03 октября 2014

Аналоговая передача теперь уже Full HD изображения

Н.И. Чура,
технический консультант,
компания «Фирма «ВидеоСКАН»

Продолжим рассматривать инновации из КНР. Теперь перед нами комплект оборудования HD-CVI 1920х1080р, а скорее Full HD-CVI.

Ширина спектра

Сразу хочу извиниться перед коллегами за досадную ошибку в первой части материала [1], посвященного HD-CVI с разрешением 1280х720р. Место расположения частоты кадров при подсчете числа элементов разрешения передаваемых за одну секунду привело к почти двукратной ошибке. Естественно максимальная ширина спектра аналогового HD не превышает 12 МГц (а точнее, 11,52 МГц), но не 18,432 МГц. Этот примерный расчет базируется на оценке половинного времени нарастания заряда в пикселе при сканировании (съеме) изображения.

Для аналогового сигнала формата Full HD максимальный спектр, по видимому, не превышает 26 МГц (1920х1080х25/2= 25,92 МГц). С одной стороны это уже достаточно много для передачи на большое расстояние и тем более с линейной фазо-частотной характеристикой, с другой стороны, опять же, для типового коаксиального кабеля, это обычный сигнал.

Проблема может возникать в большой ширине спектра, простирающегося от 25 Гц кадровой синхронизации до максимальной частоты спектра более чем на шесть порядков больше, когда для передачи необходимо именно линейность не только частотной. но и фазо-частотной характеристики тракта передачи. Иначе могут возникнуть артефакты и несоответствие яркостной и цветовой информации фрагментов. В этом смысле видеосигнал, даже в типовом аналоговом телевидении представлял некоторую проблему для передачи на большие расстояния. Особенно при вынужденном использовании частотной коррекции.

Влияние длины и качества кабеля

Испытания показали, что вариант Full HD значительно более чувствителен к качеству и длине кабеля для адекватной передачи цвета. Очевидно, что цветовая информация передается, как и в традиционном аналоговом CCTV в верхней части телевизионного спектра.

Получаемое горизонтальное разрешение естественно несколько ниже исходного. Что конкретно мы будем иметь, можно оценить по объединенным фрагментам вертикального клина для разных длин кабеля RG6 (РК75-4-361). Для тестирования используется режим камеры с отсутствием коррекции четкости, чтобы минимизировать возможные артефакты.

Горизонтальное разрешение указано при передаче по кабелю RG6 (РК75-4-361) различной длины для системы (Full) HD-CVI (камеры и регистратора HD-CVI 1920х1080р, 25 кадр/с). Телекамера находится в режиме минимальной коррекции четкости.

Особенности передачи цвета показаны на следующем фото, где вместе сведены фрагменты с цветовой шкалой для разных длин аналогичного кабеля. По фото наглядно видно, что передача до 500 м, по крайней мере в смысле адекватной передачи цвета, вполне достижима.

Учитывая популярность применения комбинированных кабелей для передачи видеосигнала в системах наблюдения, проведены испытания комплекта (Full) HD-CVI с кабелем КВК-2-2П и КВК-2 Rexsant. «Жадность» вынудила использовать имеющиеся отрезки кабеля, но полученные результаты все равно достаточно показательны.

Естественно, дальности передачи для кабелей с большими потерями на высокой частоте существенно меньше. И, как и для качественного кабеля RG6, основным ограничением является полнота передачи цветовой информации. Варианты горизонтального разрешения для различной длины комбинированного кабеля приведены на следующей общей фотографии.

Горизонтальное разрешение системы (Full) HD-CVI (камеры и регистратора HD-CVI 1920х1080р, 25 кадр/с) указано при передаче кабелем КВК-2 разной длины и разных производителей.

Фрагменты с цветовой шкалой таблицы приведены на следующей общей фотографии:

Вывод

Из приведенных материалов видно, что дешевые комбинированные кабели можно использовать на дальности до 150-200 м, если вас устроит разрешение 850-900 ТВЛ, однако необходимо использовать коррекцию четкости телекамеры. Примечательно, что по умолчанию в камере она установлена на уровне 50%.