Extended Frame Rate (Rozszerzona/Wydłużona Szybkość Klatek) – Kompletny Przewodnik 

W świecie nowoczesnego monitoringu wizyjnego walka o każdy foton światła decyduje o skuteczności systemu po zmroku. Producenci prześcigają się w tworzeniu technologii, które pozwalają na uzyskanie kolorowego i wyraźnego obrazu w warunkach, które jeszcze kilka lat temu skazywały nas na ziarnistą, czarno-białą plamę. Jedną z kluczowych, choć często niezrozumianych technologii, jest Extended Frame Rate (EFR), znana również jako rozszerzona lub wydłużona szybkość klatek. Czym dokładnie jest, jak rewolucjonizuje monitoring w nocy i jakie są jej kompromisy? Zapraszamy do szczegółowej analizy.

Zanim zanurkujemy w EFR: Czym jest standardowa szybkość klatek (Frame Rate)?

Aby w pełni zrozumieć magię EFR, musimy zacząć od podstaw. Szybkość klatek, wyrażana w jednostce klatek na sekundę (fps, ang. frames per second), określa, ile pojedynczych obrazów (klatek) kamera rejestruje i składa w wideo w ciągu jednej sekundy. Można to porównać do kartkówki – im szybciej przerzucamy kartki z rysunkami, tym płynniejszy wydaje się ruch.

• 25/30 fps: Uważane za standard "czasu rzeczywistego", zapewniające idealnie płynny obraz, zbliżony do tego, jak postrzegamy świat. Idealne do monitorowania miejsc o dużym natężeniu ruchu.
• 15 fps: Częsty kompromis w CCTV. Obraz jest wciąż wystarczająco płynny do większości zastosowań, a jednocześnie generuje mniejszy strumień danych, oszczędzając miejsce na dysku i przepustowość sieci.
• 1-5 fps: Stosowane w scenariuszach, gdzie priorytetem jest minimalne zużycie danych, np. przy monitorowaniu statycznych scen lub przy bardzo wolnym łączu internetowym.

Kluczowa zależność, o której trzeba pamiętać, to związek między szybkością klatek a czasem otwarcia migawki (shutter speed). Czas otwarcia migawki to okres, w którym matryca kamery jest wystawiona na działanie światła w celu zarejestrowania pojedynczej klatki. Logicznie, czas ten nie może być dłuższy niż czas trwania jednej klatki. Przykładowo, przy 25 fps, jedna klatka trwa 1/25 sekundy, więc maksymalny czas otwarcia migawki to właśnie 1/25 s. To właśnie to ograniczenie jest największym wrogiem jakości obrazu w nocy.

Extended Frame Rate (EFR): Co to jest i jak działa?

Extended Frame Rate (EFR) to inteligentna technika stosowana w kamerach CCTV, polegająca na automatycznym obniżeniu liczby klatek na sekundę w warunkach słabego oświetlenia, aby umożliwić wydłużenie czasu otwarcia migawki.

Wbrew nazwie, nie chodzi tu o "rozszerzenie" w sensie zwiększenia liczby klatek, a o "wydłużenie" czasu naświetlania każdej z nich. To fundamentalna zmiana w podejściu do rejestracji obrazu w ciemności.

Mechanizm działania EFR krok po kroku:

1. Analiza sceny: Nowoczesna kamera (stan na 2025) nieustannie analizuje ilość światła docierającego do przetwornika.
2. Wykrycie progu ciemności: Gdy oświetlenie spada poniżej określonego poziomu, standardowe ustawienia (np. 25 fps i migawka 1/25 s) przestają wystarczać. Obraz staje się ciemny i pełen szumów.
3. Aktywacja EFR: Zamiast podbijać czułość ISO (co generuje ogromne szumy) lub włączać oświetlacz IR (co skutkuje obrazem czarno-białym), kamera aktywuje tryb EFR.
4. Redukcja FPS i wydłużenie migawki: Kamera inteligentnie obniża szybkość klatek, na przykład z 25 fps do 12.5 fps, 6 fps, a nawet 1 fps. Dzięki temu czas otwarcia migawki może zostać wydłużony odpowiednio do 1/12.5 s, 1/6 s czy nawet całej 1 sekundy.
5. Efekt końcowy: Dłuższy czas naświetlania sprawia, że na matrycę pada znacznie więcej światła. W rezultacie otrzymujemy jaśniejszy, czystszy i – co najważniejsze – często kolorowy obraz w warunkach, w których standardowa kamera pokazałaby jedynie czerń.

Producenci często nazywają tę funkcję w menu kamery jako "Slow Shutter" (wolna migawka), co precyzyjniej oddaje jej działanie.

Zalety i wady EFR – Świadomy wybór

Extended Frame Rate to potężne narzędzie, ale jak każde, ma swoje mocne i słabe strony. Kluczem do sukcesu jest świadomość kompromisów.

Zalety Extended Frame Rate:

• Rewelacyjna jakość obrazu w nocy: To główny i niepodważalny atut. EFR pozwala "wyciągnąć" detale i kolory z niemal całkowitej ciemności, znacząco poprawiając świadomość sytuacyjną.
• Kolorowy obraz 24/7: Technologia ta jest fundamentem dla popularnych serii kamer typu "Full-Color" czy "ColorVu". W połączeniu z jasnymi obiektywami (np. F1.0) i dużymi przetwornikami, EFR pozwala zachować kolorowy obraz przez całą dobę.
• Redukcja kosztów infrastruktury: W wielu scenariuszach, kamera z dobrze zaimplementowanym EFR może wyeliminować potrzebę instalacji dodatkowych, często energochłonnych oświetlaczy IR lub lamp światła białego.
• Inteligentne i automatyczne działanie: Algorytmy sterujące EFR są na tyle zaawansowane, że kamera sama dobiera optymalne parametry, dostosowując się do zmieniających się warunków oświetleniowych w czasie rzeczywistym.

Wady i ograniczenia Extended Frame Rate:

• Rozmycie w ruchu (Motion Blur): To największy kompromis i najważniejszy czynnik, który należy wziąć pod uwagę. Długa ekspozycja powoduje, że każdy szybko poruszający się obiekt (samochód, biegnący człowiek, machająca ręka) zostanie zarejestrowany jako rozmyta smuga. Identyfikacja twarzy czy numerów rejestracyjnych poruszających się obiektów staje się niemożliwa.
• Zmniejszona płynność obrazu: Obniżenie liczby klatek na sekundę sprawia, że wideo staje się mniej płynne, "poklatkowe". Przy 5 fps ruch wygląda jak seria szybko następujących po sobie zdjęć, a nie płynny film.
• Nie do każdego zastosowania: Ze względu na powyższe wady, EFR jest całkowicie nieodpowiednie do monitorowania dynamicznych scen, takich jak wjazdy na posesję, skrzyżowania, kasy sklepowe czy korytarze o dużym natężeniu ruchu.

Praktyczne zastosowania EFR: Gdzie ta technologia błyszczy?

Znając zalety i wady, możemy precyzyjnie określić, gdzie Extended Frame Rate sprawdzi się najlepiej:

Idealne scenariusze dla EFR:

• Monitoring parkingów w nocy: Do ogólnego podglądu, weryfikacji obecności pojazdów i wykrywania intruzów poruszających się wolno.
• Ochrona perymetryczna: Obserwacja ogrodów, placów, terenów budowy po godzinach, gdzie priorytetem jest wykrycie obecności, a nie identyfikacja biegnącej osoby.
• Monitoring statycznych scen: Obserwacja wnętrz biur, magazynów czy hal produkcyjnych w nocy w celu wykrycia włamania.
• Miejsca, gdzie estetyka wyklucza dodatkowe oświetlenie: Elewacje zabytkowych budynków, parki, ogrody.

Kiedy należy unikać lub wyłączyć EFR:

• Monitoring wjazdów i wyjazdów: Konieczność odczytu tablic rejestracyjnych poruszających się pojazdów wyklucza użycie EFR.
• Obserwacja punktów kasowych i wejść do budynków: Identyfikacja twarzy osób wchodzących i wychodzących wymaga ostrego obrazu bez rozmycia.
• Miejsca o szybkim, nieprzewidywalnym ruchu: Place zabaw, boiska sportowe, główne ciągi komunikacyjne.

EFR w ekosystemie technologii 

Extended Frame Rate nie działa w próżni. Jego skuteczność jest potęgowana przez inne, współczesne technologie, tworząc synergiczny system do walki z ciemnością:

• Duże przetworniki obrazu: Kamery wyposażone w matryce o rozmiarze 1/1.8" czy nawet większe, zbierają fizycznie więcej światła, co daje EFR lepszy materiał wejściowy do pracy.
• Obiektywy o dużej jasności (niska wartość F): Obiektywy z przysłoną F1.2, F1.0 czy nawet F0.95 wpuszczają na matrycę maksymalną możliwą ilość światła, co skraca wymagany czas naświetlania i redukuje motion blur.
• Zaawansowana redukcja szumów (3D DNR): Algorytmy te cyfrowo "czyszczą" obraz z zakłóceń (szumu), które naturalnie powstają przy wysokiej czułości matrycy, co w połączeniu z jaśniejszym obrazem z EFR daje zdumiewające rezultaty.
• Sztuczna Inteligencja (AI): Algorytmy AI potrafią analizować obraz i odróżniać ruch istotny (np. człowiek, pojazd) od nieistotnego (np. poruszane wiatrem liście). Pozwala to na inteligentniejsze zarządzanie trybem EFR i precyzyjniejsze wyzwalanie alarmów, nawet jeśli obraz jest lekko poruszony.

Podsumowanie: EFR to świadomy kompromis

Extended Frame Rate (Rozszerzona/Wydłużona Szybkość Klatek) to jedna z najważniejszych technologii w nowoczesnym monitoringu nocnym. To potężne narzędzie, które pozwala kamerom "widzieć w ciemności" w kolorze, często bez potrzeby dodatkowego oświetlenia. Jednak jego moc opiera się na fundamentalnym kompromisie: jakość statycznego obrazu w nocy kosztem ostrości obiektów w ruchu.

Wybierając kamerę do konkretnego zastosowania, należy zadać sobie kluczowe pytanie: co jest ważniejsze w monitorowanej scenie po zmroku? Czy potrzebujemy krystalicznie ostrego zdjęcia przejeżdżającego samochodu, czy raczej ogólnego, ale jasnego i kolorowego obrazu całego parkingu? Odpowiedź na to pytanie zadecyduje, czy Extended Frame Rate będzie dla nas rewolucyjnym rozwiązaniem, czy technologiczną przeszkodą.

Chcesz zgłębić więcej terminów i technologii ze świata CCTV? Zapraszamy do naszego kompleksowego przewodnika: Skróty CCTV: słownik terminów monitoringu.