АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Организация каналов связи

Проводное видеонаблюдение осуществляет трансляцию изображения с камеры наблюдения на видеорегистратор по проводам. Установка комплекса состоит из слаботочных работ по затяжке проводов в гофрированные или металлические трубы, прокладке кабеля по коробу. Если расстояние от камеры наблюдения очень велико, требуется ставить усилители передачи сигнала.

Беспроводные системы видеонаблюдения

Беспроводное видеонаблюдение передает сигнал с видеокамеры наблюдения на регистратор по радиоканалу. Оборудование беспроводной передачи сигнала значительно дороже проводной, а сама трансляция видеосигнала более подвержена помехам и потерям качества. Однако, если расстояние от камер до поста видеонаблюдения значительное, то стоимость беспроводной системы будет дешевле за счет правильного расположения ретрансляторов.

Схема работы беспроводных систем видеонаблюдения представлена на рисунке 3.4.

Рис. 3.4. Беспроводная система видеонаблюдения

Стоит сказать, что мнение профессионалов относительно беспроводного видеонаблюдения – однозначно, специалисты предпочитают производить монтаж системы видеонаблюдения основанной на кабельном соединении. Давайте определим достоинства и недостатки беспроводного видеонаблюдения.

Недостатки беспроводного видеонаблюдение

Монтаж системы видеонаблюдения стандартного, кабельного типа, позволяет получить: качественное изображение с высоким разрешением и скоростью 25 к/сек., звуковое сопровождение, возможность управлять видеокамерой, и возможностью её подключения напрямую к локальной сети LAN. Беспроводное видеонаблюдение лишено или частино лишено этих преимуществ.

Беспроводное видеонаблюдение нуждается в источнике питания. Это могут быть аккумуляторы, в таком случае необходима постоянная замена или зарядка, или выносные, сетевые блоки питания. Системы беспроводного видеонаблюдения лишены защиты от перепадов напряжений.

Достоинства беспроводного видеонаблюдения

К достоинствам беспроводного видеонаблюдения можно отнести два главных преимущества. Во-первых, монтаж системы видеонаблюдения не требует сверления стен для прокладки линий. Во-вторых, беспроводное наблюдение – это мобильная система, при желании Вы можете менять местоположение видеокамеры. Кроме того современные системы могут быть миниатюрны и работать со специальным приемником, с жк дисплеем. В основном это бытовое применение. Хотя, существует и уличная система беспроводного видеонаблюдения. Видеокамеры оснащены специальным кожухом и инфракрасными светодиодами для съемки в ночное время, они автоматически переключаются в режим ночной съемки при недостаточной видимости. Монтаж системы видеонаблюдения оправдан, если по разным причинам возникают сложности с прокладкой кабеля.

Беспроводные сети

За последние несколько лет беспроводные сети WLAN (Wireless Local Area Network - беспроводная локальная сеть) получили широкое распространение во всём мире. Они широко используются в офисах, домашних условиях, для создания мобильных сетей.

Сеть WLAN - вид локальной вычислительной сети (LAN), использующий для связи и передачи данных между узлами высокочастотные радиоволны, а не кабельные соединения.

Беспроводные сети можно использовать для расширения или замены кабельной локальной сети внутри одного офиса, здания или определенной территории, а также для временного использования в помещениях, где нет инсталлированной кабельной сети.

При создании беспроводных сетей отсутствует необходимость прокладки кабеля, что позволяет экономить Ваши средства и не проводить сложные ремонто-технические работы.

Пользовательские устройства можно интегрировать в сеть, установив на них беспроводные сетевые адаптеры.

Для обеспечения беспроводным пользователям доступа к уже существующей сети Ethernet нужно установить беспроводную точку доступа.

Беспроводная точка доступа (англ. Wireless Access Point) — наиболее важный элемент беспроводных сетей.

Точки доступа призваны выполнять самые разнообразные функции, как для подключения группы компьютеров (каждый с беспроводным сетевым адаптером) в самостоятельные сети (Ad-hoc сеть), так и для выполнения функции моста между беспроводными и кабельными участками сети. Такие совмещённые сети называются Инфраструктурой (Infrastructure) и используются для доступа к центральным базам данных или беспроводного подключения мобильных пользователей.

Количество пользователей можно увеличивать, устанавливая новые точки доступа. С помощью перекрывающихся точек доступа, настроенных на разные частоты (каналы), беспроводную сеть можно расширить за счет увеличения числа пользователей в одной зоне.

Подключения при построении беспроводных сетей бывают следующих типов:

а) точка - точка (Ad-hoc). Два сетевых адаптера либо две точки доступа соединяются между собой. Метод применяется для непосредственного соединения двух компьютеров либо при организации радиомоста между двумя проводными сетями.

б) точка - точка доступа (Infrastructure). Несколько сетевых адаптеров объединены одной точкой доступа либо несколько точек доступа соединены с одной точкой доступа. Режим применяется для создания локальной беспроводной сети из нескольких пользователей, для соединения этой сети с проводной сетью (например, для выхода в Интернет), для соединения между собой нескольких проводных сетей.

Все беспроводные сети поддерживают как режим инфраструктуры (подключение через точку доступа) так и режим ad-hoc (настройка работы без применения точки доступа). Вы можете добавлять новых пользователей в любое время и устанавливать новые узлы сети в любом месте и без использования сетевых шнуров.

Беспроводные сетевые технологии WiFi

Технология WiFi одна из самых перспективных на сегодняшний день в области компьютерной связи. Беспроводные сетевые технологи позволяют Вам, где бы Вы не находились, быть подключенными к сети и обмениваться данными. Технологией Wi-Fi называют один из форматов передачи цифровых данных по радиоканалам.

WI-FI- Сокращение от Wireless Fidelity. Wi-Fi - это логотип, который компания WECA использует для обозначения совместимости конкретного изделия с беспроводными сетями (WLAN). Термин введен Wi-Fi Alliance.

Все изделия проходят сложные тесты, и тем устройствам, которые отвечают требуемым стандартам взаимодействия (802.11), присваивается сертификат с правом на логотип Wi-Fi (Wi-Fi Certified).

Первоначально термин "Wi-Fi" использовался как обозначение стандарта 2.4GHz 802.11b, так же, как название "Ethernet" используется для обозначения стандарта IEEE 802.3. Альянс расширил использование термина, как обозначение возможности взаимодействия (interoperability) беспроводных локальных сетей.

II Основні положення до кінцевого обладнання у системі відеоспостереження.

Первым и основополагающим фактором качества и цены является тип устанавливаемых видеокамер, количество брендов и номенклатура которых на украинском рынке постоянно стремительно растёт и не подлежит точному подсчёту. Но у всех них есть технические характеристики, которые в свою очередь уже можно сравнивать и оценивать.

2.1 Основные технические характеристики:

1. Разрешающая способность (разрешение) – это тот параметр, который показывает насколько чётким будет изображение и какие мелкие детали изображения мы сможем рассмотреть. Измеряется в так называемых телевизионных линиях (в рекламных материалах и описаниях фигурируют различные сокращения – л, ТВЛ, TVL, TL). Соответственно чем больше этих самых ТВЛ, тем качественнее с точки зрения наблюдателя картинка. Наиболее употребляемые значения лежат в диапазоне от 330 до 600 ТВЛ. Здесь следует заметить, что единой методики измерения этого параметра не существует, поэтому каждый производитель трактует его по-своему и с пользовательской точки зрения, заметной разницы, например, между видеокамерами с 380 и 420 ТВЛ нет, а для того чтобы она появилась надо использовать уже камеры со значением этого параметра вблизи 540 ТВЛ.

2. Минимальная освещённость (часто этот параметр путается со взаимосвязанным – чувствительностью). Показывает, какая освещённость должна быть на объекте наблюдения. Измеряется в люксах (используемые сокращения – lux, лкс). Например, уровни освещённости в ясную, безлунную ночь и в сумерках 0.01 и 40 lux соответственно. И здесь тоже есть особенность – производители и тут по разному измеряют эту характеристику: одни непосредственно на камере, а другие добросовестно на объекте. И различаются значения на порядок. Не в любой монтажной организации, занимающейся установкой систем видеонаблюдения, смогут Вам дать достойный ответ на вопрос, для какой точки пространства указаны параметры данной видеокамеры, поэтому можно смело для любой камеры этот показатель делить на 10, хуже от этого никому уж точно не будет. А что же делать в случае, когда хочется видеть даже в полной темноте? Здесь используется такое полезное свойство видеокамеры, как способность «видеть» в инфракрасном диапазоне, для создания подсветки используют ИК-прожекторы. Получается очень удобно – человек не видит этого излучения, а запись и отображение идёт. Но тут есть один немаловажный аспект – доступные по цене ИК-прожекторы работают на относительное небольшое расстояние.

3. Фокусное расстояние. Определяет угол обзора видеокамеры. Измеряется в миллиметрах (обозначается f=…) Например, Вам нужно видеть объект на расстоянии 20 метров шириной 2 метра. Для этого подойдёт камера с фокусным расстоянием 25 мм и 420 ТВЛ. Безусловно, что при фокусном расстоянии 3.4 мм и разрешением 420 ТВЛ тоже будет видно объект, но если в первом случае на него будет приходится почти все 420 линий, то во втором всего 30. Существуют видеокамеры с фиксированным фокусным расстоянием и переменным (вручную или дистанционно управляемое).

4. Цветность. Параметр говорит сам за себя. Преимущество цветной картинки только одно – большая информативность. Недостатков же множество, например, цветные камеры требуют большей освещённости, невозможно использовать в тёмное время суток, изображение по сравнению ч/б занимает больше места в видеозаписи, соответственно, уменьшается время хранения архива. В последнее время все большую популярность приобретают так называемые видеокамеры «день-ночь», т.е. в светлое время суток камера работает в цветном режиме, при недостаточной освещенности переходит в черно-белый.

Теперь о типах видеокамер. Они бывают наружной установки (работают в различных климатических условиях) и внутренней, имеют различный дизайн и конструктивное исполнение. Немного о видеокамерах наружной установки. Не смотря на большое количество герметичных видеокамер, рекомендуется использовать специальные гермобоксы с терморегуляцией для гарантированной работы в холодное время года.

Камеры могут быть без объектива и со встроенным объективом. Последние позволяют подбирать объектив и настраивать камеру, учитывая особенности данного конкретного объекта (освещённость, необходимый угол обзора и т.д.), а также обладают прочими дополнительными возможностями. Зачастую, у этих камер большая разрешающая способность.

Обратим наше внимание и на широко востребованные видеокамеры скрытой установки и рассмотрим законность их использования. В соответствии с Законодательством, фактически получается, что к специальным техническим средствам для негласного съема информации относится любая техника, которую экспертный центр СБУ сочтёт таковой, чётких же критериев не определено. А использование карается штрафом (от 100 до 200 необлагаемых минимумов) или же ограничением/лишением свободы на срок до 4-х лет.

Канал связи

Следующим немаловажным параметром является канал связи, от которого зависит в какой степени показатели качества видеокамеры «дойдут» до приёмника сигнала, например, монитора.

Исходя из опыта и теоретических расчетов, рассмотрим наиболее широко применяемые виды каналов связи в системах видеонаблюдения в зависимости от расстояния между видеокамерой и устройством отображения (записи):

1. До 20-25 метров. 4-х жильный экранированный кабель типа ALARM. Достоинство заключается в том, что при помощи этого кабеля можно также подвести сигнал от микрофона и подключить питание видеокамеры, получается очень удобно.

2. До 300 метров. Коаксиальный кабель. При применении некоторых высококачественных марок, адаптированных под системы видеонаблюдения, и правильной прокладки линии, расстояние при определённых условиях может достигать 400-450 м.

3. От 300 метров. Кабель «витая пара» в тесном взаимодействии с усилителями-корректорами сигнала.

Устройство записи

Для современного человека не секрет, что аналоговые способы записи видеоинформации (к которым относится, например, широко известный VHS) постепенно уходят в прошлое и живут только в воспоминаниях на любительских видеокассетах.

В охранном телевидении цифровой способ хранения и обработки информации получил интенсивное развитие благодаря тому, что появилась масса дополнительных преимуществ, охватить которые и описать не представляется возможным. Ниже попытаемся привести только основные характеристики, присущие всем системам цифровой видеорегистрации:

- подключение устройства отображения

- ведение записи по встроенному датчику движения

- хранение архива видеозаписи от 1 секунды до нескольких лет и более

- подключение аудиоканалов

- поиск видеозаписи по дате/времени/событию

- подача тревожных сообщений (звуковых, по электронной почте, на мобильный телефон и т.д.) при определённых изменениях в кадре

- подключение синхронных звуковых каналов

- управление и просмотр по локальной компьютерной сети или через Интернет

- многое-многое другое…

Теперь об основных характеристиках:

1. Разрешающая способность. В цифровой технике используются в качестве этого показателя pixel (точки). И, точно так же, как и в случае с видеокамерами, чем больше этих точек, тем качественнее изображение и более мелкие детали можно увидеть на экране. Для видеорегистраторов охранного телевидения этот параметр на сегодняшний день ограничен 752 по горизонтали и 582 по вертикали, что представляет собой один телевизионный кадр.

2. Скорость отображения и записи (кадров за секунду). Чтобы получить изображение в реальном режиме времени необходимо 25 к/с, но зачастую для задач наблюдения вполне достаточно 4-6 к/с, что значительно увеличивает время хранения архива и уменьшает стоимость оборудования. При подборе оборудования будьте предельно внимательны – очень часто в рекламных целях параметр 25 к/с указывается на всю систему (т.е., например, если подключим 3 видеокамеры, то скорость записи будет уже 8 к/с на канал). Скачать видеофайл с различной скоростью записи.

3. Алгоритм сжатия данных. Также влияет на время хранения архива.

И всё-таки надо разобраться, какие они бывают, цифровые видеорегистраторы:

А) Автономные. Так называемые DVR. Представляют собой конструктивно законченное изделие, к которому можно подключать видеокамеры и устройство отображения. Запись идет на встраиваемый «жесткий» диск. Наиболее применимы DVR на удалённых объектах при отсутствии оператора, на автотранспорте и т.д. Существенным преимуществом является высокая надёжность, но столь же значимым недостатком сравнительно высокая стоимость (обращаем Ваше внимание на тот факт, что чаще всего «жесткий диск» не входит в комплектность поставки!).

Б) PС-BASES (на основе персонального компьютера). Часть операций выполняет ПК. Преимущества очевидны – можно использовать уже имеющийся компьютер, задействованный и для других целей, например, для работы с офисными приложениями. Если добавить к этому невысокую стоимость таких систем и компьютерной техники, то получается идеальное решение для организации видеонаблюдения на объекте любого уровня. Плюс ко всему пользователь PС-BASES системы получает массу приятных и полезных дополнительных возможностей и имеющееся готовое устройство отображения – компьютерный монитор.

Изображение от всех видеокамер может быть передано от видеорегистратора на любую клиентскую вычислительную машину при помощи компьютерной сети (LAN, INTERNET). При этом данные достаточно защищены при помощи паролирования и шифрования от постороннего вмешательства.

2.2 Дополнительные параметры систем видеонаблюдения.

3.1 ПЗЗ-матриця та її особливості

Основою сучасної відеокамери є так звана ПЗЗ-матриця (ПЗЗ - прилад із зарядовим зв'язком) - прямокутна світлочутлива напівпровідникова пластинка з відношенням сторін 3: 4, яка перетворює падаюче на неї світло в електричний сигнал. Райдужну поверхню ПЗЗ-матриці можна побачити через отвір, в який вкручується об'єктив (більшість відеокамер стандартного прямокутного дизайну поставляється без об'єктивів). Від використовуваної ПЗЗ-матриці пішла назва "ПЗЗ-відеокамера " (на відміну від перших телекамер, що використовують передавальні трубки).

ПЗЗ-матриця складається з великого числа фоточутливих комірок (піксель-елементів зображення), яке нерідко вказується в паспорті на відеокамеру (наприклад, 752 х 582). Ясно, що чим більше елементів перетворення, тим менш помітною буде дискретність результуючого зображення. Для того, щоб підвищити світлову чутливість кожної комірки, нерідко формують спеціальну структуру, яка створює мікролінзу перед кожною коміркою.

Для отримання кольорового зображення перед комірками формуються мікрофільтри основних кольорів R, G, B (очевидно, що для кольорових відеокамер кількість результуючих комірок буде в 3 рази менше, ніж у чорно-білих відеокамер, а чутливість нижче). До речі, дискретна структура ПЗЗ-матриці є передумовою для створення сучасних цифрових відеокамер, що дозволяє їх використовувати, наприклад, в комп'ютерних мережах; на виході таких відеокамер формується цифровий код (на відміну від більшості існуючих у цей час відеокамер, на виході яких є стандартний аналоговий відеосигнал розмахом 1В). Не слід плутати цифрову відеокамеру і відеокамеру з цифровою обробкою сигналу (DSP).

Відеокамери характеризуються спеціальним параметром, який називається формат ПЗЗ-матриці (format) - це не що інше, як округлене значення довжини діагоналі ПЗЗ-матриці (мал. 3.1), виражене в дюймах. Найбільш популярні в даний час матриці:

а) 1" - (12,8 х 9,6) мм;

б) 2/3" - (8,8 х 6,6) мм;

в) 1/2" - (6,4 х 4,8) мм;

г) 1/3" - (4,8 х 3,6) мм;

д) 1/4" - (3,6 х 2,7) мм;

Причому тенденція така, що розміри матриці у сучасних відеокамер стає все меншим (це економічно вигідно), а роздільна здатність і чутливість відеокамер практично не погіршуються.

Малюнок 3.1 - Формат ПЗЗ-матриці

Знання формату ПЗЗ-матриці необхідно для вибору відповідного об'єктиву - діаметр окружності, в якій відображається сфокусоване об'єктивом зображення, по суті, є діагоналлю матриці (так як матриця має форму прямокутника, то на неї припадає лише частина кругового зображення; якщо формат матриці і об'єктиву збігаються, прямокутник матриці точно вписується в окружність). Зауважимо, що якщо відеокамера поставляється зі своїм об'єктивом, то інформація про формат ПЗЗ-матриці в документації на відеокамеру є надмірною.

3.2 Роздільна здатність

Роздільна здатність (Resolution) є однією з найважливіших характеристик систем відеоспостереження. Вона характеризує здатність відеосистеми розрізняти дрібні деталі й віддалені предмети. Роздільна здатність вимірюється в так званих телевізійних лініях (ТВЛ) - кількості помітних на екрані відеомонітора чорних і білих штрихів мінімальної товщини. Чим більше це значення, тим дрібніші деталі і більш віддалені предмети можна спостерігати (що особливо важливо поза приміщеннями). Наприклад, чорно-біла відеокамера з 600 ТВЛ краще, ніж з 380 ТВЛ (першу відносять до відеокамер високої роздільної здатності, другу - стандартної).

Слід підкреслити, що роздільна здатність відеокамери в першу чергу визначається параметрами ПЗЗ-матриці, тому роздільна здатність чорно-білих відеокамер вище роздільної здатності кольорових відеокамер. Крім того, на роздільну здатність впливає ширина смуги пропускання тракту відеосигналу. Орієнтовне значення необхідної для передачі відеосигналу верхньої граничної смуги тракту (МГц) може бути отримано діленням значення роздільної здатності (ТВЛ) на число 80. Наприклад, якщо потрібно роздільна здатність 420 ТВЛ, то смуга пропускання повинна бути: 420: 80 = 5,25 (МГц).

Для кольорових відеосистем обов'язковою умовою є передача спектру відеосигналів поблизу піднесеної кольоровості PAL (4,43 МГц). Зауважимо, що абсолютна більшість кольорових охоронних відеосистем працює в стандарті PAL. Як правило, ширина смуги пропускання тракту відеосигналу в цих системах складає близько 5 МГц.

Що стосується результуючої роздільної здатності всієї відеосистеми, то на її значення впливають параметри всіх вхідних в систему елементів: відеокамер, об'єктивів, підсилювачів, пристроїв обробки відеосигналів, відеомоніторів, пристроїв відеозапису, кабелів. При цьому загальна роздільна здатність буде гірше гіршої роздільної здатності елементів, що входять до відеосистему. Наприклад, якщо відеокамера, що має роздільну здатність 420 ТВЛ, кабелем з'єднана з відеомонітором, у якого роздільна здатність 800 ТВЛ, то результуюча роздільна здатність може бути, наприклад, 390 ТВЛ або 350 ТВЛ, але ніяк не буде рівна 420 ТВЛ.

На жаль, в даний час відсутня методика, що дозволяє аналітично розрахувати результуючу роздільну здатність відеосистеми за значеннями роздільних здібностей елементів, що входять до неї. Більш того, немає єдиного міжнародного стандарту на вимірювання параметрів відеосистем взагалі, і відеокамер зокрема; багато параметрів вимірюються в різних фірмах по-різному, при різних умовах. Тому ще раз підкреслимо, що слід бути дуже обережним стосовно параметрів, що зазначені у рекламних буклетах, каталогах і навіть технічних інструкціях.

3.5 Мінімальна освітленість

Другим за важливістю параметром відеокамер можна назвати мінімальну освітленість - Minimum illumination (чутливість - Sensitivity), яка характеризує здатність відеокамери спостерігати об'єкти в темряві (вимірюється в люксах - лк). Чим менше це значення, тим вища якість відеокамери (обстановка на об'єкті стає все темніше, а зображення залишається ще помітним). Для підвищення чутливості сучасних відеокамер використовують такі прийоми, що забезпечують їх адаптацію до умов освітлення:

– в чорно-білих відеокамерах при низькій освітленості відбувається перемикання в режим зниженої роздільної здатності чи зростання часу накопичення зарядів, що тягне за собою змазування рухомих об'єктів (чутливість розмінюється або на роздільну здатність, або на швидкодію),

– кольорові відеокамери при низькій освітленості автоматично переходять у режим чорно-білого зображення.

При зміні мінімальної освітленості найбільше плутанини і невизначеності (що з успіхом використовують деякі постачальники відеокамер). Ось декілька "підводних каменів".

Так як більшість відеокамер поставляється без об'єктивів, то результат вимірювання мінімальної освітленості залежить від параметрів використовуваного при вимірюванні об'єктива, в першу чергу від величини його відносного отвору (Aperture). Відносний отвір об'єктива вказує, яка частина променів пройде через об'єктив і досягне світлочутливих елементів ПЗЗ-матриці. Слід пам'ятати, що через об'єктив з відносним отвором F2.0 пройде менше променів, ніж з відносним отвором F1.4. Так от, деякі виробники вказують мінімальну освітленість, наприклад, таким чином: 0,1 лк/F1.4 (0,1 лк при відносному отворі 1.4), інші вказують мінімальну освітленість, при відносному отворі 2.0, наприклад, 0,3 лк / F2.0. При порівнянні відеокамер слід пам'ятати:

- якщо є дві відеокамери, причому, у першій з них вказана чутливість 0,1 лк/F1.4, а у другої 0,3 лк/F1.4, то чутливіше перша відеокамера (вимірювання проводилося за схожих об'єктивах);

- якщо перша відеокамера має чутливість 0,1 лк/F1.4, а друга 0,1 лк/F2.0, то чутливіше друга відеокамера (при вимірюванні у другої відеокамери був гіршим об'єктив).

Хоча у паспортах на відеокамери вказується значення вихідного відеосигналу (Video Output) 1 В на навантаженні 75 Ом, реально практично жодна з фірм не витримує цю норму, а значення цього параметра відрізняються досить суттєво і можуть бути рівні 0,5 В і навіть менше. Звідси зрозуміло, що якщо відеокамера перетворює інтенсивність світлового потоку в розмах напруги, то коректно вказувати мінімальну освітленість, приводячи її до одного рівня вихідної напруги.

Треба сказати, що деякі фірми вказують чутливість подібним чином: 0,6 Lux@F1.2 50 IRE, що більш коректно, оскільки 50 IRE означає, що чутливість була виміряна, коли розмах від рівня чорного до рівня білого зменшився на 50%, тобто до 0,35 В. Тут варто пояснити, що повний розмах власне відеосигналу 0,7 В приймається за 100 IRE, розмах всього відеосигналу з синхроімпульсами дорівнює 140 IRE. У деяких випадках указують два значення чутливості: Full Video (100 IRE) і Usable Picture (50 IRE). Посиленням сигналу з ПЗЗ-матриці можна "розігнати" відеосигнал досить сильно, але при цьому буде посилено і шуми. Звідси дуже важливо при оцінці мінімальної освітленості звертати увагу на зазначене відношення сигнал / шум на виході відеокамери, яке не повинно бути нижче 30 дБ, інакше шуми на екрані стають вельми помітні ("сніг"на зображенні).

Взагалі кажучи, одиниця виміру люкс нормується при певній довжині хвилі (550 нм, що відповідає максимуму чутливості ока). Для того, щоб чутливість відеокамер виражати в лк, необхідно при вимірюванні відсікати інфрачервону область спеціальним фільтром, в яку простирається спектральна чутливість ПЗЗ-відеокамер.

Вимірювання мінімальної освітленості відеокамери можна було б виробляти всередині світлонепроникного кожуха, регулюючи розжарення розташованої там лампи реостатом або автотрансформатором і контролюючи освітленість люксметром, а вихідний сигнал відеокамери - по екрану відеомонітора або осцилографа. Проте вся неприємність полягає в тому, що зі зміною інтенсивності свічення лампи змінюється і випромінюваний нею спектр, а спектральна чутливість у різних відеокамер, треба сказати, істотно різниться. Таким чином, використовуючи подібний принцип не можна отримати точне значення мінімальної освітленості. Однак його зручно використовувати, наприклад, для порівняльної оцінки чутливості відеокамер різних виробників (зменшують напруження лампи до тих пір, поки одна відеокамера перестає показувати, а друга ще продовжує працювати).

Щоб вилучити вплив спектральної чутливості відеокамер на вимір мінімальної освітленості, світловий потік в відеокамеру регулюють, використовуючи набір нейтрально сірих фільтрів різної щільності, що встановлюються перед об'єктивом (при цьому саме джерело світла залишається стабільним, однак слід пам'ятати, що спектральні характеристики самих фільтрів теж не ідеальні).

Наприклад, одна з іноземних компаній, що просуває відеообладнання різних фірм, наводить дані виробників по чутливості їх відеокамер, а також свої, отримані таким чином:

- відеокамери тестуються за допомогою об'єктивів з відносним отвором F1.2;

- відеокамери з вбудованими об'єктивами вимірюються при мінімальному значенні їх відносного отвору (об'єктив максимально відкритий); результат вимірювання перераховується до відносного отвору F1.2;

- у вимірювальному ящику, де визначається мінімальна освітленість, перед об'єктивом встановлюються нейтрально сірі фільтри до тих пір, поки розмах вихідного сигналу відеокамери не стане рівним 350 мВ;

- в якості тестової таблиці використовуються вертикальні штрихи з просторовою частотою 0,5 МГц і 2 МГц.

3.6 Боротьба зі зміною освітленості

В складі кожної ПЗЗ-відеокамери є так званий електронний затвор (ES - Electronic shutter) - це пристрій, призначений для її адаптації до варіацій освітленості. Цей пристрій опитує ПЗЗ-матрицю короткими імпульсами, причому, період проходження імпульсів може змінюватися. Завдяки цьому здійснюється регулювання часу накопичення зарядів, а значить, і рівень сигналу на виході ПЗЗ-матриці. Слід зазначити, що електронний затвор, автоматично змінює період проходження опитувальних імпульсів в межах від 1 / 50 с до 1 / 100000 с, є у всіх сучасних відеокамер (тому вказівку даного параметра в технічному паспорті майже не актуально).

Інша справа, якщо є можливість ручної установки електронного затвору (Manual Shutter Control) - така функція може з успіхом використовуватися для спостереження бистропротекающих процесів (наприклад, при відеоспостереженні потоку автомашин). Справа в тому, що якщо автоматичний електронний затвор (Auto Shutter Control) працює на "малих швидкостях" (1 / 50 сек) - а це буває при низькій освітленості, то швидкозмінюючі процеси будуть відображатися на екрані відеомонітора змазаними. Щоб уникнути такого дефекту повинна бути або досить висока освітленість об'єкту (що не завжди можливо), або слід використовувати відеокамери із примусово установлюваною швидкістю роботи електронного затвора.

Недоліком використання електронного затвору (і об'єктивів з фіксованою або регульованою вручну діафрагмою) є те, що об'єктив весь час відкритий, а значить, глибина різкості мінімальна, в кольорових відеокамерах зменшується колірна насиченість. Але найголовніше, динамічного діапазону електронного затвору (100000: 50 = 2000) недостатньо для відпрацювання змін вуличної освітленості при цілодобовій роботі (від 105 до 109 разів). Крім того, електронний затвор ніяк не змінює світловий потік, що надходить на ПЗЗ-матрицю. Проблема вирішується за допомогою так званих об'єктивів з автодіафрагмою (Auto Iris) в яких величина відносного отвору регулюється автоматично (ALC - Auto Iris Lens Control).

В якості сигналу управління мікродивгуном об'єктива (Iris Control) може використовуватися спеціальний відеосигнал (Video), що виробляється відеокамерою. У більш досконалих відеокамерах для цієї мети виробляється повільно змінююча керуюча напруга, часто звана як сигнал управління постійним струмом (позначається DC - Direct Current або DD - Direct Drive), завдяки чому може використовуватися більш простий і економічний об'єктив.

Електронна сумісність відеокамери та об'єктива укладається відповідно сигналу керування автодіафрагмою відеокамери і об'єктиву. Як правило, якщо відеокамера забезпечує управління автодіафрагмою об'єктива сигналом постійного струму, то в ній є мікроперемикач для вибору або DC, або Video. Відзначимо, що при управлінні Video використовуються тільки 3 з 4 контактів відповідного роз'єму, у той час як при управлінні DC задіяні всі 4 контакти. Деякі фірми налагодили випуск адаптерів, що дозволяють спільно використовувати об'єктиви та відеокамери, що мають різні сигнали управління діафрагмою.

Сама система управління автодіафрагмою, по суті, є класичною системою автоматичного регулювання, тому в деяких випадках їй може бути властива нестійкість - об'єктив періодично відкривається і закривається. Нерідко причиною цього є паралельна робота діафрагми та електронного затвору, що, взагалі кажучи, небажано.

Відзначимо, що, незважаючи на рекомендації використовувати у вуличних умовах, а також в приміщеннях з мінливою освітленістю виключно відеокамери з об'єктивами з автодіафрагмою, для цих цілей все ж іноді використовують відеокамери зі звичайним об'єктивом (з фіксованою або вручну встановлюваною діафрагмою). Такі рішення зазвичай диктуються бажанням знизити витрати на відеосистему. У підземному переході воно, звичайно, працювати буде. Або в темному дворі... Поки сніг не випаде, і на екрані відеомонітора все стане трохи яскравіше, ніж хотілося б.

3.7 Додаткові параметри відеокамер

Крім розглянутих, існують й інші параметри, що характеризують відеокамеру. Розглянемо їх короткий опис і деякі технічні характеристики.

3.7.1 Відношення сигнал / шум

Відношення сигнал / шум (S / N Ratio, Signal / Noise) вказує на ступінь прояву "снігу" на зображенні (наприклад, при відношенні сигнал / шум 60 дБ шум практично відсутня, 50 дБ - шум ледь помітний або непомітний, 40 дБ - шум помітний, 30 дБ - сильні шуми, 20 дБ - зображення втрачається в шумах. Реальні вимірювання деяких відеокамер показали значення цього параметра від 32 дБ до 42 дБ (проти заявлених у паспортах 46... 48 дБ).

3.7.2 Система автоматичного регулювання посилення

Система автоматичного регулювання посилення (Gain Control) служить для стабілізації вихідного відеосигналу на рівні близько 1 В. Тим не менш, як вже говорилося, реально на виході відеокамер розмах відеосигналу 1 В буває вкрай рідко (він може бути дорівнює 500 мВ і навіть менше). В деяких відеокамерах система АРП відключається, що в ряді випадків виявляється дуже цінним (щоб не погіршувався співвідношення сигнал / шум). Глибина АРП у різних відеокамер може бути від 12 дБ до 30 дБ.

3.7.3 Гамма корекція

Гамма корекція (Gamma Correction) - параметр (зазвичай, рівний 0,45), який вказує на те, що у відеокамері свідомо вводиться нелінійна залежність вихідного відеосигналу від освітленості об'єкта (тобто, якщо освітленість об'єкта змінювати поступово, через рівні приросту, то ступені вихідного сигналу будуть неоднакові за розмахом). Це робиться для компенсації нелінійної залежності яскравості світіння кінескопа в відеомоніторі від напруги, що модулює (інакше темні місця мали б менше градацій, ніж світлі). В деяких відеокамерах є перемикач гами 0,45 або 1,0. Зміни на екрані від такого перемикання не такі помітні; частіше цей перемикач установник починає судорожно перемикати, коли відеосигнал взагалі пропадає.

3.7.4 Компенсація зустрічного засвічення

Компенсація зустрічного засвічення (BLC - Back Light Compensation) - забезпечує, як би сказав фотограф, більш глибоку обробку в контровому світлі. Тобто звичайна відеокамера, у якої немає такої функції, відпрацьовує на усереднену освітленість в полі зору. При цьому на об'єкті є дуже яскраво освітлені ділянки, то за рахунок електронного затвору вони, звичайно, будуть не настільки яскравими, але при цьому яскравість і темних ділянок зменшиться, можливо, до повної нерозрізненості. Класичний приклад: людина обличчям до Вас, а сонце світить йому в спину - особи не розглянути, один силует. У порівняно простих відеокамерах BLC відпрацьовує по центральній частині поля зору відеокамери, у відеокамері з цифровою обробкою (DSP) є можливість програмно встановлювати область, в якій відпрацьовує BLC.

3.7.5 Синхронізація відеокамер

Синхронізація відеокамер (Synchronization) потрібна, коли кількість відеокамер в відеосистемі більше однієї і в основному в тих випадках, коли використовуються відеокомутатори. Справа в тому, що при перемиканні несинхронізованих між собою відеокамер може відбуватися тимчасовий зрив кадрової синхронізації відеомонітора ("кадри повзуть" кілька секунд після перемикання відеокамер), що не може не втомлювати оператора.

Відсутність впливу синхронізації відеокамер на якість зображення при використанні цифрових систем обробки відеосигналів нерідко підноситься як одна з переваг цифрових пристроїв. І це правда. Але не вся, так як умовчується, що, так як несинхронізовані відеосигнали приходять на входи не одночасно, то в кінцевому підсумку це призводить до уповільнення відновлення зображення і більш помітного прояву так званого "​​строб-ефекту". Тобто і тут використання синхронізації виявляється благом.

Відзначимо, що всі виробники в числі "чергових"параметрів (таких, як гамма корекція, вихідний сигнал 1 В, черезрядкова розгортка) вказують і внутрішню синхронізацію (Internal), при тому, що вона є у всіх без винятку відеокамер (з використанням кварцового резонатора).

Зовнішня синхронізація (External) - V-lock (кадрової розгортки) або Gen lock (кадрової і рядкової розгорток) актуальна для відеокамер, що живляться від джерела постійного струму, причому для цієї мети може використовуватися або відеосигнал від однієї з відеокамер, або синхросуміш, що виробляється спеціальним приладом - синхронізатором. Ясно, що для цього на відеокамері повинен бути додаткове гніздо.

Для відеокамер з мережним живленням зручна синхронізація від мережі змінного струму (LL - Line-Lock). Відзначимо, що саме синхронізація від мережі дозволяє позбутися від наступного дефекту. Якщо там, де встановлені відеокамери, використовуються лампи денного світла, то на зображенні може з'являтися модуляція яскравості (екран повільно запливає світлом, а потім також повільно зображення стає нормальним). Подібний дефект проявляється далеко не з усіма лампами денного світла і безпосередньо оком в приміщенні не відчувається. Відеокамери з синхронізацією від мережі допускають підстроювання фази - в якості опорного сигналу найпростіше взяти відеосигнал від однієї з відеокамер, а інші відеокамери слід підлаштувати по ній. Для цих цілей можна використовувати або двопроменевий осцилограф (контроль взаємного положення кадрових синхроімпульсів), або екран відеомонітора, на роз'єми наскрізного проходу якого подаються відеосигнали від двох відеокамер (регулюванням частоти кадрів домагаються появи темних горизонтальних смуг, відповідних кадровим згасаючим імпульсам, а потім підстроюванням домагаються їх збігу). Нерідко параметри синхроімпульсів в реальних відеокамерах виходять за межі, обумовлені стандартами - звідси можливі проблеми із сумісності з відеомоніторами і пристроями, що використовують оцифровку відеосигналу (роздільниками екрану, платами введення відео в комп'ютер і т.п.).

3.7.6 Баланс білого

Баланс білого виявляється специфічним параметром кольорових відеокамер; він служить для правильної передачі кольору зображення на об'єкті при різних типах джерела освітлення, до яких кольорові відеокамери дуже чутливі (особливо, до ламп денного світла). Діапазон калориметричних температур (наприклад, 2700 К... 10000 К), що вказується при цьому, відповідає діапазону регулювань.

Слід згадати, що абсолютна більшість обладнання для кольорових систем охоронного телебачення виконано в стандарті PAL.

3.7.7 Напруга живлення

В якості напруги живлення (Power Supply) відеокамер використовується або низьковольтне напруга постійного струму DC (частіше всього 12 В), або мережева напруга AC 220 В. При живленні від 220 В, як вже вказувалося, зручно використовувати синхронізацію від мережі. Крім того, напруга 220 В, як мовиться, завжди під рукою, а якщо відеокамера повинна бути встановлена ​​на вулиці в термокожусі, то ця напруга зручно використовувати і для живлення підігріву, і для живлення відеокамери. Щоб уникнути спотворень на екрані відеомонітора рекомендується живити всю систему охоронного телебачення від однієї фази мережі 220 В. Якщо ж відеокамери встановлені на значній відстані і підключаються до найближчих щитків або розеток, але при цьому виникають спотворення, то можна використовувати розділові трансформатори.

Для відеокамер з живленням від джерела постійної напруги можна використовувати спільний блок живлення, проте при цьому слід пам'ятати, що:

- може понадобитися досить потужний блок живлення й дроту великого перерізу;

- можлива поява зв'язку між відеокамерами через спільне джерело живлення (на екрані відеомонітора з'являються спотворення за рахунок проникнення відеосигналів з ​​каналу на канал);

- при виході з ладу блоку живлення або пошкодження загальних проводів виходить з ладу вся відеосистема.

Тому в ряді випадків зручніше використовувати мережевий адаптер для кожної відеокамери. Відзначимо, що відеокамери з широким діапазоном допустимих живлячих напруг (наприклад, 8 В... 15 В) мають очевидну перевагу перед відеокамерами, критичними до цього параметру. На об'єктах, де ймовірні відключення живлячої напруги, слід передбачити організацію безперебійного живлення (стрибки напруги можуть викликати вихід відеокамер з ладу). Крім того, якщо сталося відключення живлення вуличної відеокамери, причому навколишня температура досить низька, то після подачі напруги вона вже може не включитися.

3.7.8 Діапазон робочих температур

Діапазон робочих температур (Operating Temperature) - частіше за все нас цікавить нижня його межа, а вона зазвичай становить -10 ° С, не більше. Тому, якщо зустрічається позначення Weather Proof Camera (всепогодна відеокамера), то треба пам'ятати, що це, скоріше всього, не всепогодна, а всього лише водозахищена (Water Proof).

3.8 Визначення числа відеокамер

Реальне проектування системи охоронного телебачення слід починати з вибору кількості відеокамер і місць розміщення їх на об'єкті, що охороняється. Варіантів рішень цього завдання може бути досить багато, вони відрізняються і обсягом використовуваного обладнання, і ціною. Зазвичай в цьому випадку говорять про необхідну достатність, оскільки з одного боку кількість відеокамер однозначно впливає на вартість системи охоронного телебачення, а з іншого боку, їх кількість повинна бути не менше того, яке необхідне для забезпечення заданого рівня безпеки об'єкта. Сказане можна пояснити наступним чином.

Недостатня кількість відеокамер призводить до наявності в просторі так званих «мертвих зон», зображення яких не проглядається на екрані монітора, а значить, подібна система охоронного телебачення не дозволяє повноцінно контролювати обстановку на об'єкті.

З іншого боку, надмірна кількість відеокамер призводить до невиправданого повторення схожих зображень, що, природно, веде до зростання ціни обладнання (відеокамери, об'єктиви, кронштейни, кожухи, кабелі), ускладнення обладнання обробки відеосигналів, а значить, до невиправданого подорожчання системи охоронного телебачення. Більш того, збільшення числа відеоканалів призводить до зменшення часу спостереження по кожній зоні, до зменшення розмірів зображення при мультисценовом поданні зображень на екрані, і замість очікуваного підвищення інформативності відеосистеми відбувається її зниження.

Таким чином, вибір мінімальної, дійсно необхідної кількості відеокамер за рахунок їх раціонального, ретельного, оптимального розміщення на об'єкті не тільки заощаджує гроші замовника, але і спрощує обробку відеосигналів, полегшує роботу охорони об'єкта.

Звідси стає зрозуміло, наскільки важливий дійсно оптимальний вибір відеокамер. Загальною рекомендацією тут може бути наступна: у поле зору відеокамер повинно потрапляти максимальна кількість дверей, коридорів, сходів, холів біля ліфтів з тим, щоб зловмисник був би виявлений за будь-якої траєкторії його руху по об'єкту. Особливо важливими з точки зору безпеки є в'їзди і виїзди, ворота і прилеглі до них території, паркани, двори, стоянки автомобілів. Бажано, щоб обличчя зловмисника потрапило б «в кадр» хоча б однієї з відеокамер при будь-якому повороті його голови.

Саме для того, щоб обрати достатню кількість відеокамер та розмістити їх в найкращих точках зони відеоспостереження, перед будуванням системи відеоспостреження розраховують кут огляду камери.

3.9 Кут огляду камери відеоспостереження

Кут огляду камери відеоспостереження відіграє важливу роль при встановленні камери в приміщенні. Сам кут огляду від камери не залежить, а залежить від знаходиться в ній об'єктива. Дуже важливе значення має фокусна відстань, адже саме від нього залежить вид зображення, а саме панорамний вид, середній і портретний. Чим більше кут огляду камери відеоспостереження, тим більше картинку охоплює камера, але при цьому сама якість картинки буде не кращою. Для ідентифікації обличчя людини, яка перебуває в межах видимості близько трьох метрів, даний кут не підходить.

Для відеоспостереження за досить великими периметрами використовуються камери з кутом огляду відеоспостереження менше ніж 40 градусів. В такому випадку можна легко побачити об'єкти або предмети з досить великих відстаней (40-50 метрів від камери). Тут, як правило, використовуються камери з окремо відібраними об'єктивами.

З усього перерахованого вище можна зробити висновок: чим більше кут огляду камери відеоспостереження, тим більше огляд, але якість менше; чим менше кут, тим більше деталей можна розгледіти.

3.10 Угол обзора по вертикали

Як відомо, кут огляду відеокамери по вертикалі менше кута огляду по горизонталі, що визначається співвідношенням сторін ПЗЗ-матриці 4: 3.

Розраховується цей кут з очевидного співвідношення (мал. 3.2):

α1 / 2 = arctg (V/2L) (3.1)

Звідси кут огляду по вертикалі:

α1 = 2 arctg (V/2L) (3.2)

Малюнок 3.2 - Кут огляду по горизонталі

Тут слід зробити кілька зауважень.

Дана формула має особливу важливість, оскільки вона визначає так звану "мертву зону" під відеокамерою, поблизу якої зловмисник не може бути виявлений системою охоронного телебачення.

Формула (3.2) не враховує звуження кута огляду по вертикалі системою відеоспостереження за рахунок кінцевого часу зворотного ходу кадрової розгортки відеомонітора, в якому використаний кінескоп (звуження реального розміру контрольованої зони, так званий overscan, може становити близько 10%).

Значення кута огляду по вертикалі може бути отримано як за допомогою популярних картонних калькуляторів, так і за допомогою розрахунків он-лайн.

Формула відповідає випадку, коли відеокамера перпендикулярна площині спостереження, що має висоту V, тобто коли висота установки відеокамери становить V / 2 (мал. 3.3).

Малюнок 3.3 - Розташування камери перпендикулярно площині спостереження

Якщо відеокамера встановлюється вище центру площині спостереження, то необхідний кут огляду по вертикалі буде зменшуватися від значення α1 до значення α2 (мал. 3.4). Це відповідає випадку, коли, наприклад, відеокамера, яка контролює високі музейні двері або міжцехові ворота, розташовується під стелею (приблизно на рівні верху дверей).

Малюнок 3.4 - Розташування камери вище центру спостерігається площині

Кут огляду в цьому випадку дорівнює:

α2 = arctg (EG/CE) = arctg (V/L) (3.3)

Таким чином, у разі використання формули (3.3) при установці відеокамери на висоту V, абсолютне зменшення необхідного кута огляду по вертикалі складає:

Δ = α1 - α2 = 2 arctg (V/2L) - arctg (V/L) (3.4)

а помилка в разі визначенні кута огляду по вертикалі стандартним методом дорівнює:

δ= [2 arctg (V/2L) - arctg (V/L) ] * 100% / 2 arctg (V/2L) (3.5)

З одного боку, це може бути, і не дуже страшно, що при збільшенні висоти установки відеокамери зростає зона огляду по вертикалі - на екрані відеомонітора буде видно не тільки самі двері, але й частина території перед ними. Однак площа відображення дверей на екрані зменшиться, і хоч це краще, ніж якщо б вони "обрізалися", але все ж краще заздалегідь знати, як воно буде встановлення відеокамери на об'єкті і свідомо вибирати оптимальний варіант.

Значення кутів α1 і α2, а також помилка δ представлені в табл. 3.2 і на графіку (мал. 3.5).

Таблица 3.2 – Значения углов α1 и α2, а также ошибка δ

Рисунок 3.5 – Графічне представлення відношення помилки визначення кута до кута огляду по вертікалі

Як видно з графіка, помилка визначення кута по вертикалі тим більше, чим більш ширококутний використовується об'єктив, а значить, і поправка у виборі фокусної відстані об'єктива повинна бути більшою (вона може бути взята з цього графіка).

Слід зазначити, що в отримані результати не входить співвідношення між висотою установки відеокамери та відстанню від відеокамери до зони відеоспостереження.

При збільшенні N, тобто, коли N> V (мал. 3.6), значення кута α2 залежить від співвідношення між N і L, де N - висоти установки відеокамери, а L - відстань до об'єкта спостереження.

Малюнок 3.6 - Розташування камери над зоною відео спостереження

Із креслення слід, що кут α2 дорівнює:

α2= < GDE = < CDE - < ADG (3.6)

З іншого боку, з трикутника CDE слід:

< CDE = 90° - < CED = 90° - arctg (CD/CE) = 90° - arctg [(N - V)/L] (3.7)

З трикутника ADG можна отримати наступне співвідношення:

< ADG = 90° - < AGD = 90° - arctg (AD/AG) = 90° - arctg (N/L) (3.8)

Підставляючи вирази (3.6) і (3.7) в (3.8), отримуємо:

α2 = 90° - arctg [(N - V)/L] - 90° - arctg (N/L) = arctg (N /L) - arctg [(N - V)/L] (3.9)

Абсолютне зменшення кута огляду по вертикалі складає:

Δ= α1 - α2 = 2 arctg (V/2L) - arctg (N/L) - arctg [(N - V)/L], (3.10)

а помилка визначення кута по вертикалі у разі використання стандартного методу (3.2) дорівнює:

δ= 2 arctg (V/2L) - arctg (N/L) - arctg [(N - V)/L] * 100% / 2 arctg (V/2L) (3.11)

З останнього виразу неважко помітити, що при N = V вираз (3.10) перетворюється в раніше розглянутий вираз (3.4), а вираз (3.5) - у вираз (3.11).

Відповідно до цих формул була розрахована відносна похибка визначення кута по вертикалі δ для кутів 10 °, 20 ° і 30 ° залежно від ставлення N / L і побудовані відповідні графіки (мал. 3.7). З цих графіків випливає, що чим менша відстань до об'єкта спостереження і чим вище встановлюється відеокамера, тим реальний кут огляду по вертикалі буде менше в порівнянні з розрахованим за формулою (3.7).

Малюнок 3.7 - Відносна похибка визначення кута по вертикалі δ

для кутів 10 °, 20 ° і 30 °

Це слід враховувати, коли, наприклад, потрібно контролювати автомобілі перед шлагбаумом у в'їзду на паркування з тим, щоб у полі зору відеокамери максимальним чином потрапляли державні реєстраційні знаки й обличчя водіїв.

Для задачі автоматичного розпізнавання автомобільних номерів їх достовірне визначення можливе, якщо нахил відеокамери до поверхні дороги становить кут, що не перевищує 30 °, що визначається співвідношенням N/L.

3.11 Мертва зона під відеокамерою

Дуже важливим питанням при проектуванні системи охоронного телебачення виявляється врахування мертвої зони під відеокамерою.

Щоб визначити довжину мертвої зони m слід розглянути трикутник ADG (мал. 3.8), в якому необхідно опустити перпендикуляр PQ на підставу AG.

Перпендикуляр PQ довжиною n може служити в якості прикладу зросту людини (природно, якщо ми оцінюємо довжину мертвої зони AQ на предмет виявлення людини). Інакше кажучи, якби людина висотою n правіше точки Q, вона потрапить на екран відеомонітора (для простоти міркувань overscan не враховуємо).

З подібних трикутників ADG і QPG випливає:

AD / PQ = AG / QG, (3.12)

звідки:

AQ = AG – QG = AG – PQ*AG / AD = AG*(AD – PQ) / AD (3.13)

Малюнок 3.8 - Перпендикуляр PQ, який не потрапляє в зону огляду відеокамери

Остаточно на довжини мертвої зони отримуємо:

m = L*(N – n) / N (3.14)

З виразу (3.14) випливає, що якщо висота людини n прямує до 0 (зловмисник повзе), то довжина мертвої зони максимальна і становить m = L (відстань до об'єкта спостереження). Навпаки, якщо висота установки відеокамери N дорівнює висоті людини n, то людина відразу ж потрапляє в поле зору відеокамери (m = 0). Характерно, що кут огляду по вертикалі в явному вигляді не входить у вираз (3.14).

Щоб оцінити проміжні значення довжини мертвої зони, варто поставити висоту людини. Як приклад для конкретності приймемо, що n = 1,8 м. У цьому випадку, якщо, наприклад, відеокамера встановлена ​​на висоті 3 м, то довжина мертвої зони дорівнює:

m = L*(3 – 1,8) / 3 = 0,4 L (3.15)

Інакше кажучи, при відстані до об'єкта L = 5 м довжина мертвої зони становить n = 2 м, при L = 15 м довжина мертвої зони n = 6 м. Як бачимо, отримані значення досить значні, щоб їх ігнорувати. Більш того, їх варто враховувати при виборі параметрів інших відеокамер.

В таблиці 3.3 наведені значення довжини мертвої зони m для різних значень висоти установки відеокамери n в залежності від відстані до площини спостереження L.

Таблиця. 3.3 - Довжина мертвої зони під відеокамерою m

3.12 Кут огляду по горизонталі

Кут огляду розраховується зі співвідношення (мал. 3.9):

β1/2 = arctg (H/2L), (3.16)

Звідки

β1 = 2 arctg (H/2L) (3.17)

Малюнок 3.9 - Кут огляду по горизонталі

Останній вираз справедливий для випадку, коли відеокамера перпендикулярна площині спостереження, що має ширину H, тобто розташована на перпендикулярі до середини ширини H і встановлена ​​на висоті V/2.

У попередньому пункті розглядалась довжина мертвої зони під відеокамерою, що утворюється за рахунок кута огляду по вертикалі. Якщо розглядати сектор огляду по горизонталі, то він представляється у вигляді трикутника з вершиною в точці розташування об'єктива відеокамери. Однак в умовах реального використання системи охоронного телебачення частину сектора огляду по горизонталі в ближній зоні також виявляється непридатною для використання в силу наступних причин.

Чітко кажучи, у об'єктива є параметр MOD (Minimum Object Distance) - тобто мінімальна відстань до об'єкта, при якому відтворюване об'єктивом зображення ще виявляється сфокусованим. При використанні більшості об'єктивів в системах охоронного телебачення обмеження, викликані цим параметром (як правило, це десятки сантиметрів) можна ігнорувати. Декілька більші обмеження може накласти параметр, званий "глибина різкості " (Depth of field), оскільки розфокусовані зображення стають малоінформативним. У більшості випадків це обмеження може бути знято коректним вибором діафрагми об'єктива.

Однак існує обмеження, яке набагато сильніше впливає на ефективне використання сектору огляду по горизонталі ніж розглянуті вище параметри. Йдеться ось про що. Зазначені вище обмеження відносились до відеоспостереження статичних об'єктів, реально ж потрібно виявляти (і реєструвати) рухомі об'єкти, які, як правило, лише на деякий час потрапляють у поле зору відеокамери. Очевидно, що при певних співвідношеннях кута огляду по горизонталі, швидкості і траєкторії руху об'єкта зазначене завдання може виявитися нездійсненним. Тому за аналогією з мертвою зоною під відеокамерою можна ввести термін "умовно мертва зона", розуміючи під цим ту частину сектора огляду по горизонталі, яка виявляється "невидимою" відеосистемою для деяких об'єктів, що рухаються.

3.13 Умовно мертва зона

Цікавою для практики є визначення довжини умовно мертвої зони відеокамери. Терміном "умовно мертва зона" ми визначаємо ту частину сектору спостереження поблизу відеокамери, в межах якої об'єкт спостереження (людина, автомобіль і т.п.) може перетнути сектор спостереження, проте цей факт може видатись не виявленим оператором або не зафіксовано реєструючим пристроєм. Відзначимо, що в подальших міркуваннях розглянуті умови фіксації об'єкта (поза межами умовно мертвої зони) без урахування мертвої зони під відеокамерою.

Малюнок 3.10 - Сектор спостереження відеокамери по горизонталі

Розглянемо трикутник DAC, який представляє собою сектор спостереження відеокамери по горизонталі з кутом огляду β1.

Найбільш коротким шляхом перетину сектору спостереження є відрізок BE довжиною p, паралельний площині спостереження CD, на деякий відстані l від місця установки відеокамери. З трикутника ЕАВ:

BF/AF = tg (β1/2), (3.18)

звідки:

AF = BF / tg (β1/2) = BE /2 arctg (β1/2) (3.19)

Остаточно для довжини умовно мертвої зони отримуємо:

l = p / 2 tg (β1/2) (3.20)

Очевидно, що при більш ширококутному об'єктиві відеокамери довжина шляху перетину p буде більше, і вірогідність виявлення та реєстрації об'єкта, що рухається буде вище. Навпаки, у разі використання довгофокусного об'єктива зловмисникові легше перетнути сектор спостереження, опинившись непоміченим. З формули (3.19) випливає, що для відеокамери з ширококутним об'єктивом, що має кут огляду β1 = 90 град, довжина умовно мертвої зони чисельно дорівнює половині шляху перетину сектору спостереження, тобто l = p / 2; при зменшенні кута огляду довжина умовно мертвої зони зростає. Розглянемо варіанти оцінки довжини умовно мертвої зони, значення якої необхідно знати при виборі об'єктивів і розміщенні відеокамер.

Довжина шляху p перетину сектору спостереження об'єктом дорівнює добутку швидкості руху цього об'єкта v на час перетину t:

p = v*t (3.21)

Максимальна швидкість руху людини по відкритій місцевості може бути прийнята 10 м / c (100 метрів за 10 секунд). При наявності перешкоди (наприклад, у вигляді забору при використанні періметрових системи охоронного телебачення) швидкість буде істотно нижче, вона може бути визначена досвідченим шляхом.

Швидкість руху автомобіля по закритій території об'єкта може бути прийнята рівною 60 км / год (16,7 м / с), при русі по трасі вона може бути більш, ніж удвічі вище, проте для конкретності приймемо її рівною 120 км / год (33, 3 м / с).

Час t залежить від того, яка мета стоїть перед системою охоронного телебачення:

- виявлення об'єкта, що рухається оператором системи відеоспостереження,

- реєстрація події за допомогою відеомагнітофона або цифрового відеореєстратора.

Дата добавления: 2015-09-18 | Просмотры: 969 | Нарушение авторских прав