Исследование зависимости разрешения видеокамер от освещенности

Часть 2

Panasonic HDC-SD5 GC-K и JVC GZ-HD7ER

Cameras

В прошлой статье на эту тему были рассмотрены три видеокамеры: Sony HDR-HC7E, Panasonic HDC-SD1 GS-S и Canon HV20. И там же я пообещал, что результаты еще двух видеокамер: Panasonic HDC-SD5 GC-K и JVC GZ-HD7ER будут представлены несколько позже. Сегодня настало время выполнить это обещание.

Как мы тестировали

С помощью программы Imatest измерялось горизонтальное и вертикальное разрешение исследуемых видеокамер при освещенности, меняющейся в диапазоне от 8 до 700 люкс. Я намеренно использовал автоматическую регулировку экспозиции на всех тестируемых видеокамерах, давая им самим "вытягивать" разрешение при уменьшении освещенности. Соответствующие стоп-кадры захватывались на компьютер с помощью платы захвата BlackMagic Intensity и программы Adobe Photoshop CS3. Преимуществом этого метода является тот факт, что вся обработка видео происходит внутри самой видеокамеры, с помощью её собственного аппаратного кодека, в то время как захват стоп-кадров в программе-видеоредакторе (скажем, в Sony Vegas) привлекает к обработке видео программные кодеки, используемые данным видеоредактором, что влияет на "чистоту эксперимента". При получении стоп-кадров использовалось видео, записанное на носитель (HDD или карту памяти), то есть уже прошедшее стадию компрессии-декомпрессии и связанной с этим обработки.

По результатам измерений строились графики зависимости "разрешение - освещенность" (первая величина измеряется в стандартных для Imatest LW/PH, вторая - в люксах) для исследуемых видеокамер. Результаты для каждой из рассматриваемых видеокамер представлены ниже.

Panasonic HDC-SD5 GC-K

На приведенных ниже графиках красные точки с ошибками (из предыдущей статьи мы знаем, что консервативная оценка ошибки измерения в этих тестах составляет приблизительно 20 LW/PH, именно эта величина и отражена на данных графиках) представляют собой результаты измерений, а сплошная синяя линия - результат попытки описания данных с помощью степенных или экспоненциальных функций:

 

Горизонтальное разрешение по уровню контраста 50%

Вертикальное разрешение по уровню контраста 50%

 

Горизонтальное разрешение по уровню контраста 30%

Вертикальное разрешение по уровню контраста 30%

При взгляде на графики зависимости горизонтального разрешения от освещенности обнаруживается первая особенность данной видеокамеры - у неё, фактически, нет "рабочего отрезка", области освещенностей, в которой разрешение остается постоянным. С уменьшением освещенности разрешение падает, сначала медленнее, затем быстрее. Если все-же попытаться вычислить среднее "рабочее" разрешение по горизонтали (по значениям, лежащим в диапазоне освещенностей 100-700 люкс), то получится 651 LW/PH для уровня контраста 50% (консервативное значение ошибки, как уже говорилось выше, составляет 20 LW/PH) и 765 LW/PH для уровня контраста 30%. Можно отметить, что данные результаты близки к результатам HDV-видеокамеры Sony HC7 и выше результатов Panasonic SD1, но, как мы знаем из предыдущих статей, тут есть одно негативное обстоятельство - достигнуты они с помощью сурового "овершарпа", искусственного повышения резкости.

Теперь о разрешении по вертикали. Тут поведение зависимости "разрешение-освещенность" напоминает таковое для видеокамеры Panasonic SD1 - падение разрешения начинается только при очень низких значениях освещенности (10-20 люкс). Похоже, что данное поведение в большей степени связано с работой электроники на видеокамерах Panasonic, а не с чувствительностью, как мы предпологали ранее - SD5 имеет заведомо более низкую чувствительность, нежели SD1, но все же демонстрирует подобное поведение. Интересной особенностью является "всплеск" вертикального разрешения в области освещенностей 50-100 люкс. Сначала я подумал, что это всего-лишь ошибка данного конкретного измерения, но оказалось, что это не так - повторные измерения вновь продемонстрировали эту-же картину. Возможных объяснений у меня два: во-первых, возможно, что процессор видеокамеры в этой области освещенностей переходит на другой, скажем так, "усиленный" режим работы - ведь именно в этой области (около 100 люкс) заканчиваются "комфортные условия" для вытягивания четкости картинки. И данная смена режима работы видеопроцессора приводит к такому поведению зависимости "разрешение-освещенность" в этой области. Второе возможное объяснение более банально, хотя и связано с первым - как раз после 100 люкс я выключаю один из источников света (чтобы добиться более низких значений освещенности) и этот переход заставляет видеокамеру реагировать соответствующим образом. А как результат - "подскок" разрешения. Правда, другие видеокамеры в этом тесте никак не реагируют на вышеуказанное обстоятельство, так что подобное поведение связанно с особенностями работы электроники именно этой видеокамеры. Ну а результаты по "рабочему разрешению" для вертикали таковы: 562 LW/PH для уровня контраста 50% и 652 LW/PH для уровня контраста 30%. Этот результат ниже, чем результат HDV-видеокамеры Sony HC7 (не говоря уже о Canon HV20), но выше результата Panasonic SD1. Правда, не будем забывать про "овершарп" картинки с Panasonic SD5.

JVC GZ-HD7ER

Горизонтальное разрешение по уровню контраста 50%

Вертикальное разрешение по уровню контраста 50%

Горизонтальное разрешение по уровню контраста 30%

Вертикальное разрешение по уровню контраста 30%

А вот видеокамера JVC особых сюрпризов не преподносит - "каноническое" поведение с "рабочим отрезком" в области освещенностей выше 100 люкс, где разрешение практически не изменяется с изменением освещенности, и быстрое падение разрешения в области освещенностей ниже 100 люкс. Так что мне остается только привести значения разрешений в "рабочей области": по горизонтали - 540 LW/PH для уровня контраста 50% и 636 LW/PH для уровня контраста 30%; по вертикали - 607 LW/PH для уровня контраста 50% и 717 LW/PH для уровня контраста 30%. Обращает на себя внимание высокие результаты, показанные данной видеокамерой для вертикального разрешения - на уровне HDV-видеокамеры Sony HC7, в то время как горизонтальное разрешение - самое низкое среди протестированных видеокамер. Причину мы знаем - HD7 не использует интерлейсный фильтр при формировании полукадров, фактически используя прогрессивное сканирование матрицы для чересстрочного режима (мы уже писали об этом подробно в одной из наших прошлых статей, посвященной этой видеокамере). А это самым благотворным образом сказывается на разрешении по вертикали.

Сводные данные по результатам тестирования

В заключении этого раздела - сводные графики для всех видеокамер участвовавших в тестировании (и первом, и втором) в области освещенностей ниже 100 люкс (для видеокамеры Canon, как мы знаем, результатов в этой области получить не удалось).

Горизонтальное разрешение по уровню контраста 50%

Вертикальное разрешение по уровню контраста 50%

Горизонтальное разрешение по уровню контраста 30%

Вертикальное разрешение по уровню контраста 30%

Кривые, соединяющие экспериментальные точки - это моя не слишком удачная попытка аппорксимации данных с помощью степенных, логарифмических или полиномиальных функций. Особого смысла им придавать не следует, они здесь приведены только для наглядности. Если же вы хотите изучать поведение разрешения в зависимости от освещенности, то, в первую очередь, вам надо обращать внимание на сами точки, а не на эти кривые.

В целом видно, что наиболее быстрым падением разрешения с уменьшением освещенности отличаются видеокамеры Sony и JVC, а наиболее устойчивыми к уменьшению освещенности являются видеокамеры Panasonic, причем среди них в лучшую сторону отличается Panasonic SD1 (повторюсь - я имею в виду именно устойчивость разрешения к уменьшению освещенности, а не абсолютные значения разрешения).

На мой взгляд, такая устойчивость напрямую связана с применением в этих видеокамерах системы 3CCD, которая обеспечивает лучшее отношение сигнал/шум, что особенно важно в трудных с точки зрения освещенности условиях. Но, спросите вы, как же видеокамера JVC, ведь в ней тоже применена система 3CCD, а она, пожалуй, находится на последнем месте по рассматриваемому параметру? Возможный ответ состоит в том, что, как мы уже отмечали выше, эта видеокамера не использует "интерлейсный фильтр" при формировании чересстрочного видео, что ведет, с одной стороны, к увеличению вертикального разрешения, но, с другой стороны, к пониженной чувствительности камеры. И этот факт, по всей видимости, не дал видеокамере JVC сравняться по устойчивости с видеокамерами Panasonic.

Выводы

Вместо выводов, которые уже были сделаны в первой части этой статьи, я просто приведу сводную таблицу "рабочих разрешений" (в области освещенностей выше 100 люкс) для всех 5-ти протестированных видеокамер.

Видеокамеры
Горизонталь (LW/PH)
Вертикаль (LW/PH)
Контраст 50%
Контраст 30%
Контраст 50%
Контраст 30%
Canon HV20
785 (777)
923 (920)
655 (638)
837 (821)
Sony HC7
619
766
597
728
Panasonic SD1
590
741
488
607
Panasonic SD5
651
765
562
652
JVC HD7
540
636
607
717

Для видеокамеры Canon HV20 в скобках приведены значения, измеренные в режиме PF25. Для видеокамеры Panasonic SD5 значения горизонтального разрешения, приведенные в таблице, являются средними по всему "рабочему диапазону" освещенностей - у него нет постоянного "рабочего разрешения" по горизонтали, разрешение падает с уменьшением освещенности во всем диапазоне. Ошибка измерения составляет приблизительно 15-20 LW/PH.

А. Попов (popoval@nm.ru)

Ссылки по теме:

  1. Зависимость "разрешение-освещенность" для современных HD-видеокамер. Часть 1.
  2. Методика тестирования видеокамер по программе Imatest
  3. Обзор видеокамеры Panasonic HDC-SD5 GC-K
  4. Ни на кого не похожая JVC GZ-HD7ER

 

Благодарности:

Мы выражаем искреннюю благодарность магазину "Видеомакс" (http://www.videomax.ru) за предоставленные для этого теста видеокамеры.

 

Последние изменения: 09.03.2008