Доклад телевизионные системы наблюдения

Обновлено: 04.07.2024

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

"Определения, классификация, применение телевизионных систем видеонаблюдения (ТСВ)"

Термины и определения.

Видеомультиплексор (Multiplexer) - многофункциональное устройство, позволяющее оптимизировать запись на специализированный видеомагнитофон изображений от нескольких телевизионных камер и выводить на экран одного монитора до 16-ти изображений (видеосигналов) от различных телевизионных камер одновременно, т.е. производить мультиэкранное отображение.

Видеоменеджер (Video Manager) - программируемое многофункциональное микропроцессорное устройство для управления сложными комплексными телевизионными системами видеонаблюдения.

Видеонаблюдение - режим работы телевизионной системы видеонаблюдения, при котором система позволяет пользователю наблюдать за ситуацией на охраняемом объекте с помощью монитора.

Видеоохрана - режим работы телевизионной системы видеонаблюдения, при котором система автоматически подает сигнал тревоги пользователю при изменении ситуации на охраняемом объекте или его части.

Видеопринтер - устройство, предназначенное для фиксации на бумаге изображений контролируемого объекта или его части, получаемое непосредственно от телевизионных камер или специализированных видеомагнитофонов.

Глубина резкости (Depth of Field) - интервал по дальности, в пределах которого телевизионная камера формирует четко сфокусированное изображение.

Диафрагма (Iris)- устройство, регулирующее размер отверстия объектива и количество пропускаемого им света. Меньшее значение диафрагмы соответствует большей степени открытия объектива.

Интегрированная система охраны - совокупность совместно действующих технических средств охраны (систем охранной, пожарной, тревожной сигнализации, систем контроля доступа, телевизионных систем видеонаблюдения), установленных на охраняемом объекте и объединенных системой инженерных сетей и коммуникаций.

Квадратор (Quad) — устройство мультиэкранного отображения, предназначенное для приема видеосигналов от четырех (или восьми с выводом их по четыре на экран) телевизионных камер и вывода их на экран одного монитора либо одновременно, либо поочередно.

Климатический кожух (Housing) - кожух телекамеры, внутри которого созданы определенные условия посредством его герметизации, специальных нагревателей и вентиляторов.

Коммутатор (Switcher) - устройство, предназначенное для коммутации видеосигналов, поступающих от телевизионных камер на один или несколько мониторов, в установленном порядке. При необходимости к нему могут подключаться специализированные магнитофоны для записи видеосигналов и извещатели охранной сигнализации для управления режимом коммутации.

Контроллер (Controller) - устройство, управляющее параметрами объективов телекамер и/или работой поворотных, и/или других устройств обеспечения функционирования телекамер, а так же последовательных коммутаторов непосредственно, либо через приемники телеметрической информации.

Кронштейн (Bracket) - устройство, предназначенное для крепления телевизионных камер на объекте.

Матричный коммутатор (Matrix Switcher) - коммутатор, позволяющий переключать видеосигналы от телевизионных камер на любой из подключенных к нему мониторов.

Мертвая зона - не просматриваемая часть зоны видеонаблюдения под видеокамерой.

Минимальная освещенность - наименьший уровень освещенности объекта, при которой сохраняется способность телевизионной камеры формировать изображение приемлемого качества.

Модем - функциональное устройство, обеспечивающее модуляцию и демодуляцию сигналов.

Модуль телевизионной системы видеонаблюдения - совокупность технических средств, приборов и устройств, объединенных линиями связи для решения конкретных функциональных задач.

Монитор (Monitor) - техническое средство, предназначенное для воспроизведения видеосигналов, получаемых по линиям связи от телевизионных камер, видеомагнитофонов и других устройств ТСВ.

Объектив (Lens) - оптическое устройство, представляющее собой систему линз и предназначенную для фокусировки изображения на чувствительном элементе телекамеры.

ПЗС-матрица (CCD chip) - датчик изображения (чувствительный элемент) телевизионной камеры, преобразующий оптическое изображение в электрический сигнал и представляющий собой полупроводниковый прибор, состоящий из набора элементарных конденсаторов, заряд которых пропорционален интенсивности светового потока, падающего на элемент (ПЗС-приборы с зарядовой связью).

Пиксель - светочувствительный элемент, который является самой маленькой деталью изображения (ПЗС-матрицы). От количества пикселей, размещенных на ПЗС-матрице, зависит разрешающая способность телекамеры.

Поворотное устройство (Pan & Tilt Head) - устройство, предназначенное для дистанционного управления положением телевизионной камеры: изменением ее положения в горизонтальной (панорамный обзор) и в вертикальной (угол наклона) плоскостях.

Полный видеосигнал (ПВС) - электрический сигнал с широким спектром частот (обычно от десятков Гц до нескольких МГц), используемый для создания изображения в ТСВ, состоящий из сигнала изображения (видеосигнала), сигнала гашения и сигнал синхронизации.

Последовательный коммутатор (Sequential Switcher) - коммутатор, предназначенный для поочередного переключения видеосигналов, поступающих от различных телекамер, на один монитор или несколько мониторов.

Приемник телеметрической информации (Telemetry Reciver) - устройство, управляющее параметрами объектива, работой поворотного и других устройств обеспечения функционирования телекамеры по командам телеуправления, принимаемым по каналу связи от контроллера.

Разрешающая способность (Resolution) - способность телевизионной камеры обеспечивать наблюдение за объектами с мелкими деталями и характеризующаяся числом телевизионных линий по горизонтали, которые может воспроизвести телевизионная камера.

Ручной коммутатор (Manual Switcher) — коммутатор, позволяющий получать изображения в любой момент времени от любой из подключенных к нему телекамеры путем переключения пользователем вручную сигналов, поступающих от них на монитор.

Специализированный (охранный) видеомагнитофон (СВМ) - устройство, предназначенное для записи видеосигналов, поступающих от телевизионных камер, их хранения и воспроизведения в реальном времени или в покадровом режиме с различными временными промежутками (паузами между отдельными кадрами).

Телевизионная камера (телекамера, камера, ТК) — устройство, являющееся составной частью телевизионной системы видеонаблюдения и предназначенное для приема, преобразования и передачи видеосигналов о состоянии на охраняемом объекте (его части) по линиям связи для их последующей обработки и предоставления в заданном виде пользователю.

Телевизионная система видеонаблюдения или ТСВ (Closed Circuit Television Systems или CCTV) - совокупность совместно действующих технических средств, объединенных линиями связи, предназначенная для видеонаблюдения за состоянием охраняемого объекта (его части), а также при необходимости видеозаписи или подачи сигнала тревоги при изменении ситуации на нем.

Телеобъектив (Telephoto lens) - длиннофокусный объектив, у которого заднее фокусное расстояние значительно больше расстояние от передней поверхности первой линзы до заднего фокуса. Применяется при наблюдении удаленных объектов (предметов) с большим увеличением, а также при решении задач приоритетного наблюдения и идентификации личности.

Трансфокатор (Zoom lens) - объектив с переменным фокусным расстоянием, управляемый дистанционно пользователем.

Угол обзора объектива (Angle of view) - угол, под которым виден предмет, образованный лучами, идущими от крайних видимых точек предмета (объекта наблюдения).

Устройство мультиэкранного отображения - устройство, позволяющее выводить на экран одного или нескольких мониторов изображение (видеосигналы) одной или нескольких телевизионных камер одновременно. При необходимости к нему могут подключаться специализированные магнитофоны для записи видеосигналов и извещатели охранной сигнализации для управления режимом отображения.

Формат ПЗС-матрицы (датчика изображения) телевизионной камеры -размер ПЗС матрицы (светочувствительной поверхности датчика) в дюймах.

Чувствительность (Sensitivity) телекамеры - минимальная освещенность на датчике изображения (либо в зоне обзора телекамеры), необходимая для производства телекамерой определенной амплитуды видеосигнала с определенным отношением сигнал/шум.

Электронная диафрагма - автоматический электронный затвор, который изменяет чувствительность телекамеры относительно изменяющихся условий освещенности так, чтобы поддержать выходной сигнал в определенных пределах.

Классификация ТСВ по категории значимости объекта приведена в таблице 1.

1. ТСВ являются техническими средствами охраны, предназначенными для противодействия преступным посягательствам на охраняемые объекты и должны применяться, как правило, совместно с другими техническими средствами охраны: средствами охранной, пожарной и тревожной сигнализации, системами контроля доступа.

2. Не допускается использование ТСВ вместо средств охранной, пожарной и тревожной сигнализации в случаях, когда тактикой охраны предусматривается использование средств сигнализации.

3. На объектах, охраняемых подразделениями охраны, могут использоваться только устройства ТСВ, имеющие сертификаты соответствия:

- устройства управления режимом отображения,

- специализированные охранные видеомагнитофоны,

4. На объектах, охраняемых подразделениями охраны, могут использоваться только ТСВ, соответствующие следующим стандартам: для систем цветного телевидения - стандарту PAL, для систем черно-белого - CCIR.

Применение устройств ТСВ других стандартов допустимо только в тех случаях, когда необходима дополнительная установка устройств ТСВ на охраняемых объектах, где уже эксплуатируются устройства ТСВ других стандартов.

5. Построение ТСВ должно осуществляться по модульному принципу.

Рекомендуемые составы модулей в зависимости от эксплуатационных параметров технических средств и от категории значимости объекта приведены в таблице 2.

По функциональным признакам системы видеонаблюдения подразделяют на следующие модули:

- модули видеопередачи по кабельным и проводным сетям; модули видеопередачи по беспроводным каналам связи;

- модули видеопередачи по цифровым каналам и коммутируемым линиям общего пользования.

Состав модулей и их возможная комплектация приведена в таблице 2.

Модули общего применения содержат простейшие устройства (телевизионные камеры и средства их оснащения, коммутаторы, мониторы и т.п.).

Рекомендуется их применять для систем обычного использования на объектах категорий значимости Б и В.

В состав модулей среднего класса входят устройства с обычными или улучшенными характеристиками, имеющие входы и выходы тревоги (телевизионные камеры и средства их оснащения, коммутаторы, квадраторы, мониторы, видеомультиплексоры с ограниченными возможностями, специализированные видеомагнитофоны и т.п.) Они используются для технических комплексов среднего уровня на объектах категории значимости Б.

Модули высшего класса оснащаются устройствами с наилучшими качественными показателями, имеющими входы и выходы тревоги (телевизионные камеры и средства их оснащения, профессиональные видеодетекторы движения с цифровой обработкой сигналов, мониторы и специализированные видеомагнитофоны повышенного разрешения (S-VHS класса), многофункциональные мультиплексоры, матричные коммутаторы и т.п.). Они включаются в состав систем высшего и среднего класса на объектах категорий значимости А и Б.

6. Выбор устройств ТСВ для использования в модулях высшего класса для применения на особо важных объектах, в том числе для охраны учреждений банков, производится с учетом следующих требований:

- Допускается применение цветных телекамер с чувствительностью не хуже 4 лк на ПЗС-матрице.

- При необходимости обеспечения переменного угла обзора охраняемой зоны допускается применение трансфокаторов и поворотных устройств.

- Телекамеры для внутреннего и наружного наблюдения в зависимости от условий эксплуатации могут снабжаться инфракрасной подсветкой.

- Устройства обработки видеоизображения (коммутаторы, квадраторы, мультиплексоры, матричные коммутаторы) выбираются в зависимости от конкретной конфигурации системы видеонаблюдения, т.е. количества телекамер (видеовходов) и устройств контроля (видеовыходов), задач охраны и требований к качеству видеозаписи и изображения, выводимого на экран монитора.

- Для контроля изображения в полноэкранном режиме должны использоваться мониторы 5" (13 см), 9" (23 см), 12" (31 см), для просмотра мультикартины (одновременный вывод изображения от нескольких телекамер) - мониторы 14" (35 см), 15 " (38 см), 17" (43 см), 20" (50 см), 21 "(51 см), 28" (70 см),

- Разрешение черно-белых мониторов по горизонтали, применяемых в системах видеонаблюдения учреждений банков, должно быть не менее 700 телевизионных линий в центре экрана.

- При использовании цветных телевизионных камер допускается применять цветные мониторы с разрешением по горизонтали не менее 340 телевизионных линий в центре экрана.

- Все модули ТСВ для установки в учреждениях банков должны в обязательном порядке комплектоваться специализированными охранными магнитофонами класса S-VHS.

Записанная на видеокассете информация должна храниться не менее 7 суток.

- Для записи изображения должны использоваться специализированные охранные видеомагнитофоны, позволяющие записывать изображение контролируемого объекта, получаемое с одной или нескольких камер в реальном времени или покадровом режиме с различными временными промежутками (паузами) между отдельными

- Спецвидеомагнитофон должен иметь соответствующие входы и возможность при поступлении сигнала тревоги от средств охранной, тревожной сигнализации или систем контроля доступа перехода на запись в режиме реального времени.

- Все оборудование, выбранное для системы видеонаблюдения, должно быть одного стандарта.

- Для исключения воздействия внешних климатических условий на видеокамеру необходимо применять специальные климатические кожухи .

- Для защиты видеокамеры от механических повреждений (ударов) необходимо применять специальные кожухи, изготовленные из высокопрочных материалов (сплавов) и стекла.

1. Барсуков В.С. Безопасность: технологии, средства, услуги / В.С. Барсуков. – М., 2001 – 496 с.

2. Ярочкин В.И. Информационная безопасность. Учебник для студентов вузов / 3-е изд. – М.: Академический проект: Трикста, 2005. – 544 с.

3. Барсуков В.С. Современные технологии безопасности / В.С. Барсуков, В.В. Водолазский. – М.: Нолидж, 2000. – 496 с., ил.

4. Зегжда Д.П. Основы безопасности информационных систем / Д.П. Зегжда, А.М. Ивашко. - М.: Горячая линия – Телеком, 2000. - 452 с., ил.

5. Компьютерная преступность и информационная безопасность / А.П. Леонов [и др.]; под общ. Ред. А.П. Леонова. – Минск: АРИЛ, 2000. – 552 с.

Технические средства наблюдения (ТСН) предназначены для обеспечения безопасности на охраняемом объекте. Они позволяют одному или нескольким наблюдателям одновременно следить за одним или многими объектами, находящимися порой на значительном расстоянии как друг от друга, так и от места наблюдения.

В настоящее время ТСН не являются экзотикой. Стоимость наиболее простых систем позволяет их использовать в качестве, например, дверного глазка.

Существует целый ряд применений ТСН в научных исследованиях и в промышленности, например, для контроля за технологическими процессами и управления ими. При этом наблюдения могут производиться в условиях очень низкой освещенности и любой не приемлемой для нахождения людей среды.

ТСН подразделяются на две основные категории:

· Средства дистанционного наблюдения (телевизионные системы наблюдения)

· Средства непосредственного наблюдения.

Ниже приведены описания и основные характеристики средств наблюдения.

2. СИСТЕМЫ ТЕЛЕВИЗИОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ

Hаиболее простая система телевизионного наблюдения включает телевизионную камеру и монитор. Камера может быть подключена непосредственно к телевизору или монитору. При этом вы можете, например, наблюдать за своим ребенком, который играет в соседней комнате, автомобилем возле дома и т.д.

Для небольшого объекта охраны достаточно не более четырех-пяти камер. Используя монитор с встроенным коммутатором и удачно расположив камеры, Вы обеспечите круглосуточное наблюдение за охраняемой территорией.

Камеры могут располагаться внутри помещения на поворотных устройствах. При этом в дневное время они могут использоваться для контроля в торговом зале, а вечером и ночью - для контроля охраняемой территории.

Количество одновременно отображаемых камер должно быть ограниченно. При увеличении количества мониторов оператору трудно следить за всеми изменениями. В многокамерных системах используются дополнительные устройства.

К дополнительным устройствам относятся детекторы движения, которые анализируют изменения изображения, например, перемещения любого предмета в поле зрения камеры и сигнализируют оператору об этом.

Для дистанционного управления камерами используются поворотные устройства. Они позволяют увеличить обзор камеры посредством ее поворота в двух плоскостях. Управление поворотными устройствами может осуществляться джойстиком.

Для одновременного получения нескольких изображений (до 16) на экране одного монитора используются квадраторы ("делители экрана"). Квадраторы преобразуют сигналы от нескольких видеокамер в изображение, которое отображается на одном мониторе. При этом изображение от любой камеры можно оперативно развернуть на весь экран. Квадраторы получили свое название из-за того, что первые модели делили экран на 4 окна и в каждом отображалась одна из камер. Для последовательного вывода на экран изображения от нескольких камер в системах телевизионного наблюдения используются мультиплексоры (коммутаторы). В режиме просмотра они последовательно подключают камеры к монитору. Для оперативной работы оператор имеет возможность вывести на экран любое изображение или исключить любую камеру. Периодичность переключения и время наблюдения изображения задается для всех камер одновременно. Hа крупных объектах число камер может составлять несколько десятков. Для повышения эффективности работы оператора используют матричные коммутаторы. Они позволяют создать гибкую и наращиваемую систему безопасности, в которую могут входить не только компоненты телевизионных систем, но и системы сигнализации и контроля доступа. Запись видеоизображения может осуществляться на специализированные видеомагнитофоны в традиционных системах или в цифровой форме при помощи компьютера. Специализированные видеомагнитофоны позволяют записывать изображение через несколько кадров (старт-стопный режим). В результате время записи увеличивается. Hа обычной кассете VHS (180 минут) продолжительность записи может составлять до 960 часов. Все устройства объединяются в систему, которая обеспечивает возможность оперативного наблюдения. Управление системами телевизионного наблюдения в зависимости от их сложности и обстановки на объекте может быть автоматическим или ручным. Компьютерные системы телевизионного наблюдения обладают рядом особенностей, которые в различных ситуациях могут играть как положительную, так и отрицательную роль. Перераспределение функций между программными и аппаратными средствами приводит к тому, что компьютерные системы не всегда могут обеспечить быстрое переключение режимов. Кроме того, повышаются требования к оператору - умение работать с компьютером и графическим интерфейсом.

2.1 ЭЛЕМЕHТЫ СИСТЕМ ТЕЛЕВИЗИОHHОГО HАБЛЮДЕHИЯ

Качество изображения определяется, прежде всего, телевизионной камерой. Она представляет собой законченное устройство, которое будучи подключенным к видеовходу монитора или телевизора позволяет наблюдать изображение на экране на значительном расстоянии от объекта съемки. В настоящее время выпускаются видеокамеры для систем телевизионного наблюдения (включая модификации), отличающиеся: характером изображения (черно-белое или цветное); четкостью изображения; светочувствительностью (минимальной рабочей освещенностью объекта съемки); возможностью цифровой обработки видеосигнала; допустимыми климатическими условиями работы; напряжением питания. С целью обеспечения качественной работы в условиях переменной яркости изображения и различных уровней фоновых засветок современные телекамеры, для систем телевизионного наблюдения, оснащаются подсистемами компенсации этих воздействий. Камеры с ручной регулировкой или вообще без соответствующей подсистемы выпускаются в основном для научных приложений. В целях увеличения сектора обзора, телевизионные камеры устанавливают на поворотные устройства с горизонтальным или с горизонтальным и вертикальным сканированием. При повороте камеры следует учитывать возможные реакции систем компенсации внешних воздействий (засветка, воздействие импульсных источников искусственного освещения и т.д.). При установке на улице, телекамеры помещаются в специальные защитные корпуса. Вторым важным элементом систем видеонаблюдения является видеомонитор. Он должен обеспечивать высокую долговременную стабильность и не требовать регулярной калибровки. Hадежность также зависит от того, насколько оптимальны схемные решения, прочна и удобна механическая конструкция.

В дополнение к основным устройствам обработки широко применяются различные вспомогательные устройства: кабельные усилители - для компенсации потерь в кабеле при передаче видеосигнала на расстояние до 2 км; разветвители, позволяющие к одной телекамере подключать несколько мониторов, видеомагнитофонов и т.п.; генераторы вспомогательной текстовой информации (даты, времени, номера или идентификатора камеры и т.п.).

2.1.1. ВИДЕОКАМЕРЫ ТВСН

Основу любой системы телевизионного наблюдения составляют телекамеры. Hа рынке систем теленаблюдения присутствует техника как ведущих фирм мира, так и тайваньских и корейских фирм. В конструкции видеокамеры можно выделить следующие основные функциональные системы: преобразователь свет-сигнал; синхронизации; автоматической регулировки усиления; электронный затвор; автоматической установки баланса черного; гамма-коррекции; съемки при низких уровнях освещенности; объектив с автоматической диафрагмой. Функция съемки при низких уровнях освещенности (LOLUX) замечательна тем, что позволяет снимать почти без освещения. При этом можно получить прекрасное изображение с хорошим цветовым балансом без увеличения уровня шума. Преобразователи "свет-сигнал" Важнейшим элементом конструкции видеокамеры является преобразователь "свет-сигнал", обеспечивающий кодирование снимаемого изображения в форме электрических сигналов. Преобразователи свет-сигнал представляют собой либо передающие электронно-лучевые ТВ трубки (ЭЛТ), либо твердотельные матрицы - так называемые "приборы с зарядовой связью" (ПЗС). Передающими ТВ трубками освнащены устаревшие модели видеокамер либо видеокамеры специального назначения. В современных видеокамерах, как правило, применяются матрицы ПЗС, обеспечивающие большую надежность работы при достаточно высоких параметрах. Число строк матрицы принимает значения от 380 до 900. Внедрению камер на ПЗС способствовали их несомненные преимущества. Отсутствие громоздких отклоняющих катушек и других, присущих ЭЛТ элементов конструкции, позволило в значительной степени снизить размеры и массу камер на ПЗС по сравнению со своими предшественниками. Кроме того, заметно упростилась вся схемотехника ТВ камер и, как следствие, примерно наполовину снизилась потребляемая от источника питания мощность. Одновременно примерно вдвое повысилась чувствительность ТВ камер. Их работа стала стабильнее, на нее перестали влиять типичные для камер на ЭЛТ сбои в работе, связанные с такими внешними факторами, как сотрясения, вибрации, уход параметров в процессе эксплуатации и при изменениях температуры. Для камер на ПЗС, в отличие от трубочных аналогов, характерно также отсутствие послеизображений (инерционности мишени), тянущихся продолжений за движущимися объектами в изображении, не говоря уже о прожигании фотопроводящего слоя мишени. Причем указанные параметры не зависят от срока эксплуатации матриц ПЗС.

В обычной ТВ камере электроннолучевая трубка в рабочем режиме удерживает на мишени значительное количество света. Это происходит, когда она направлена на сильно освещенные объекты (солнце, окно или осветительный прибор). В случае использования твердотельной передающей камеры, все перечисленные факторы становятся совершенно несущественными, что особенно важно, если у оператора нет достаточного опыта или условий для проведения съемки. В видеокамерах применяются 2/3", 1/2", 1/3", 1/4" и 1/6" приборы с зарядовой связью (ПЗС). Число пикселов (пиксел - один элемент ПЗС) в ПЗС может быть от 300 до 1000. Количество элементов матрицы обеспечивает горизонтальное разрешение изображения в зависимости от модели 300. 600 телевизионных линий (твл). Устройства синхронизации Устройство синхронизации обеспечивает временное согласование работы всех систем и блоков камеры. Синхронизация видеокамер может осуществляться от внутреннего или внешнего генератора. Внешняя синхронизация используется в многокамерных системах для получения немигающего переключения. При совместном использовании камер с внутренней синхронизацией, они коммутируются устройствами, содержащими память на кадр. Первые формирователи изображения на ПЗС использовали принцип покадрового переноса зарядов, который является самым простым, а поэтому наиболее удобным при производстве и эксплуатации матриц. Этот принцип был заложен в первую в мире вещательную ТВ камеру CCD-l производства фирмы RCA. Чтобы не использовать механический затвор, был разработан принцип построчного переноса зарядов в ПЗС, в котором роль светочувствительных и накопительных датчиков играют (одинаковые) отдельные чередующиеся элементы. Для повышения качества формируемого изображения в приборах с зарядовой связью был разработан альтернативный способ переноса зарядов. Его назвали принципом строчно-кадрового или гибридного - переноса. Такие приборы впервые были использованы в передающей ТВ камере фирмы Sony. Указанный принцип, как явствует из его названия, объединил в себе особенности двух предыдущих методов - построчного и покадрового переноса зарядов. При работе с матрицами ПЗС с построчным переносом зарядов могут возникать искажения в виде тянущихся продолжений за объектами. Иначе их называют смазом или просто "тянучками". Они выглядят на изображении в виде вертикальных линий, тянущихся за ярко освещенными или блестящими объектами. Однако, следует отметить, что возникают эти искажения при величине экспозиции, много превышающей нормальное значение. В этих условиях камера с ЭЛТ уже испытывала бы мощное воздействие искажений в виде "хвоста кометы" и тянучек, типичных для передающих камер на ЭЛТ и крайне нежелательных в ряде критических ситуаций, например, при перемещении камеры поворотным устройством. В передающих ТВ камерах на ПЗС со строчно-кадровым переносом зарядов практически полностью отсутствует вертикальный смаз изображения. Поэтому на сегодняшний день матрицы ПЗС с этим принципом переноса зарядов обеспечивают наилучшие качественные показатели формируемых изображений. Третье поколение матриц ПЗС (Hyper HAD) включило в себя целый ряд новых электронных приемов, что значительно улучшило качественные показатели формируемого изображения. Матрица Hyper HAD использует оригинальный и простой метод, заключающийся в установке миниатюрной прецизионной собирательной линзы точно на каждый светочувствительный элемент, что позволяет сконцентрировать световой поток без лишнего его рассеивания. В результате резко (примерно вдвое) возрастает чувствительность матрицы. Отметим, что вертикальный смаз при работе с ПЗС с построчным переносом типа Hyper HAD имеет такой же незначительный уровень, как и в матрицах с построчно-кадровым переносом зарядов. Объективы видеокамер Объективы к камерам отличаются величиной фокусного расстояния, светосилой, характером создаваемого оптического изображения. При съемке с одной и той же точки объективами с различными фокусными расстояниями масштаб изображения изменяется прямо пропорционально величине фокусного расстояния. Если один и тот же объект наблюдать в одном масштабе с разных расстояний камерами с различными объективами, то будет заметна разница на изображении. Изображения близко расположенных объектов при использовании короткофокусных объективов будут более контрастными и резкими, в сравнении с изображением удаленных объектов при использовании длиннофокусных объективов. Короткофокусный объектив даже при небольшом диафрагмировании обладает большой глубиной резкости. Длиннофокусный объектив даже при съемке удаленных объектов имеет ограниченную глубину резкости. При съемке геометрически строгих объектов даже незначительный наклон оптической оси объектива от горизонтального положения приводит к появлению в изображении нежелательных перспективных искажений. Это явление особенно заметно при использовании короткофокусных объективов. Объектив камеры выбирается в соответствии с назначением камеры. Для максимального обзора выбирают широкоугольные объективы с фокусным расстоянием порядка 3,5 мм. При этом угол зрения камеры будет около 90°. Длиннофокусные объективы с фокусным расстоянием 12 мм и углом зрения 30° используют при наблюдении периметра объекта. Для использования в условиях искусственного освещения необходима возможность отключения электронного затвора и автоматической регулировки усиления камеры. Объектив с переменным фокусным расстоянием Для обеспечения эффекта увеличения изображения используются объективы с трансфокатором, специальные телекамеры с электронным трансфокатором, или цифровую аппаратуру увеличения/уменьшения изображения (видеопроцессоры). Объективы видеокамер, имеющие переменное фокусное расстояние, называются "вари-объективы". Они позволяют осуществить плавное изменение масштаба изображения (совершать "наезд"). Масштаб изменяется вручную либо посредством электропривода. При этом сохраняется фокусировка изображения. Применение трансфокаторов позволяет "приблизить" изображение от 5 до 20 раз, что позволяет рассмотреть даже сильно удаленные объекты. Использование трансфокатора наиболее удобно совместно с поворотным устройством. Это позволяет не только следить за перемещением объекта наблюдения в широком секторе обзора, но и рассмотреть подробно детали (лицо человека, номер автомобиля). Съемка подвижных ярких объектов существенно упрощается благодаря использованию системы Multi-zoom Iris, которая отдает приоритет объектам в центральной и нижней областях сцены. Когда камера перемещается к ярким сценам, включается система EEI (Extended Electronic Iris), которая обеспечивает непрерывное регулирование электронным затвором. Объектив с автоматической диафрагмой Объектив с автоматической диафрагмой устанавливает размер отверстия диафрагмы, обеспечивающий оптимальную интенсивность светового потока, проходящего через объектив и попадающего на мишень преобразователя "свет-сигнал". Использование объективов с автоматической диафрагмой позволяет получать качественное изображение как при ярком солнце, так и при лунном свете. Применение объективов без диафрагмы в камерах, имеющих электронный затвор, упростит и удешевит всю систему телевизионного наблюдения. Камеры с автоматической диафрагмой плохо реагируют на внезапные резкие изменения яркости или контрастности изображения, например, при трансфокации или резком включении источника света. Такие изменения быстрее отрабатывает электронный затвор камеры. Поэтому рекомендуется использовать объектив с автоматической диафрагмой в камерах с электронным затвором.

Hаблюдение может осуществляться внутри помещений и снаружи, скрытно и открыто.

Для визуального контроля ситуаций внутри помещения следует применять камеры со встроенным объективом. Для помещений минимальная чувствительность камер может составлять 0,5 лк.

Корпус камеры должен гармонировать с интерьером и не бросаться в глаза. Роль телевизионной камеры - не отпугивать посетителей, а фиксировать ситуацию в контролируемом помещении.

В помещении следует использовать камеры с автоматической диафрагмой для автоматической компенсации изменения освещенности в разное время суток. В зависимости от плана помещения выбирается объектив с необходимым углом зрения.

Для получения изображения повышенного качества следует использовать камеры с повышенной разрешающей способностью (более 500 линий).

Любой объект народного хозяйства, вне зависимости от формы собственности, нуждается в надежной защите. Их охрана осуществляется с помощью комплексных или индивидуальных систем безопасности.

Расположение некоторых охраняемых объектов довольно далеко друг от друга и от места контроля требует применения специальных средств видеонаблюдения. В таких случаях слежение проводится с помощью системы телевизионного наблюдения (СТН). Благодаря этой системе можно вести видеомониторинг не только за одним, но и за несколькими объектами одновременно.

С каждым годом все больше предприятий различных отраслей используют технические средства наблюдения. На некоторых промышленных предприятиях отсутствуют возможность контролировать технологический процесс непосредственно людьми.

Огромную помощь оказывает СТН, позволяющая осуществлять видеоконтроль даже при отсутствии нормального освещения.

Видеонаблюдение подразделяются на два основных класса: средства, обеспечивающие дистанционное наблюдение (к ним относятся СТН) и приборы для непосредственного наблюдения.

Структура систем телевизионного наблюдения

Благодаря современным технологиям появилась возможность контролировать охраняемые объекты с помощью различных систем наблюдения, в том числе телевизионных.

Традиционная структура такого устройства включает в себя следующие элементы:

Камеру можно подключить как к самому монитору, так и к телевизору, выполняющему роль монитора, но для хранения видеозаписи и для удобной работы с ней наиболее правильно включать в систему видеорегистратор.

Чтобы оператор мог своевременно отслеживать поступающую информацию, количество камер должно быть ограничено для обеспечения лучшей читаемости на мониторе.

Правильное расположение камер на мониторе — залог качественной работы системы при взаимодействии с ней оператора. Ниже представлен пример правильной организации отображения камер на экране.

Многокамерные системы желательно оборудовать вспомогательными устройствами – датчиками движения. Такие детекторы способны анализировать любые происходящие изменения или перемещения, мгновенно подавая об этом сигнал наблюдателю.

Для синхронного выведения на экран около 16 изображений применяются специальные устройства – видеорегистраторы. С помощью этих приспособлений сигналы, поступающие с нескольких камер, воспроизводятся на мониторе. В случае необходимости полученную картинку можно отобразить на всем экране.

Для систематизации поступающих изображений в определенной последовательности наряду с системами наблюдений используют мультиплексоры. Эти устройства обеспечивают поочередное подключение камер к монитору в режиме просмотра.

На все камеры задается единая частота изменений получаемой картинки и время наблюдения.

Крупные объекты требуют установки нескольких десятков видеокамер. В таких случаях, применение матричных коммутаторов наиболее эффективно. С их помощью можно создать комплексную систему безопасности, включающую в себя не только элементы телевизионных систем, но и другие линии защиты (охранно-пожарную сигнализацию, систему контроля и управления доступом). Видеоизображение записывается с помощью компьютера или DVR.

Управление системой ТН зависит от ее структуры и функционального назначения и осуществляется двумя способами: автоматическим или ручным.

Основные технические параметры видеокамер, требующие особого внимания

Качество изображений, в первую очередь, зависит от телевизионной камеры.

На большинстве объектов используют цветные видеокамеры. Выбирая камеру, следует обратить внимание на стандарты кодировки цветового сигнала.

Существует два вида основных стандартов: PAL и NTSC. Камеры, поступающие из США, оборудованы, в основном, стандартом NTSC. Для получения качественного цветового изображения не рекомендуется настраивать такие камеры на стандарт PAL.

Современные видеокамеры отличаются различными конструкциями и подразделяются на корпусные и бескорпусные.

Наибольшей популярностью пользуются корпусные камеры. Бескорпусные устройства применяются в основном при скрытом видеонаблюдении. Основу данного устройства составляет электронная плата и закрепленный на ней широкоугольный объектив. Несмотря на небольшие габариты, стоимость их намного выше, чем корпусного оборудования.

Размеры современных видеокамер небольшие, так как они оборудованы оптическими преобразователями. Вся поступающая на камеру информация преобразовывается с помощью прибора с зарядовой связью.

К основным техническим параметрам видеокамер относят:

Разрешение – способность камеры передавать даже самые мелкие элементы. Чем выше разрешение, тем качественнее полученная картинка.
Светочувствительность – возможность камеры работать в слабоосвещенном помещении.
Фокусное расстояние, определяющее угол обзора камеры. Может быть постоянным либо переменным.
Защитный корпус, необходимый для предохранения уличных видеокамер.
Устройство автоматического наведения камеры на объект, осуществляемое дистанционно.
Централизованный пульт управления, входящий в комплект наряду с приборами наведения.

Дополнительное оборудование СТН

В дополнение к основным элементам, системы телевизионного наблюдения могут быть укомплектованы следующими приборами:

специализированным DVR;
видеокомпрессором;
мультиплексором;
видеопринтером.

Для фиксирования действий, происходящих в охраняемой зоне на протяжении продолжительного времени, используется специализированный DVR. Запись ведется на стандартный жесткий диск, максимальное время записи зависит от объема HDD диска.

Качественная работа устройства зависит от разрешающей способности, фиксирующей мелкие детали, и способности механизма непрерывно функционировать в течение продолжительного времени.

При возникновении чрезвычайных ситуаций можно увеличить скорость записи.

К функциональным особенностям видеорегистратора относят:

Способность вести запись с последующим воспроизведением записанной картинки.
Программирование изменения режима ведения записи в различных ситуациях.
Установка таймера на определенное время и дату ведения записи.
Возможность фиксации определенного кадра – стоп-кадр.
Сохранность информации на энергонезависимом устройстве.

Для регистрации видеоизображения можно применять и видеопринтер. С помощью этого устройства можно распечатать:

фотографии людей, находящихся на охраняемом объекте;
кадры, отображающие чрезвычайные ситуации.

Видеопринтер позволяет передавать отснятые картинки через телефонную сеть. При оснащении дополнительного устройства системой Fast-Scantronic для передачи информации можно использовать и другие информационные сети.

Использование такой линии позволяет передавать сигналы на другие исполнительные устройства системы безопасности. С помощью системы Fast-Scantronic можно обрабатывать информацию в цифровой форме и осуществлять сжатие полученной видеоинформации. Передавать информацию по телефонной сети возможно после подключения соответствующего модема.

С помощью цифрового метода обработки информации можно использовать одну линию связи, передающую сигналы различного типа:

видео;
графические;
информационные;
программные;
тревожные;
команды управления.

Вся информация фиксируется в специальных протоколах обмена, позволяющих исключить утечку данных.

Традиционное оборудование видеонаблюдения не всегда подходит для организации профессиональной охранной системы. Встречаются ситуации, когда контролируемые зоны и здания расположены далеко друг от друга или от главного поста наблюдения. Речь идет о расстоянии, которое превышает радиус действия традиционных устройств видеофиксации. Для охраны и контроля за такими объектами при любых внешних условиях применяются системы телевизионного наблюдения. Это комплекс технических средств, которые имеют совместимые технические и эксплуатационные характеристики и обеспечивают эффективный мониторинг вне зависимости от погодных и климатических изменений, уровня освещенности, времени суток, наличия других внешних помех. Данное оборудование позволяет организовать мониторинг объектов, которые расположены на расстоянии 25-30 км.

Основные особенности и функции телевизионной системы охранного наблюдения:

Формирование сигнала и его передача по витой паре, ВОЛС, коаксиальному кабелю или телефонной линии связи.
Объединение сигналов от нескольких источников по определенной схеме (коммутация) и их распределение потребителям.
Удаленное управление с охранного постакамерами видеонаблюдения и другими устройствами, входящими в состав системы.
Трансляция изображения с периферических устройств видеофиксации на мониторе. Возможность настроить параллельный просмотр видео со всех камер на одном экране.
Дистанционный контроль зон, расположенных на большом расстоянии от ТВ-камеры (до 30 км).
Опция, позволяющая автоматически идентифицировать признаки нарушения на контролируемых участках. В зависимости от выставленных настроек система запускает световое или звуковое уведомление.
Фиксация видеоматериалов на внешний накопитель или в иное хранилище. Пользователь может настроить автоматический запуск записи при активации тревожного датчика.
Обмен данными и совместная работа с ПЭВМ.
Возможность создания единой охранной сети путем подключения системы телевизионного наблюдения к датчикам тревожной сигнализации.

Одна из ключевых особенностей телевизионной системы охранного наблюдения – возможность масштабирования и расширения функциональных возможностей путем установки дополнительных технических средств. При этом не требуется вносить никакие изменения в действующую сеть, что значительно снижает расходы на модернизацию.

Телевизионная система охранного наблюдения: особенности, виды и выбор оборудования

Система телевизионного наблюдения не может существовать без двух компонентов. Это видеокамера и монитор. Устройство видеофиксации можно подключить к телевизору или компьютеру, на экран которого будет транслироваться изображение. Данная комплектация позволит вести наблюдение только в онлайн-режиме. Для расширения функциональных возможностей, записи и хранения видеоматериала потребуется установить видеорегистратор.

Таким образом, можно выделить два вида систем телевизионного наблюдения: для дистанционного и непосредственного мониторинга. Во втором случае обязательно требуется присутствие оператора. Его задача – внимательно следить за событиями на объекте с экрана монитора и при необходимости управлять направлением съемки, положением и фокусным расстоянием объектива, включать запись и активировать другие необходимые опции.

Обозначим основные параметры, которые используют для описания телевизионной системы охранного наблюдения, и их значения, характерные для большинства устройств:

Минимальная чувствительность камер видеонаблюдения – от 0,001 лк.
Дистанционное или ручное управление объективом позволяет добиться угла обзора в 360 градусов.
Длина линии связи зависит от ее типа. Трансляция ПТС по коаксиальному кабелю и ВОЛС возможна на расстояние до 10 км, по телефонной линии и витой паре – до 2,8 км. Сигналы управления передаются по ВОЛС и двухпроводной линии связи максимум на 10 км.
Сопряжение с устройствами тревожной сигнализации и другим оборудованием.
Рабочий диапазон температур – от -60 о С до +45 о С, класс защиты корпуса – IP30-IP68.
Устойчивость системы к виброакустическим факторам, внешним электромагнитным полям, перенапряжениям, коротким помехам от высоковольтных линий передач.
Другие технические характеристики: количество постов управления, доступные варианты изменения масштаба, форматы просмотра видео (только с одной или сразу с нескольких камер), максимальная продолжительность записи видео.

Телевизионная система охранного наблюдения может иметь различную комплектацию: видеокамеры, квадраторы, ПЭВМ, видеорегистратор, мультиплексор, видеомагнитофон, специализированное программное обеспечение. Базовый набор оборудования всегда можно дополнить устройствами с совместимыми техническими и эксплуатационными характеристиками. Расширение и масштабирование системы необходимо для увеличения функциональных возможностей.

При выборе дополнительного оборудования следует ориентироваться на два критерия: поставленные задачи и качественное взаимодействие оператора с системой. Чтобы облегчить наблюдение за огромной территорией, на которой установлено большое число камер, можно воспользоваться возможностями видеоаналитики, интегрировать в сеть датчики движения. Они будут мгновенно оповещать оператора об изменениях в кадре, обнаруженных движениях.Для переключения изображений с разных камер в определенной последовательности потребуется мультиплексор.

Выбор оборудования для системы телевизионного наблюдения

Высокий уровень безопасности объекта и решение поставленных задач возможно при выполнении минимум двух обязательных условий: покупке оборудования с оптимальными характеристиками и грамотной установке. Монтаж и подключение устройств следует доверить квалифицированному мастеру. Он сможет грамотно подобрать тип кабеля и подходящий расходный материал, поможет найти точки для установки камер и других элементов сети.

Как выбрать оборудование для организации эффективной телевизионной системы охранного наблюдения? Для этого необходимо проанализировать следующую информацию:

Какие задачи должна решать система видеонаблюдения?
В каких условиях будет работать оборудование? Здесь важно учесть не только погодные факторы, но и наличие механических воздействий, внешних электромагнитных полей, уровень освещенности, степень доступности зон для обзора с камеры.
Количество участков, на которых необходимо установить видеомониторинг.
Какая степень детализации требуется в каждой контролируемой зоне? Какие параметры характерны для объектов наблюдения?
Какой протяженности должна быть линия связи? Максимальное расстояние передачи сигнала с камеры видеонаблюдения на главный пульт.
Количество наблюдательных точек.
Какие дополнительные функциональные возможности должны быть внедрены в систему видеонаблюдения? Наиболее востребованы и целесообразны опции дистанционного управления устройствами, постоянная или выборочная автоматическая запись при активации датчиков тревоги или движения, автоматический зум, параллельная трансляция изображений со всех камер на одном мониторе, изменение масштаба, последовательное переключение изображений с разных устройств.

Данные сведения потребуются при установке новой и модернизации старой системы видеонаблюдения. На основе информации специалисты подберут оптимальный комплект оборудования и грамотно спроектируют схему размещения всех элементов сети.

Читайте также: