Новая скоростная камера способна фиксировать 100 млрд кадров в секунду. Скоростная камера


580 000 000 000 кадров в секунду

Три знаменитые камеры для высокоскоростной съемки.

Мы живем «здесь» и «сейчас». Привычное человеку пространство лежит в масштабах от километров до миллиметров, время — от лет до секунд. Наше воображение плохо вмещает вещи по‑настоящему большие, мы почти неспособны отметить события короче десятых долей секунды. А ведь именно там часто происходит самое интересное. Заглянуть за эти пределы позволяют технологии, и самые быстрые вещи фиксируются сверхскоростными видеокамерами. Бросок языка хамелеона, полет пули, ядерный взрыв, движение световой волны. Тысячные, миллионные доли секунды… и почти что триллионные.

Высокоскоростная съемка развивалась почти так же стремительно, как фотография и кино. И если в середине XIX века на получение одного кадра требовалась неподвижная экспозиция в четверть часа и дольше, то уже в 1878-м Эдвард Мейбридж смог со снимками в руках доказать, что при беге лошадь не всегда касается земли хотя бы одной ногой. Шотландский фотограф использовал хитроумную систему из 12 камер, затворы которых срабатывали от рывка нитей, привязанных поперек беговой дорожки.

Уже в 1930-х компания Eastman Kodak предлагала серийно производившуюся камеру, способную делать до 1000 кадров в секунду на ленту 16-миллиметровой пленки. Инженеры из Bell Telephone Laboratories разработали собственную систему для изучения физики дребезга релейных контактов, добравшись до планки в 5000 кадров. Их систему усовершенствовали в компании Wollensak — 10 000 кадров. Впрочем, настоящую скорость фотосъемка набрала благодаря изобретателю Цирси Миллеру, который в 1940 году запатентовал устройство с вращающимся зеркалом, обещавшее скорость миллион кадров в секунду.

Его патент лег в основу камеры, использованной участником проекта «Манхэттен» Берлином Брикснером для съемок первого в истории ядерного взрыва. Испытания «Тринити» фиксировали с 10-километрового расстояния, наставив на эпицентр сразу полсотни сложных съемочных аппаратов. В их числе была и еще одна примечательная камера, созданная профессором Массачусетского технологического института с подходящим прозвищем «Папа Флэш». Гарольд Эджертон считается отцом скоростной съемки, а его камера Rapatronic — первым образцом современных аппаратов.

Rapatronic | 1940-е годы

Эджертон уже больше десяти лет занимался высокоскоростной съемкой, когда ему предложили разработать камеру для фиксации невиданно быстрого (и невиданно секретного) события — ядерного взрыва. Для испытаний обычно использовали от четырех до двенадцати таких аппаратов, каждый из которых мог сделать лишь по одному кадру с выдержкой 10 наносекунд. Ни один протяжный механизм неспособен сработать на такой скорости, так что после каждого снимка камеры приходилось перезаряжать. Не справился бы и механический затвор, управляющий диафрагмой. Но именно тут и скрывался главный секрет Эджертона.

Свет, попадающий на объектив Rapatronic, блокировался парой поляризационных фильтров, повернутых относительно оптической оси перпендикулярно друг другу: один «отсекал» волны с вертикальной поляризацией, другой — с горизонтальной. Однако зазор между ними был заполнен прозрачной жидкостью нитробензола, способной вращать плоскость поляризации, если к ней приложить внешнее электромагнитное поле. Поле создавалось электромагнитной катушкой, запитанной от мощного конденсатора. При срабатывании такого затвора излучение с вертикальной поляризацией, пропущенное первым фильтром, слегка «подкручивалось», и второй фильтр, блокирующий все вертикальные волны, свободно его пропускал на чувствительную пленку.

Beckman & Whitley 192 | 1981 год

Еще один «пережиток» холодной войны — 726-килограммовая камера Beckman & Whitley 192 — тоже создавалась для съемки ядерных взрывов и снова отправляет нас к первым испытаниям в Неваде. Вращающиеся зеркала Цирси Миллера здесь обернулись вращением регистрирующей аппаратуры вокруг трехстороннего зеркала в центре мощной конструкции. Струя сжатого газа приводила ее в движение, разгоняя до 6000 оборотов в секунду, и неподвижные зеркала поочередно отражали свет на каждую из 82 закрепленных по краю фотокамер. Каждый кадр получал выдержку меньше миллионной доли секунды. И хотя с Rapatronic это не сравнится, 192-я позволяла снимать события более протяженные, а не отключалась после первого снимка. Похожим образом действовала и разработанная в 1950-х годах в СССР камера ФП-22. Только в ней вращалась система зеркал, так что луч стремительно обегал круг по длинной ленте специальной фотопленки, делая до 100 000 кадров в секунду. Ну а сама легендарная Beckman & Whitley 192, уже списанная, в 2000-х почти за бесценок досталась «охотнику за грозами», инженеру Тиму Самарасу. Он переделал ее на современный лад, заменив пленочные камеры на 82 10-мегапиксельные CCD-матрицы. Путешествуя с камерой в трейлере, Самарас сделал немало эффектных кадров с молниями и торнадо, пока не погиб в урагане, который пронесся над Оклахомой в конце мая 2013 года.

«Пикокамера» | 2011 год

Скорость этой системы позволяет записать даже короткий световой импульс, пока он распространяется от донышка бутылки, отражается колпачком и возвращается обратно. «Во всей Вселенной для этой камеры нет ничего слишком быстрого», — хвастались разработчики устройства. Это, конечно, некоторое преувеличение. Строго говоря, даже «триллиона кадров в секунду», как о том поспешили написать новостные издания, их система не делает: эффективное время экспозиции здесь составляет целых 1,71 пикосекунды. Но гордость разработчиков можно понять. Аппаратура, созданная в Массачусетском технологическом институте (MIT), способна уследить, как расширяется сферическая волна света, испущенного импульсным лазером. Как и у многих специальных лабораторных инструментов для измерения быстропротекающих процессов, в основе системы лежит электронно-оптическая камера. Устройство напоминает приборы ночного видения: световая вспышка, поступающая в камеру через щель, выбивает электроны с фотокатода. Они ускоряются и фокусируются в электромагнитном поле. Наконец, пучок отклоняется, двигаясь по экрану люминофора: каждому моменту времени соответствует определенный участок экрана. Такие камеры (и даже пикосекундные) производят достаточно давно, в том числе и в России. Однако они, как правило, не позволяют рассмотреть никаких деталей. Поэтому инженеры MIT дополнили устройство поворотным зеркалом, которое направляет щель камеры, «сканируя» всю сцену, и сложнейшими математическими алгоритмами, которые собирают всё в последовательную смену кадров.

Статья «Остановись, мгнвнье» опубликована в журнале «Популярная механика» (№10, Октябрь 2016).

www.popmech.ru

Самая быстрая камера в мире: masterok

Продолжаем изучать все САМОЕ САМОЕ что существует в мире.

Группа ученых из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, возглавляемая профессором Ген K Беаре (Gene K. Beare) и доктором философии Лихонгом Ванном (Lihong Wang), создала новуюсверхскоростную камеру, которая позволяет ученым запечатлевать ход крайне быстротекущих процессов и явлений, таких, как движение и отражение от зеркала импульса лазерного света. В новой камере использована технология сверхбыстрой сжатой съемки (compressed ultra-fast photography, CUP) и в основе этой технологии лежит метод, позволяющий получать достаточно качественные изображения из меньшего количества данных, получаемых светочувствительным датчиком.

Новая CUP-камера позволяет снимать со скоростью около 100 миллиардов кадров в секунду. И при этом, она еще не является самой быстрой камерой в мире,  Но, в отличие от других камер-рекордсменов, которые могут производить съемку одинаковых чередующихся событий, новая CUP-камера способна снять непосредственно сразу все то, что видит ее объектив.

Давайте посмотрим на видео, как это выглядит …

 

Камера фотографирует объект при помощи специального сложного объектива, который проводит фотоны света через ряд преобразований к поверхности небольшого устройства. Это устройство, digital micromirror device (DMD), и является «сердцем» всей камеры. Оно имеет размеры, сопоставимые с размерами небольшой монеты, но на его поверхности находится около 1 миллиона крошечных согласованных микрозеркал, размеры каждого из которых составляют 7 на 7 микрометров.

Эти зеркала выполняют двойную роль, во-первых, они разбивают изображение на пикселы, удаляя те пикселы, которые заключают в себе избыточную информацию. Оставшаяся часть отраженного света направляется в сторону щелевой широкополосной камеры, где при помощи двух электродов происходит превращение фотонов в электроны, обладающие различной энергией, т.е. скоростью движения. На электроды подается высокочастотное пилообразное электрическое напряжение, которое выполняет роль отклоняющей системы развертки камеры, заставляя электроны с разной энергией ударить в поверхность чувствительного датчика в определенных местах, соответствующих их энергии. И все эти преобразования выполняются в камере очень быстро, в течение порядка 5 пикосекунд.

Кадры, точнее, данные, полученные датчиком CUP-камеры еще не являются собственно кадрами. Кадры изображения получаются позже, после обработки компьютером, который использует алгоритмы так называемого цифрового восстановления изображения. Естественно, из ограниченного набора данных, получаемых датчиком камеры, не получается составить качественное изображение с высокой разрешающей способностью. Но и того, что получается, вполне достаточно для того, чтобы увидеть процесс отражения света, процесс изменения скорости и траектории движения света в момент пересечения границы между двумя разными средами, и многие другие процессы, которые происходят быстрее, чем могут двигаться фотоны света.

Наличие высокоскоростной CUP-камеры, способной снимать быстрые процессы за один раз, позволит инженерам и ученым увидеть те явления из области оптических коммуникаций и квантовой механики, которые до этого были скрыты от человеческих глаз. К примеру, такая камера может визуализировать процесс преломления света вокруг структур метаматериалов, из которых изготавливают сейчас многочисленные устройства сокрытия, плащи-невидимки. Эта камера способна снять колебания луча света, попавшего в зазор очень малой величины, и процесс передачи квантовой информации от кубита к импульсу света и наоборот.

 

 

А самой быстрой  камерой является устройство, появившееся на свет в 2011 году, которое может обеспечить скорость съемки на уровне одного триллиона кадров в секунду.

 

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали и создали новую систему съемки видеоизображений, которая обладает поистине фантастической скоростью — она может снимать один триллион кадров в секунду. Андреас Фелтен (Andreas Velten), ученый из MIT Media Lab, характеризует возможности новой камеры всего одной фразой: «Во Вселенной не существует ничего, что являлось бы слишком быстрым для этой камеры».

Основой новой высокоскоростной камеры является относительно новая технология, называемая камера с линейной разверткой (streak camera). Эта камера, стоящая порядка 250 тысяч долларов, имеет диафрагму в виде узкой щели. Фотоны света, проходящие сквозь узкую щелевидную диафрагму, попадают под воздействие высокочастотного электрического поля, которое отклоняет их траекторию в направлении, перпендикулярном направлению диафрагмы камеры. Поскольку напряженность электрического поля изменяется с большой скоростью, оно отклоняет траекторию более поздно прибывших фотонов более сильно, чем фотонов, прибывших немногим ранее.

И в результате такого трюка получается двухмерное изображение. Одна координата этого изображения, как и положено, является пространственной координатой, а вторая координата является разверткой первой пространственной координаты по времени. Обобщив все вышесказанное можно сказать, что результирующее изображение является разверткой времени прибытия фотонов, прошедших сквозь одномерный «срез» пространства.

Несмотря на такую необычность снимков, сделанных камерой с линейной разверткой, такая камера может делать подлобные снимки с потрясающей скоростью — до триллиона кадров в секунду. Изначально такая камера предназначалась для изучения света, который выделяется в результате химических реакций и характеристик света, прошедшего через определенные химические вещества и соединения. В первую очередь химиков интересовали длины волн света, поглощенного веществами, и изменения интенсивности излучаемого света в течение длительного промежутка времени. Тот факт, что камера фиксирует всего одну пространственную координату, не являлся для них помехой.

 

 

 

 

Но наличие всего одной пространственной координаты — это серьезный недостаток камеры, если планировать с ее помощью осуществление сверхскоростной съемки. Для обхода этого недостатка камеры профессор Рэмеш Рэскэр (Ramesh Raskar) и профессор химии Моунджи Бавенди (Moungi Bawendi) применили весьма необычный трюк. Для съемки видео, на котором видно прохождение светового импульса сквозь бутылку с водой, было сделано множество одномерных снимков, каждый из которых отличался от предыдущего второй пространственной координатой. Затем набор одномерных видео был совмещен и объединен в обычное, двухмерное видео с помощью специального программного обеспечения.

Естественно, «актером» для съемки видео был не один единственный импульс лазерного света. Для каждого снимка лазер вырабатывал новый импульс. Естественно, что такая съемка возможна только лишь при условии четкой синхронизации работы камеры, лазера и соблюдения одинаковых условий окружающей среды. Но это все достаточно легко реализуется с помощью набора оптического, электронного и другого оборудования.

Свету, проходящему через бутылку, требуется всего одна наносекунда, что бы рассеяться и исчезнуть. А для того, что бы собрать все необходимые данные, т.е. сделать все снимки, необходимые для получения полноценного конечного видео, требуется более часа времени. По этой причиной исследователи называют свое детище «самой медленной самой быстрой камерой в мире».

Поскольку сверхскоростная камера для записи видео требует многократного повторения одного и того же события, она не в состоянии записать явления, которые нельзя точно воспроизвести требуемое количество раз, и единичных явлений. Поэтому область применения такой камеры будет достаточно узка и специфична, ее можно будет использовать в анализе структуры материалов, биологических тканей и во многих других физических исследованиях и экспериментах. Но даже в тех случаях она станет источником огромного количества научной информации.

 

источник

 

Вот кстати, еще интересный опыт - Вода + вибро + камера, а вот тут Не переживайте, гифка ГРУЗИТСЯ ! Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия - http://infoglaz.ru/?p=56685

masterok.livejournal.com

Самая быстрая в мире камера делает 5 триллионов снимков в секунду

Дата публикации: 05.05.2017

Ученые из Лундского университета (Швеция) создали самую скорострельную в мире камеру, которая делает снимки с частотой пять триллионов кадров в секунду.

Самая быстрая в мире камера делает 5 триллионов снимков в секунду

Камеру назвали FRAME. По-английски это слово звучит как «кадр», однако является аббревиатурой от «Frequency Recognition Algorithm for Multiple Exposures» (Алгоритм частотного распознавания для множественных экспозиций). Описывая камеру, создатели поясняют, что она может «практически остановить распространение света», запечатлевая события столь короткие, как 0,2 триллионных секунды. Ученые считают, что камера поможет документировать различные явления в химии, физике, биологии и медицине – на невозможном ранее уровне.

Насколько это много – пять триллионов раз в секунду? Это пятерка с двенадцатью нулями – 5000000000000. Для сравнения – если принять продолжительность человеческой жизни за 80 лет, то в ней уложится 2,5 миллиарда секунд. Всего-то два с половиной миллиарда! Шведская суперкамера за одну секунду может сделать в 2000 раз больше кадров, чем количество секунд, которое мы проживаем за всю жизнь.

«До сих пор, единственным способом визуализировать сверхбыстрые процессы была съемки отдельных последовательных кадров», поясняет ученый Элиас Кристенссон (Elias Kristensson). «Дальше вам нужно попробовать повторить идентичные эксперименты, чтобы получить несколько отдельных изображений, которые можно объединить в фильм. Проблема этого подхода в том, что в следующий раз, когда вы повторяете эксперимент, процесс уже не будет идти идентично».

Чтобы продемонстрировать возможности камеры, разработчики из Лунда сделали видео, на котором показаны фотоны света, проходящие дистанцию, равную толщине обычного листа бумаги. Для прохождения такого расстояния свету требуется ничтожно малое время – около пикосекунды, однако камера способна запечатлеть это движение в замедленном виде.

via GIPHY

Наверное, вы уже догадываетесь, что новая суперкамера работает не совсем так, как традиционная камера. Разработчики дают следующее упрощенное объяснение:

«Обычные высокоскоростные камеры делают последовательно снимок за снимков. Новая же технология базируется на инновационном алгоритме, когда в одном кадре делается несколько кодированных снимков. В дальнейшем они разделяются на отдельные изображения, из которых можно получить видеоряд. Коротко говоря, метод подразумевает экспонирование снимаемого процесса (например, химической реакции) светом в виде лазерных вспышек, где каждой вспышке присвоен уникальный код. Объект отражает вспышки света, которые складываются в один кадр. Однако потом их можно разделить в последовательность, используя декодирующий ключ».

В настоящий момент технология находится в стадии коммерциализации. По оценкам специалистов, она будет готова к широкому использованию примерно через два года.

prophotos.ru

Фотоаппарат Casio Exilim Pro EX-F1 и скоростная съёмка

Нам часто задают вопросы по поводу использования "бытовых решений" для скоростной съёмки. Такой подход вполне возможен, но необходимо понимать и те ограничения, которые он несёт в себе. Мысль об использовании фотоаппарата в качестве видеокамеры не нова и подводные камни такого решения давно и хорошо известны. Тем не менее, интенсивная рекламная компания в прессе и в сети "продвигает" фотоаппарат Casio Exilim Pro EX-F1 в качестве достойного варианта для скоростной съёмки. Это, как минимум, преувеличение, и ниже отмечены основные моменты.

  • КМОП-матрица фотоаппарата Casio Exilim Pro EX-F1 имеет строчный затвор (electronic rolling shutter). Принцип работы этого затвора состоит в том, что экспозиция строк матрицы проводится последовательным образом, т.е. имеет место задержка по времени между строками одного кадра. Поэтому при скоростной съёмке получается деформированное изображение. На малых скоростях съёмки эти искажения малозаметны, а при увеличении частоты кадров они хорошо видны. Для скоростной съёмки требуется глобальный затвор (global snapshot shutter), который обеспечивает одновременную экспозицию всех строк текущего кадра. Таким образом, матрица фотоаппарата Casio Exilim Pro EX-F1 не предназначена для скоростной съёмки.
  • Скоростная видеозапись у Casio Exilim Pro EX-F1: частота кадров 1200 к/с возможна лишь при разрешении 336 х 96 пикселов, для скорости 600 к/с получаем 432 х 192 пикселов, а 300 к/с - 512 х 384 пикселов. Даже если не учитывать размер одного пиксела, то может показаться, что это немало. Увы, это очень мало.
  • Используемая площадь видео матрицы в скоростных режимах видеосъёмки фотоаппарата Casio Exilim Pro EX-F1 следующая:1200 к/с, 336 х 96 - используется 0,5% площади матрицы600 к/с, 432 х 192 - используется 1,4% площади матрицы300 к/с, 512 х 384 - используется 3,3% площади матрицы60 к/с, 1920 х 1080 (Full HD) - используется 35% площади матрицыКак видно, "скоростные режимы видеосъёмки" предполагают использовение крайне малой части полезной площади матрицы фотоаппарата. При этом нет возможности сохранения исходных данных в формате RAW, потому что поток сжимается в онлайне и пишется на встроенную карту памяти. Использование всей площади матрицы возможно только в режиме серийной съёмки, но в таком режиме работы частота кадров не может быть более 60 к/с.
  • Физический размер матрицы Casio - 1/1,8 дюйма при разрешении 2816 х 2112. По сравнению со стандартными скоростными камерами с аналогичным потоком данных (разрешение 640 х 480, частота кадров 200-500 к/с, формат матрицы 1/2 дюйма) получается, что площадь пиксела меньше почти в 20 раз. Это существенный минус, особенно для скоростной съёмки.
  • Нет возможности выбора произвольной частоты сканирования (которая меньше максимальной при данном разрешении) для всех режимов видеосъёмки.
  • Фотоаппарат Casio может выполнять скоростную серийную съёмку со встроенной вспышкой с частотой 7 к/с. В режиме видеосъёмки встроенная вспышка не работает, а включается только светодиод. Возможности выдачи синхроимпульса для внешнего осветителя нет в принципе. Скоростные камеры должны уметь синхронизировать вспышку с текущей частотой кадров.
  • У данной модели Casio нет возможности менять объективы, а у имеющегося объектива минимальная диафрагма 2,8. В системах скоростной съёмки рекомендуется использовать объективы с диафрагмой 1,4 или меньше.
  • Для съёмки с частотой 1200 кадров в секунду обычно требуется дополнительное освещение, поэтому система видеосъёмки должна включать в себя и модуль для внешнего освещения. В этом случае преимущества "мобильного бытового решения" также исчезают.

Не умаляя многих достоинств фотоаппарата Exilim Pro EX-F1 и уважаемой компании Casio, хотелось бы отметить, что EX-F1 является очень интересным решением, причём уникальным в своём роде. Его можно использовать в качестве видеокамеры, которая работает с частотой 60 к/с и имеет разрешение 2816 х 2112. Однако, не нужно забывать, что при этом длительность видеозаписи не превышает 1 секунду. Что касается использования EX-F1 в качестве скоростной видеокамеры, то технические характеристики этого фотоаппарата говорят о том, что его сложно отнести к системам скоростной видеозаписи.

Также стоит отметить, что фраза на официальном сайте "Ultra-high speed burst shooting captures 60 still images per second" не вполне соответствует действительности. Скорость 60 кадров в секунду даже с очень большой натяжкой никак нельзя отнести к диапазону "Ultra-high speed".

Есть ещё один аппарат с похожим функционалом - Casio Exilim Pro EX-Fh30, который может снимать с частотой до 1000 кадров в секунду. К сожалению, подробности о параметрах скоростной съёмки в этом случае аналогичные.

www.fastvideo.ru

Новая скоростная камера способна фиксировать 100 млрд кадров в секунду / Хабр

Группа ученых из Университета Вашингтона в Сент-Луисе (WUSTL) создала, пожалуй, одну из самых быстрых камер в мире. Система способна делать 100 миллиардов снимков в секунду. А это означает, что на снимке можно зафиксировать даже луч света «в полете». То, что изображено на анонсной фотографии — отраженный от зеркала свет.

Самая быстрая камера, существовавшая до создания новой системы, могла фиксировать около 10 миллионов кадров в секунду. Возможности системы были ограничены узким местом — быстродействием накопителя, скоростью чтения/записи.

Теперь человек впервые видит световой импульс «в полете». Во всяком случае, так утверждает руководитель исследовательской группы Лихонг Ванг (Lihong Wang). Ученый надеется на то, что достижение его команды поможет достичь новых высот в науке, сделать новые, важные открытия.

Сама система довольно сложная, здесь большое количество оптических систем и электронных компонентов.

100bnfps2.jpg

Центральным элементом системы является микрозеркальное цифровое устройство (DMD), которое вмещает более миллиона микроскопических зеркал, каждое размером меньше 7 микрон. Размеры DMD сравнимы с размером небольшой монетки. Пучок света передается линзами через длинную трубку на это микрозеркальное устройство, которое кодирует изображение, отражая луч света в светоделитель, после чего фотоны попадают в прорезь камеры. Уже здесь фотоны преобразуются в электроны, разделяясь двумя электродами. Напряжение на электродах возрастает, так что электроны попадают на разные позиции в разное время.

Затем данные передаются на устройство с зарядовой связью, для передачи на ПК. Компьютер анализирует полученную информацию, и на выходе ученые получают изображения. Время цикла — всего 5 наносекунд.

Авторы изобретения утверждают, что область применения их открытия очень широка. Например, систему можно использовать для получения изображения флуоресцентных протеинов (для наглядной демонстрации протекания химико-биологических реакций).

Также открытие можно использовать и в астрономии, для обработки изображений, получаемых орбитальными телескопами.

Автореферат исследования можно найти здесь, есть и видео, которое, к сожалению, нельзя вставить на Geektimes.

habr.com

разрешение 640x512, 2000 fps, онлайн передача всего потока данных в компьютер через кабель PCI-Express x4, 2000 к/с. Стоимость камеры 2000 к/с. Камера pci-express 2000 фпс.

бенчмарки Fastvideo SDK

Камера Fastvideo-2000 открывает наш новый модельный ряд скоростных камер, в которых применяются новейшие инновационные решения в области скоростной съёмки. Прежде всего, мы значительно увеличили скорость передачи данных от камеры к компьютеру, которая ранее ограничивалась пропускной способностью стандарта Camera Link. Стандарт PCI-Express x4 (Gen2) позволяет по кабелю передавать данные с пропускной способностью до 1,4 ГБайт/сек.

Скоростная камера модели Fastvideo-2000 сделана на базе монохромной или цветной КМОП-матрицы формата 1/2" с разрешением 640 х 512 и прогрессивной развёрткой. Камера позволяет регистрировать видео сигнал с частотой 2000 кадров в секунду при максимальном разрешении. Во время видеосъёмки видеокамера в онлайне передаёт полученные кадры через кабель PCI-Express x4 в компьютер. В этом компьютере стоит пассивный адаптер с разъёмом PCI-Express x4 (Gen2), через который весь поток данных от камеры записывается в кольцевой буфер оперативной памяти компьютера. Поскольку на компьютере установлена 64-битная операционная система (Windows-7/10 или Linux Ubuntu), то можно установить 32 ГБайт оперативной памяти и более. В отличие от подавляющего большинства аналогичных скоростных камер, у которых данные пишутся в оперативную память самой камеры (потом их нужно перекачивать в компьютер в течение длительного времени по GigE), модель Fastvideo-2000 позволяет записывать весь поток данных в компьютер в реальном времени.

Скоростная камера Fastvideo-2000 не является внешним устройством по отношению к компьютеру. Мы использовали стандарт PCI-Express для передачи данных и теперь камера является устройством PCIe, т.е. фактически, удалённым периферийным устройством компьютера. При этом адаптер на PCI-Express x4 является пассивным элементом, через который передаются данные в шину PCIe. Использование стандарта PCI-Express позволило значительно повысить скорость передачи данных.

  • Аппаратная реализация протокола PCI-Express в FPGA Altera, аппаратный контроль за целостностью передачи данных, режимы Scatter Gather DMA, Plug-and-Play, Hot Plug
  • ПО для встроенного контроллера сверхскоростной камеры
  • Драйверы для Windows-7/10 и Linux Ubuntu (64-бит)
  • Пользовательское приложение Fastvideo Lab для Windows-7/10 или Linux Ubuntu
  • Опции ПО: внешняя аппаратная синхронизация, длительная съёмка, image trigger, онлайн-гистограмма, онлайн-сжатие данных на видеокарте, многокамерная скоростная съёмка

Стандартное кросс-платформенное программное обеспечение Fastvideo Lab позволяет управлять основными параметрами скоростной камеры, а также настройками для проведения съёмки. Полученные изображения могут сохраняться на диск компьютера в формате BMP или вся серия может быть записана в формате RAW или AVI. Возможно сохранение и в другие, широко распространённые форматы видео. Программное обеспечение позволяет осуществлять как непрерывный просмотр серии кадров с заданной скоростью, так и покадровый просмотр. В онлайне повышение частоты кадров при уменьшении размера картинки происходит автоматически если пользователь не зафиксировал нужную ему частоту сканирования.

  • Частота сканирования с частотой до 2000 кадров в секунду при разрешении 640 х 512 (8 бит)
  • Большой размер пиксела и высокая чувствительность камеры
  • Возможность выбора окна сканирования. По вертикали шаг равен двум пикселам, по горизонтали шаг равен 8 пикселам
  • Передача всего потока данных от камеры в компьютер в онлайне по протоколу PCIe через кабель PCI-Express x4 на расстояние 3 метра
  • Управление моментальным электронным затвором: при работе на частоте 2000 Гц с полноэкранным разрешением минимальная выдержка равна 5 мкс
  • Кросс-платформенное программное обеспечение Fastvideo Lab, обеспечивающее доступ ко всем настройкам и режимам работы матрицы скоростной камеры

Стандартная комплектация скоростной камеры Fastvideo-2000

  • Скоростная камера Fastvideo-2000 с КМОП-матрицей 640 х 512, монохромная, частота сканирования до 2000 кадров в секунду
  • Адаптер для PCI-Express x4
  • Кабель PCI-Express x4, 3 м
  • Стандартное программное обеспечение Fastvideo Lab на русском языке для Windows-7/10 или Linux (64 бит)

Можно поставить дополнительно

  • Персональный компьютер или сервер с 64-битной ОС и оперативной памятью до 64 ГБайт
  • Кабель PCI-Express x4
  • Объективы Nikon и др.
  • Штатив
  • Система дополнительного освещения
  • Дополнительное программное обеспечение для скоростной съёмки (Windows, Linux)
  • Модуль аппаратной синхронизации видеокамеры с внешним оборудованием

Характеристики скоростной камеры Fastvideo-2000

  • Оптический формат матрицы 1/2"
  • Разрядность аналого-цифрового преобразователя 8 бит
  • Частота 2000 кадров в секунду при полноэкранном разрешении
  • Возможность выбора размера области интереса
  • При сканировании отдельных строк матрицы можно значительно увеличить частоту кадров
  • Глобальный электронный затвор
  • Минимальное время экспозиции 5 мкс
  • Синхронизация: 1 канал на вход и 3 канала на выход, LVTTL (3,3 В)
  • Крепление объектива C-mount
  • Рабочая температура от +5 до +45 градусов C
  • Размер скоростной камеры 70 мм х 70 мм х 60 мм (без объектива)
  • Масса камеры 450 грамм (без объектива)

www.fastvideo.ru

Скоростная поворотная ptz IP камера

Уличная поворотная камера модель Smartec STX-PT592

Существует несколько разновидностей поворотных камер, существенно отличающихся по своим конструктивным и эксплуатационным особенностям. Наиболее старая, бюджетная и малоэффективная разновидность — это корпусная фиксированная видеокамера, которую закрепили на поворотном механизме. Более современные и совершенные — видеокамеры в специализированных устройствах с ptz приводами. Как правило, они оснащаются массой дополнительных устройств: прожекторами инфракрасной подсветки, устройствами очистки лицевого стекла, обогревателями, кондиционерами и т.п. Основным недостатком этих устройств является их излишней массивность и значительный вес. Для установки требуются особо прочные кронштейны и несущие основания — капитальные стены, колонны, или специально установленные столбы.

К СВЕДЕНИЮ! PTZ — Pan, Tilt и Zoom — панорама, наклон, масштабирование.

Третьей, наиболее прогрессивной разновидностью поворотных камер, являются моноблочные, купольные, высокоскоростные (Speed Dome) камеры.

Купольная поворотная камера без внешнего кожухаОсновным отличием камеры Speed Dome от обычной PTZ является скорость поворота горизонтального и вертикального. Как правило, у обычных моделей она составляет от 2 до 12.  Стоимость таких устройств колеблется от 1000 до 3000 дол. США. Минимальные параметры в разрешении 480 твл, автоматически изменяемым оптическим приближением до 26 крат, при этом скорость поворота в вертикальной плоскости составляет 36 — 250 град/сек, горизонтальный может доходить до 360 град/сек. Стоимость обычной поворотной камеры редко превышает 300-400 дол.США. Технические характеристики у неё значительно ниже, разрешение не более 420 твл, кратность оптического приближения не более 9, а максимальная скорость поворота в пределах 12-15 град/с.

Функциональные возможности

По линии связи производится внешняя синхронизация устройства, что позволит использовать видеокамеру в качестве основного элемента системы видеонаблюдения с телеметрией:

  • Объективу необходим медленный затвор, что позволит получить качественное изображение при недостаточной освещенности объекта;
  • Обязательно наличие расширенного динамического диапазона, что позволяет при установке не обращать внимание на источники освещения, способные засветить изображение;
  • Желательно наличие подключения для входов и выходов, что даст возможность интегрировать видеокамеру в систему пожарной тревожной сигнализации;
  • Динамический или автоматический баланс белого обеспечит аутентичную цветопередачу при резко изменяющихся режимах освещенности.
  • Наличие портов связи RS 422 и RS 485 дает возможность удаленного управления.
  • Наличие программных предустановок поможет мгновенно позиционировать камеру в направлении наиболее важных зон ответственности.

Область применения

Использование скоростных поворотных PTZ IP видеокамер наиболее эффективно при контроле большой территории или зоны видеонаблюдения со сложной конфигурацией и наличием нескольких наиболее важных зал ответственности. Как правило, такие камеры довольно дорогостоящи, поэтому используются на наиболее значимых направлениях, в качестве устройства для проверки информации о несанкционированном проникновении. Также скоростные камеры видеонаблюдения могут осуществлять патрулирование территории по заранее заданному маршруту.

Размещение видеокамер может быть осуществлено на вертикальных и горизонтальных поверхностях с использованием специальных кронштейнов или непосредственно на несущую конструкцию здания или сооружения.  Обычно это внешние углы, парапеты, столбы, колонны или другие выступы которые могут дать лучший обзор.

Основным достоинством купольной камеры видеонаблюдения является возможность оперативно найти объект и осуществить его идентификацию отслеживание перемещение. Главным из недостатков считается высокая цена устройства, которая имеет стоимость 5-6 обычных камер, которые могут эффективно выполнять на объекте те же функции.

При использовании скоростных поворотных камер следует обеспечить не только подсветку поле зрения устройства, но обеспечить надлежащее освещение всей территории.

Краткий обзор популярных моделей

Скоростная купольная IP камера, модель Axis 233D – производитель шведская компания Axis Communications. Скорость панорамирования 450град/ сек. Использует 35 кратный трансфокаторный объектив, имеет встроенный микрофон и функцию «день-ночь». Поворотное устройство имеет высокоточное позиционирование, что позволяет изменять скорость наклона или панорамирования в диапазоне 0,05-450°/сек.Axis 233D

Скоростная купольная камера видеонаблюдения – модель ЕТ 8011/NC от производителя Jec (Китай). Камера оборудована матрицей высокого разрешения Sony и объективом с 26 кратным трансфокатором. Управление поворотным устройством осуществляется по интерфейсу RS 485 с использованием открытых протоколов Pleco D/Pleco P.

                Основными преимуществами представленной модели видеокамеры являются:

  • 4 входа для подсоединения различных детекторов: датчиков дыма, тепла, возгорания, загазованности;
  • 2 тревожных выхода для подсоединения исполнительных механизмов и устройств: сирена, проблесковые тревожные маячки, электромагнитные замки блокировки дверей.

Программа управления позволяет задать различные маршруты патрулирования, какой именно внешний детектор сработал. Допускается установка на улице, функционирует при температурах от -30°С до + 50°С.ЕТ 8011/NC

Spectra IV SE Horizon от компании производителя Pelco. Имеет ИК подсветку и может быть использована для ночного наблюдения. Имеет ИК фильтры и высокую светочувствительность до 0,0014 люкс. Дает картинку с высоким разрешением 240 твл, объектив с 35 кратным трансфокатором. Скорость поворота камеры до 400 град/сек.Spectra IV SE Horizon

ohranivdome.net