напомнить нашим читателям, что подробное изложение методики тестирования и всех условий, при которых проведены измерения, необходимо для правильного понимания и осмысления результатов тестирования. Теперь настало время перейти к наиболее интересной и информативной части — непосредственно к результатам тестирования телекамер.
              Все измерения проводились с объективом Fujinon HF25SA-1, 1:1.4/25 мм.