服務放大鏡

如何確保視訊監控系統在安裝後擁有最佳影像品質
UL 力推現場視訊監控系統性能測試服務

從 2014 跨入 2016 年間,「IoT (物聯網)」成為時下網路最熱門的搜尋關鍵詞。IoT 不僅躍身為各產業競相發展的技術領域,全球因之產生的一波波科技發展計畫,無論是中國的「感知中國」與「物聯網發展專項行動計畫 (2013-2015)」、台灣的「智慧台灣計畫」與「台灣雲豹育成計畫」、日本的 i-Japan 及歐盟的 i2010 與展望 2020 科研暨創新專案 (Horizon 2020 Research and Innovation Programme),皆引領著舊技術的升級與新技術的開發。

身處其中的安防 (保全) 產業亦於近兩年有著猛烈的進程,尤以視訊監控技術的成長最為快速,顯示視訊監控系統成為架構安全設備的重要選項之一。事實上,視訊監控系統問世許久,各類硬體設備技術已臻成熟,因此最佳影像品質及更多影像細節早已是使用者在應用上的必備要件。而在今日的智慧監控議題持續發燒下,衍生的如何讓結合智慧監控的影像可延伸數據價值,持續優化得以與後端分析系統順利結合的監控影像品質,絕對是當務之急。

UL 現場視訊監控系統性能測試服務,不僅能提供客觀的性能評估方法,還能確保監控系統安裝運作後擁有最佳化的影像呈現。

影像品質優劣影響要素
舉凡硬體規格相容性、外在環境因素、系統參數設定及硬體設計效能限制等,皆會影響影像品質的優劣,以下為幾項指標性的影響要素:

  • 解析度 (Resolution):顯示監控影像細節的豐富性,高解析度的影像邊緣清晰度折損較小。解析度的表現取決於鏡頭品質及感測器性能,然而在鏡頭失焦或光線不均勻的情況下,也會降低解析度。
  • 焦點 (Focus):影像呈現的清晰度。對焦代表光線通過鏡頭準確地聚集在感測器上,並得到輪廓清晰的影像。鏡頭焦距的調校不當,或鏡頭與感測器的相容性問題都會造成失焦的情況,然在不同情境下,僅設定自動對焦模式也會有失焦的情形。
  • 灰階等級 (Grey level):代表最暗到最亮之間不同亮度的層次級別,主要受感測器的動態範圍和性能所影響。灰階等級越高,影像細膩度越好,在逆光等特殊環境下的監控效果也越好。
  • 動態範圍 (Dynamic Range):指感光元件可以產生的最大及最小的訊號,最大訊號是畫素的最佳顯示比例,而最小訊號則是無法曝光的雜訊層。動態範圍夠大表示可以同時擷取到強光及陰暗區的細部影像。
  • 眩光 (Veiling Glare):為視場以外的強光在鏡頭內多次散射引起,戶外最常見的是逆光情況。透過鏡頭搭配遮光罩或變換攝影角度的方式,都可減少眩光的影響程度。
  • 曝光時間 (Exposure Time):過度曝光或曝光不足都會減少影像的層次,並降低影像品質。透過光圈或曝光時間的調整皆能優化影像品質。

UL 推出的影像品質評估方法
正如前述,UL 通過時日的多角探究,在集結各方實作經驗與專家團隊的意見,綜合歸納幾項針對性的影像品質測試方法,其中包括解析度、動態範圍、靈敏度及最大幀頻等參數。以下就各參數的測試方法進行說明:

解析度 (Resolution) ─ 分為視覺判斷及數值判斷兩大類。視覺判斷一般採用 ISO-12233 解析度測試圖或西門子測試圖,通過視覺分析判斷攝影機影像的解析度;數值判斷則採用 ISO-12233 解析度測試圖、UL 2802 測試卡或西門子測試圖,通過電腦分析判斷攝影機影像的解析度。數值判斷可消除主觀因素,測試結果的一致性和準確度通常高於視覺判斷。

常用的數值判斷方法包括調制轉換函數法 (Modulation Transfer Function, MTF) 和空間頻率測試法 (Spatial Frequency Response,SFR)。其中 UL 2802 及 ISO-12233 測試圖卡是採用 SFR 測試方法,優點是測試結果與測試距離及圖像失真基本無關,但測試高壓縮比的圖像有較大的誤差;而西門子測試圖所採用的 MTF 測試方法,優點是測量誤差與圖像壓縮比無關,但測試距離及圖像失真對測試結果有較大的影響。

動態範圍 (Dynamic Range) ─ 一般採用 UL 2802 動態範圍測試方法或 IEC 62676 動態範圍測試方法,皆引入灰度等級的數值計算,因此可消除攝影機圖像飽和與截止導致的誤差。

靈敏度 (Sensitivity) ─ 一般採用 UL 2802 靈敏度測試方法,該測試方法引入信噪比的數值計算,因此消除了攝影機圖像噪聲導致的誤差。靈敏度測試圖卡與動態範圍測試圖卡類似,但是測量時的光照度遠低於動態範圍測量的光照度。

最大幀頻 (Maximum Frame Rate) ─ 一般採用 UL 2802 或 IEC 62676 所要求的最大幀頻測試方法,其皆運用電子掃描測試卡,並使用電腦分析計算攝影機的最大幀頻。

UL 現場視訊監控系統性能測試
到高影像品質,市場上眾多品牌推陳出新,並由過去多強調硬體面技術,轉型至現今更偏重軟體面的影像處理。不過對使用者而言,高規格系統有時並非是最適切的裝置,諸如特殊的現場環境 (強光、逆光或反射光)、安裝位置與拍攝角度、日間與夜間的參數調整、室內與室外的參數設定、佈線的線徑與材質等不同現場安裝因素,皆會直接或間接影響監控系統效能,而造成影像品質的降低。

不穩定的影像品質,足以掩蓋事件的細節,並延遲保全人員第一時間的有效反應;品質差的影像亦無法完整還原事故中的真實細節,找出事件發生的原因。

針對日益重要的監控系統在安裝後所呈現的影像品質與應用,UL 憑藉多年來獨樹一幟的產品認證經驗,在既有的 UL 2802 實驗室測試設備基礎下,成功為產業開發一套便攜式測試儀和分析軟體,可在安裝現場立即進行監控設備的解析度、動態範圍、靈敏度及最大幀頻等測試,並依據系統的實際操作條件,以客觀量化方式為監控攝影機所防護區域的表現效能進行評估,同時在不同情境下進行一系列測試,如光源或日照方位、夜間紅外線補強照明、監視視角、監視距離等,再根據分析結果建議最低成本的有效改善方案,提高安防系統的完整性,並發揮最佳效能。

與 UL 合作,奠立成功的基石
近年來,全球視訊監控市場的快速成長趨勢顯而易見,許多大型企業陸續跨足此一領域,如光學影像設備大廠 Canon 以 28 億美元併購網路監控設備製造商 Axis、互連網公司巨頭 Google 及 Nest 將以 5.55 億美金收購監控技術業者 Dropcam、通訊廠Cisco 收購視訊監控器供應商 BroadWare
Technologies 等。

不過使用者該如何在琳瑯滿目的監控系統中,了解所安裝的系統是否符合安防 (保全) 應用所要求的影像品質,並可在進入後端影像分析前,確保資料的可用性?又視訊監控系統已從普通監控朝向「高解析、智慧」的可視化管理發展,高畫質影像不僅為安防主流趨勢,亦是最基本的要求。

綜合來說,透過 UL 深度結合產業發展所推出的現場視訊監控系統性能測試,將可使電子安防系統發揮最大效能,讓製造商穩定奠下商業成功的基石。

欲獲更多服務詳情,請洽詢大中華區服務代表:李鈺晟 (Jack Lee)
T: 886.2.2896.7790 X62582
M: 886.988.251.733
E: Jack.Lee@ul.com

Tags: , , , , ,