Высокие технологии все больше входят в нашу жизнь. Огромные массивы информации, идущие с огромными скоростями не позволяют человечеству обходиться без повседневных помощников, которые представлены в виде машин и устройств, разработанных на основе последних достижений науки и техники. Высокие ритмы нашей жизни заставляют нас пользоваться различными устройствами, которые существенно облегчают нашу жизнь и высвобождают массу времени.
Подумать только, еще двадцать лет назад трудно было представить, чтобы на компьютере написать курсовую работу. А сейчас компьютер почти в каждом доме.
Далее речь пойдет о той области нашей обыденной жизни, которая стоит на одном из первых мест нашей повседневности, и которой не всегда уделяется должного внимание — это системы безопасности.
Безопасность всегда была и будет одной из основных тем, которой люди уделяют особое внимание. Личная безопасность, безопасность жилья, безопасность прочих объектов -это те факторы, которые постоянно беспокоят людей на подсознательном уровне. Даже если человек будет успокаивать себя, все равно где то глубоко будет сидеть тревога. А внутренняя тревога — это причина многих невзгод и заболеваний.
В средствах массовой информации нередко появляются сообщения о гибели людей во время пожаров, о кражах и вандализме. Причина ясна — отсутствие систем безопасности.
По натуре мы все надеемся на авось: «мол со мной это не произойдет». Однако все знают много примеров, когда люди, сэкономившие на безопасности потом кусают локти.
Мы предлагаем системы безопасности недорогие и в то же время эффективные и надежные.
В качестве систем безопасности рассмотрим систему видеонаблюдения.
В охранном телевидении очень часто не уделяют серьезного внимания мониторам. К сожалению, нередко размер мониторов и их качественные характеристики выбираются из цены и заранее заданных размеров помещения, где они будут установлены. Тем не менее, очевидно, что именно мониторы окажутся самым слабым звеном в системе видеонаблюдения, если по качеству изображения они не будут лучше или хотя бы соответствовать по качеству изображениям, которые мы планируем них просматривать. Именно это «слабое звено» нередко скрывает важную визуальную информацию от наших глаз.
Представление о качестве отображения мониторов сейчас стало еще более необходимым, так как теперь мы регулярно используем в системах видеонаблюдения различные компьютерные дисплеи, которые успешно конкурируют с традиционными аналоговыми мониторами, работающими с композитным видеосигналом.
Очень важным фактором, который необходимо всегда учитывать, является технология отображения, использованная в мониторе. Именно эта технология и будет определять контраст, динамический диапазон, разрешающую способность и другие характеристики монитора. Но не менее важным фактором является психофизические особенности визуального восприятия, которые до сих пор лишь немногие специалисты в нашей индустрии хорошо себе представляют. Именно об этих психофизических особенностях восприятия мелких деталей и пойдет речь.
Когда мы видим изображение на компьютерном дисплее – это совсем не то, что мы видим на мониторе с композитным видеовходом. Они работают с разными разрешениями, с разными частотами обновления. В компьютерном дисплее используется прогрессивная развертка, в мониторе с аналоговым видеовходом – чересстрочная. Кроме того, конструктивные особенности монитора и компьютерного дисплея предполагают смотреть на них будут с различной дистанции. Многочисленные эксперименты и тесты показали, что человеческий глаз может различать самое большое – пар линий на миллиметр. Этот показатель подразумевает оптимальное расстояние между глазом и объективом 30 см, то есть, когда мы, например, читаем достаточно мелкий шрифт. Это дает минимальный угол примерно в 1/60 градуса. Таким образом, это значение 1/60 градуса считается пределом угловой разрешающей способности для нормального зрения. Мы можем использовать угловую глаза для лучшего разрешающую способность глаза для лучшего понимания того, как человек воспринимает мелкие детали, что позволит нам затем применить наши теоретические познания на практике, в частности, в ССТV.
При расчете расстояния между человеком и монитором в ССТV существует простая рекомендация, которая предписывает умножать высоту экрана монитора на семь. Вообще, необходимо понимать, что расстояние до монитора – это крайне важный аспект психофизиологического восприятия деталей в изображении. Человеку, который смотрит в монитор, совершенно не нужно находит слишком близко к экрану, но и очень далеко от экрана располагаться зрителю тоже не стоит.
При стандарте аналогового телевидения PAL с его 576 активными строками, расстояние до экрана монитора для оптимального восприятия деталей изображения рассчитывается исходя из предельного для глаза человека значения 5-6 пар линий на миллиметр, проецируемых на расстояние, где находится экран монитора.
Так, если мы используем правило семикратной высоты экрана и возьмем, например, обычный монитор с диагональю 16 дюймов (38 см), у которого высота экрана будет примерно 23 см, то рекомендуемое расстояние до экрана составит примерно 1,6 м. Максимальная разрешающая способность человеческого глаза на этом расстоянии уменьшится примерно в 5 раз. В то время как на расстоянии 0,3 м глаз человека различает 5-6 пар линий на мм, для 1, 6 см разрешающая способность глаза уменьшится уже до 1 пары линий на мм.
Все расчеты подразумевают, конечно, что у нас высококачественный монитор с высоким разрешением. Если мы сильно приблизимся к такому монитору, то мы не увидим никакой дополнительной информации. Если же мы увеличим дистанцию между человеком и экраном монитора, то это тоже не даст никакого положительного эффекта.
Когда мы приближаемся к монитору, то эффект будет таким же, как если бы мы заменили этот монитор на другой, но с большей диагональю. Если допустим, вы замените цветной монитор с диагональю 21 дюйм на другой монитор с диагональю 23 дюйма при том же расстоянии 1,6 м, то качество изображения и мелкие детали будут визуально восприниматься зрителем хуже. Для оптимального восприятия деталей на мониторе с диагональю 21 дюйм расстояние будет уже 2,1 м.
Такая же логика прослеживается и для компьютерных мониторов высокого разрешения с электронно-лучевой трубкой и размером зерна 0,21 мм. В этом случае оптимальным расстоянием до экрана дисплея будет около 0,6 м. Большинство жидкокристаллических дисплеев не могут похвастаться столь малым размером зерна, которое в этом случае обычно составляет 0,28 мм. Поэтому на них удобнее смотреть с расстояния примерно 1 м. При том же расстоянии до экрана визуально будет восприниматься значительно более качественное изображение от обычного компьютерного дисплея с разрешением XGA (1024х768 пикселов), где реальная разрешающая способность дисплея будет 92 точки на дюйм. Надо иметь в виду, что для нормального отображения таких высококачественных изображений на экране, компьютер должен иметь видеокарту высокого качества с достаточным количеством видеопамяти.
На печати мы имеем даже более высокое разрешение на миллиметр, чем мы можем получить на любом мониторе. Именно поэтому нам часто кажется, что кадр, распечатанный на качественной фотобумаге с использованием принтера высокого разрешения визуально выглядит значительно лучше, чем тот же кадр на обычном мониторе, используемом в охранном телевидении. В основном это связано с тем, что когда мы смотрим на монитор, то располагаемся от него несколько дальше, чем при чтении с листа.
Итак, давайте представим, что изображение от телекамеры высокого разрешения отображается на качественном CCTV-мониторе, у которого в спецификациях указана горизонтальная разрешающая способность около 500 ТВ-линий . Если у данного монитора диагональ экрана, например, 38 см (15 дюймов), то это означает, что он способен отображать примерно 666 вертикальных линий по 30 сантиметровой ширине экрана (30 см = 11.8 дюйма). Если 666 линий мы поделим на 11.8 дюйма, то получим разрешение равное 56 течек на дюйм (56 dpi)! Это практически самое высокое разрешение, которое мы можем получить при отображении аналогового видеосигнала, и оно определяется самим видеостандартом (PAL/NTSC).
Чтобы качественно распечатать телевизионный кадр, соответствующий стандарту ITU-601 на струйном принтере, нам также необходимо знать основы технологии струйной печати. Это нам позволит выбрать нужное качество печати на принтере. Как и следовало ожидать, размер кадра на печати и его разрешение мы легко сможем рассчитать, так как мы знаем разрешение нашего принтера. Пусть это будет 1140 точек на дюйм. Впрочем, следует Вас предостеречь от желания принимать на веру все технические характеристики, указанные в инструкциях к подобным устройствам. Эти значения не всегда соответствуют действительности и нашим ожиданиям. Те точки на дюйм, которые указаны в технических характеристиках вашего принтера (например, 720 или 1440 dpi) обозначают мельчайшие точки, которые могут быть отпечатаны одним соплом (голубого, пурпурного, желтого или черного цвета) печатающей головки струйного принтера. Ситуацию ещё более запутывает тот факт, что это не те же самые точки на дюйм, к которым мы привыкли, когда речь идет о полиграфической печати.
“Естественные цвета печати в струйном принтере получаются в результате смешения цветов (чернил) для получения контрастных и плавных переходов на изображении. Процесс представляет собой распыление краски и различных размеров точек, чтобы в результате получить требуемый цвет. Струйные цветные принтеры – это устройства, в которых синие, желтые, черные, пурпурные точки всегда «включены» (печать) или «выключены» без прочих состояний. Такой подход концептуально отличается от подхода, использованного в электронно-лучевых трубках мониторов, где люминофор может светиться с различной яркостью. “Бинарный” струйный принтер, работающий в цветовой системе CMYK может печатать только 5 “чистых” цветов: голубой, пурпурный, черный и желтый, а так же белый цвет – это все лишь фоновый цвет бумаги (предполагается, что она действительно белая), но он так же используется при формировании цветов. Очевидно, что цветовая палитра не может использоваться для качественной цветной печати. Впрочем, то же самое касается новых струйных фотопринтеров, у которых используется два дополнительных цвета (светло-синий и светло-пурпурный) для более естественной передачи оттенков кожи человека. Поэтому здесь в дело вступают алгоритмы формирования полутонов (half toning), которые делят все разрешение принтера на ячейки полутонов и затем варьируют количество точек в этих ячейках, чтобы имитировать переменный размер точек. Аккуратно сочетая ячейки, которые содержат различные пропорции точек в цветовой системе CMYK, струйный полутоновый принтер способен обмануть человеческий глаз, заставив его увидеть палитру миллионов цветов, вместо нескольких основных.
Есть одно очень простое правило, позволяющее нам быстро получить нужные значения. Многие профессионалы цифровой обработки изображения, такие как специалисты компании Adobe, предлагают делить разрешение, указанное в спецификациях струйного принтера на 4, чтобы получить реальное разрешение. На практике это означает, что струйный принтер с разрешением 720 dpi может передавать 180 цветных точек на дюйм. Для того чтобы получить самое высокое разрешение, нужно использовать соответствующую фотобумагу, которую рекомендует компания-производитель струйного принтера.
Здесь следует сделать ещё одно важное замечание. Когда мы экспортируем оцифрованное сжатое изображение, чтобы использовать его в качестве доказательства (для правоохранительных органов, в суде), то необходимо иметь это изображение в исходном формате или хотя бы экспортировать его в растровый формат BMP, который не вносит дополнительных артефактов компрессии. Когда мы сравниваем различные алгоритмы компрессии, то наиболее объективно мы поступим, сравнивая изображения, распечатанные на фотобумаге с использованием одного и того же высококачественного струйного принтера. Также мы можем сравнивать их на экране, но она должны быть предварительно экспортированы в формат BMP.