Kamera Görüntüsünde Yatay Şeritler ve Titreme (Flicker): 50 Hz Ayarı, LED Aydınlatma ve Enstantane

Yatay şeritler ve titreme neden oluşur?

IP kamerada kayan yatay şeritlerin ve parlaklık titremesinin asıl nedeni, sensörün satırları kaydederken ışığın kendisinin hızla parlayıp sönmesidir. Şebeke akımı alternatif olduğu için floresan, halojen ve birçok LED armatür saniyede şebeke frekansının iki katı kadar, yani Türkiye'de 100 kez titreşir. Gözümüz bunu fark etmez; kamera sensörü fark eder.

Çoğu CMOS sensör görüntüyü rolling shutter ile, satır satır pozlayarak alır. Her satır ışığın farklı bir anını gördüğünden görüntüde açık ve koyu yatay bantlar oluşur. Bu bantlar kare hızı ile ışık frekansı tam katlı olmadığında yukarı veya aşağı kayar; katlı olduğunda ise sabit durur ya da toplam parlaklık dalgalanır.

Sorunun üç kaynağı vardır: kamera ayarı (frekans ve enstantane), ışık kaynağı (LED sürücü, PWM dimleme, ekran, tabela) ve elektrik beslemesi. İlk ikisi çok daha sık görülür, üçüncüsü ayrı bir teşhis gerektirir. Rolling shutter mantığı için enstantane hızı ve rolling shutter yazısına göz atabilirsiniz.

Şebeke frekansı ve enstantane neden uyuşmalı?

Pozlama süresi ışık titreşim periyodunun tam katı olduğunda her kare aynı miktarda ışık toplar ve şeritler kaybolur. Türkiye'de şebeke nominal olarak 50 Hz'dir (Avrupa şebekesiyle aynı; EN 50160 de nominal frekansı 50 Hz olarak verir), dolayısıyla ışık 100 Hz ile titreşir ve periyot 1/100 saniyedir.

Bu yüzden 1/100 s, 1/50 s, 1/25 s gibi 1/100'ün tam katları uygundur. Gündüz otomatik pozlama 1/250 s ya da 1/500 s gibi çok kısa bir süre seçerse, kare başına toplanan ışık satırdan satıra değişir ve bantlar belirir. Gece ve kapalı mekânlarda pozlama zaten uzadığı için sorun daha az görülür; asıl şikâyetler loş-orta aydınlık iç mekânlarda ortaya çıkar.

Kare hızı da etkilidir. 50 Hz bölgede 25 kare/sn ile 100 Hz ışık tam katlı olduğundan bantlar çoğunlukla durağan kalır; 30 kare/sn seçilmişse 100 Hz ile oran tam sayı olmadığından bantlar ekranda yavaşça kayar. Yurt dışı menşeli bir cihazın 30 kare/sn ve 60 Hz ile gelmesi bu yüzden klasik bir tablodur.

• 50 Hz şebekede ışık frekansı: 100 Hz; güvenli pozlama süreleri: 1/100 s, 1/50 s, 1/25 s ve daha uzunları.
• 60 Hz şebekede ışık frekansı: 120 Hz; güvenli pozlama süreleri: 1/120 s, 1/60 s, 1/30 s.
• Hesap: güvenli süre = n / (2 × şebeke frekansı); n = 1, 2, 3 gibi tam sayıdır.
• Kameranın 60 Hz seçili kalması, 1/100 s gibi bir süreyi bile titremeye çevirebilir.

Kamerada 60 Hz seçili kalması: ilk bakılacak ayar

Hızlı çözüm çoğu zaman kameranın şebeke frekansı ayarını 50 Hz yapmaktır. Yurt dışı kaynaklı, yeniden satış cihazlarında ya da fabrika ayarına dönmüş kameralarda bu değer 60 Hz veya NTSC olarak kalabilir; bu durumda anti-flicker mantığı yanlış periyoda göre çalışır.

Ayarın adı ve yeri markaya ve yazılım sürümüne göre değişir. Genel hatlarıyla web arayüzünde Görüntü/Image veya Kamera/Camera menüsü altında, Pozlama/Exposure veya Kurulum/Installation başlığında şu seçeneklerden biri bulunur: Power Line Frequency, Video Standard, Anti-flicker veya Flicker. Seçenekler 50 Hz, 60 Hz, PAL (50 Hz), NTSC (60 Hz) ya da Outdoor biçiminde gelir.

Örnek olarak Axis arayüzünde pozlama kipi Video > Image > Exposure altından, şebeke frekansı ise Video > Installation > Power line frequency altından seçilir ve flicker-free kipinin bu frekansa uygun olması gerektiği belirtilir. TP-Link Omada kameralarda Settings > Camera > Display altında Power Line Frequency ve Display > Image altında Anti-flicker bulunur. Hikvision ve Dahua kameralarda benzer seçenekler görüntü ayarları altında pozlama bölümünde yer alır; kesin menü adı için model kılavuzuna bakın.

Türkiye'de doğru değer 50 Hz veya PAL'dir. Kayıt cihazı (NVR) üzerinden kamera yapılandırması yapıyorsanız aynı ayarı kameranın kendi web arayüzünde de kontrol edin; NVR menüsü bu seçeneği her zaman göstermez.

Anti-flicker ve enstantane hızını sabitleme

Frekans doğru olduğu hâlde şeritler sürüyorsa anti-flicker açılır veya enstantane elle sabitlenir. Anti-flicker kipi kameranın pozlama süresini şebeke periyoduna kilitler; üretici arayüzlerinde bu kip Anti-flicker, Flicker-free veya Flicker-reduced adıyla geçer. Axis belgelerine göre flicker-free kip yapay aydınlatma için, flicker-reduced kip ise yapay ışık ile parlak gün ışığının karıştığı sahneler için önerilir.

Anti-flicker bazı kameralarda görüntüyü fazla parlatabilir ve pozlama üst sınırını kısıtlayabilir; Omada belgesi de bu durumu belirtir. Böyle bir durumda pozlamayı manuele alıp enstantaneyi elle seçmek gerekir. Manuel kipte anti-flicker genellikle devre dışıdır ve parlaklığı enstantane ile kazanç dengelemesi gerekir.

Aşağıdaki adımlar, kamerayı sahada ayarlarken izlenebilecek sağlam bir sıralamadır.

• 1. Şebeke frekansını 50 Hz (PAL) yapın ve kareyi 25 kare/sn olarak ayarlayın.
• 2. Pozlamayı otomatik bırakıp anti-flicker veya flicker-free kipini açın; birkaç dakika canlı görüntüyü izleyin.
• 3. Şerit sürüyor veya görüntü aşırı parlaksa pozlamayı manuele alın ve enstantaneyi 1/100 s yapın; bant azalmıyorsa 1/50 s deneyin.
• 4. Enstantane uzadıkça hareketli nesneler bulanıklaşır. Plaka, yüz ya da hızlı geçiş izlenen noktalarda daha kısa bir süreyi yalnızca ışık kaynağı titreşmiyorsa kullanın.
• 5. Parlaklık düşerse önce ortam ışığını ve diyaframı gözden geçirin; kazancı (gain) artırmak yalnızca parlaklığı yükseltir. Kazanç şerit sorununu çözmez, yalnızca parlaklık ve gürültüyü etkiler.
• 6. Ayarı gün boyunca, farklı ışık koşullarında yeniden izleyin ve işlem bittiğinde yapılandırmayı yedekleyin.

LED aydınlatma, PWM dimleme, ekran ve LED tabela

Ucuz LED sürücüler ve dimleyiciler ışığı akımı keserek (PWM) kıstığından, 50 Hz anti-flicker ayarı her zaman yetmez. LED sürücüsü 100 Hz'e ek olarak yüzlerce hertzden kilohertz'lere uzanan kendi anahtarlama frekansıyla çalışabilir. Kameranın pozlaması bu darbe periyodundan kısaysa sensör ışığın açık ya da kapalı anını yakalar ve şeritler ya da karelerde parlaklık oynaması görülür.

Çözüm yönü ışığın cinsine göre değişir. Floresan ve manyetik balastlı armatürlerde 100 Hz'e uygun enstantane çoğu zaman yeterlidir. PWM dimlemeli LED'lerde pozlamayı uzatmak (örneğin 1/100 s ya da daha uzun) ışık darbelerinin ortalamasını almayı sağlar. Mümkünse aydınlatmayı sabit akımlı, yüksek frekanslı ve titreşimsiz tipte bir sürücüyle değiştirmek kalıcı çözümdür; titreşimli LED ışık insan gözü için de rahatsız edici olabilir.

LED ekranlar, monitörler ve LED tabelalar kendi tarama frekanslarıyla yenilenir. Kamera onları kareler arasında farklı fazda yakaladığı için ekran üzerinde kayan çubuklar, koyu bantlar ya da yanıp sönme görülür. Bu bir kamera arızası değildir. Enstantaneyi uzatmak, kamerayı ekrana dik bakmayacak şekilde konumlandırmak, ekranı alandan çıkarmak veya o bölgeyi maskelemek yaklaşımlarıdır.

WDR, kazanç ve gece modunun etkisi

WDR (geniş dinamik aralık) birden fazla farklı pozlamayı birleştirdiği için flicker'ı büyütebilir. Bu pozlamalardan biri çok kısa olduğunda ışık titreşimi o kareye daha belirgin yansır ve görüntüde şerit ya da renk oynaması çıkar. Sahnede gerçek bir karşı ışık yoksa WDR'yi kapatmak veya düzeyini düşürmek şeritleri sık sık ortadan kaldırır; ayrıntı için WDR ve ters ışık yazısına bakın.

Kazanç parlaklığı artırırken sensör gürültüsünü de yükseltir. Sabit enstantane ile loş ortamda çalışırken yüksek kazanç, şeritleri daha görünür kılabilir ama sorunun kaynağı değildir. Gürültüyü bastırmak için dijital gürültü azaltma ayarlarını gece görüntüsünde karıncalanma ve 3D DNR yazısındaki gibi ölçülü kullanın.

Gece kızılötesi (IR) aydınlatmada mekân lambaları kapalıysa flicker kaynağı kalmaz; bu yüzden şeritlerin yalnızca akşam lambaları yandığında ortaya çıkması ışık kaynaklı bir sorunun güçlü bir işaretidir.

Elektriksel nedenler: adaptör, PoE hattı ve topraklama

Şeritler ışığa bağlı değil de kameraya bağlıysa besleme hattı incelenir. Düşük kaliteli ya da yüklü çalışan bir anahtarlamalı adaptörün çıkışında dalgalanma (ripple) olabilir; sensör ve görüntü işlemcisi besleme gerilimine duyarlı olduğundan ince yatay çizgiler, parlaklık dalgalanması ya da yürüyen bantlar oluşur. Bu şeritler genellikle ışığı kapattığınızda da sürer.

PoE'de benzer biçimde switch'in güç bütçesinin yetersiz kalması, kablonun uzun ve ince olması ya da kötü sonlandırılmış konnektör gerilimi düşürüp dalgalandırabilir. Güç ve kablo hesabı için PoE güç bütçesi yazısına bakabilirsiniz. Bina içi parazit yayan motor, asansör ve kaynak makinesi gibi yükler ile eksik topraklama da hatta gürültü bindirebilir.

Analog kameralarda görülen çizgi ve ground loop sorunu koaksiyel video hattına özgüdür ve IP kameradaki yapıdan farklıdır; o konu için analog kamerada parazit ve ground loop yazısına başvurun. IP kamerada video sayısal aktarıldığından hat paraziti görüntüye doğrudan geçmez; etkisi besleme üzerinden sensörde ortaya çıkar.

• Kamerayı kısa bir süre başka, bilinen sağlam bir adaptör ya da PoE enjektörle besleyin ve görüntüyü karşılaştırın.
• Adaptör çıkış gerilimini yük altında ölçün; etiket değerinden belirgin sapma ya da dalgalanma varsa değiştirin.
• Adaptörün akım kapasitesini kameranın IR ve ısıtıcı tüketimini de içerecek şekilde seçin; sınırda çalışan bir adaptör dalgalanır.
• PoE hattında kablo uzunluğunu, bakır kablo kalitesini ve konnektör sonlandırmasını kontrol edin.
• Güç girişi ve kamera gövdesi için uygun topraklama ve parafudr kullanımını gözden geçirin.

Sorun kamerada mı, ışıkta mı? Ayırt etme testleri

Sorunun ışıktan mı kameradan mı geldiğini anlamak için ışığı değiştirmek, kamerayı değiştirmekten çok daha hızlı sonuç verir. Aşağıdaki basit testler çoğu durumu ayırır.

Telefon kamerasıyla yavaş çekim denemesi de çok işe yarar: telefonu aynı lambaya doğrultup yüksek kare hızlı yavaş çekim modunda kaydederseniz, titreşen ışık videoda belirgin biçimde yanıp sönerken sabit akımlı bir ışık düzgün görünür. Sıradan telefon kamerası bile titreyen ışığa bakınca ekranda bant gösterebilir.

• Lambaları kapatıp kamerayı gün ışığıyla ya da IR ile izleyin: şerit kaybolduysa kaynak ışıktır, sürüyorsa kamera ayarı ya da elektrik beslemesidir.
• Şebeke frekansı seçimini 50 Hz'den 60 Hz'e getirip geri dönün: bantların hızı ve yönü değişiyorsa sorun ışık-pozlama uyuşmazlığıdır.
• Aynı kamerayı aynı odada başka bir adaptör ile besleyin: şerit değişiyorsa elektrik beslemesi suçludur.
• Aynı ışıkta başka bir kamera modeli ya da telefon kamerası şeritleri gösteriyorsa kaynak ışık kaynağıdır; kameranız sağlamdır.
• Yalnızca tek bir kamerada görülüyor ve diğerlerinde yoksa o kameranın ayarını, adaptörünü ya da donanımını inceleyin.

Kurulumcu bulmak ve ekipman için Bayifi

Ayarlarla çözülmeyen titreme sahada ışık, elektrik ve kamera konumunun birlikte incelenmesini gerektirir. Bayifi'de bayi listesi üzerinden bulunduğunuz ildeki kurulumcuların hizmet ve marka bilgilerine bakabilirsiniz.

Adaptör, PoE switch veya kamera yenilemesi gerekirse pazar sayfasında toptancıların anlık stoklu ürünlerini görebilir, tek talep ile birden fazla toptancıdan teklif isteyebilirsiniz. Kurulumcu ya da toptancıysanız firmanızı kaydol sayfasından ekleyebilirsiniz.