Аналоговые системы видеонаблюдения.

Аналоговые системы видеонаблюдения.
Cистемы видеонаблюдения служат для сиюминутного наблюдения за
объектом, а также для записи изображения и звука с целью последующего
просмотра.
Система видеонаблюдения состоит, как минимум из двух компонентов:
видео камеры (ВК) и видеомонитора, соединенных между собой двух четырехжильным (чаще коаксиальным) кабелем.
Видеокамера является важнейшим элементом системы, так как именно с
нее в систему поступает первичная информация об объекте и именно ее
характеристиками определяется качество изображения в целом. Видеокамеры
классифицируют по ряду признаков, отражающих их функциональные и
стоимостные характеристики. В соответствии с этими признаками, различают
камеры:
1) корпусные
и бескорпусные;
2) черно-белого
и цветного изображения;
3) обычного и высокого разрешения;
4) внутреннего
и наружного наблюдения;
5) скрытого наблюдения
В системах видеонаблюдения (СВ) в основном применяются камеры ч/б
изображения. Это объясняется тем, что они значительно дешевле цветных,
имеют более высокое разрешение и чувствительность, не предъявляют жестких
требований к источнику питания. Кроме того, для ч/б видеокамер характерна
достаточно высокая чувствительность в инфракрасном диапазоне (более
высокая, чем у человеческого глаза), что позволяет наблюдать за объектом в
полутьме, а также в полной темноте при помощи устройств инфракрасной (ИК)
подсветки.
Цветные камеры применяются там, где главным образом требуется знать
цвет объекта (например, автомобиля).
В зависимости от предназначения системы и условий применения, камеры
могут оснащаются различными дополнительными устройствами:
защитными (см.
рис.) или
декоративными
кожухами,
термостатами,
кронштейнами,
а также поворотными устройствами.
Видеомонитор является устройством,
специально предназначенным для
использования в СВ (его технические
характеристики, надежность при
круглосуточной работе, частом
переключении кадров намного выше,
чем у обычных телевизоров), поэтому
его замена обычным телевизионным
приемником недопустима. Кроме
этого, многие видеомониторы
снабжены встроенными устройствами
для приема сигналов от нескольких
камер - видеокоммутаторами.
Основные характеристики мониторов - размер экрана по диагонали и
разрешающая способность по горизонтали.
Наиболее часто применяются мониторы с размером экрана 9" (23 см) и 12"
(31 см). При использовании устройств совмещения изображения (квадраторов,
мультиплексоров) применяются, как правило, мониторы с большим размером
экрана: 14" (36 см), 17" (43 см), 21" (51 см). Выбирать монитор по разрешающей
способности следует таким образом, чтобы она была выше, чем у применяемых
телекамер, так как монитор не должен ухудшать общее разрешение системы. При
использовании в системе камер с обычным разрешением 380-420 ТВ-линий,
целесообразно выбирать монитор 600-800 ТВ-линий.
При необходимости просмотра изображений объектов от нескольких камер
на одном мониторе используют видеокоммутатор (свитчер.)
Видеокоммутатор служит для последовательного показа изображения от
разных ТВ-камер на экране одного видеомонитора. На экран видеомонитора в
любой момент выводится картинка только от одной видеокамеры. Переключение
видеокамер может производится как в ручную, так и в автоматическом режиме, с
интервалом переключения, задаваемым оператором.
Недостаток СВ с видеокоммутатором заключается в том , что при просмотре
одной зоны, остальные выпадают из внимания оператора.
Другая
серьезная
проблема,
возникающая
при
использовании
видеокоммутатора - видеозапись, он позволяют записывать на видеомагнитофон
только то, что в данный момент находится на экране монитора. Одновременно
смотреть изображение с одной камеры и записывать с другой нельзя.
Квадраторы
Для удобного просмотра
изображений от четырех видеокамер
создан квадратор.
Он делит экран на 4 части и в
каждую помещает изображение с одной
видеокамеры,
подключенной
к
соответствующему видеовходу. При
этом квадратор выводит изображение
на монитор, как правило, в режиме
реального времени.
Квадратор можно использовать для записи, подключив вместо монитора
видеомагнитофон. На видеомагнитофон в этом случае записываются
одновременно изображения всех четырех видеокамер. Но, так как изображение от
каждой видеокамеры занимает лишь четверть кадра, четкость картинок
существенно ухудшается, иногда бывает невозможно разглядеть детали (к
примеру, плохо различаются лица людей).
Обычно,
квадраторы
центральные
элементы
систем
видеонаблюдения больших домов, гаражных кооперативов, офисов,
магазинов. Три-четыре камеры, следящие за входом в здание, за ограждением,
автостоянкой, комнатой для приема посетителей через квадратор выводятся на
один монитор и позволяют полностью контролировать ситуацию.
Существуют
системы
видеонаблюдения, где в
качестве
центрального
элемента
часто
используют
монитор со
встроенным
квадратором.
Практически каждая модель квадратора содержит встроенный коммутатор
(свитчер) и "ALARM"- вход (с этой функцией квадратора вы сможете
познакомится, ниже, когда речь пойдет о системах видеоохраны). Особенностью
квадраторов со встроенными коммутаторами является невозможность
одновременной видеозаписи изображений всех видеокамер в режиме
переключения. Так же, как и при использовании свитчера, на вход
спецвидеомагнитофона поступает видеосигнал с тем изображением, которое
показывает монитор. Поэтому записываться может лишь «счетверенная
картинка», либо изображение с одной видеокамеры – то, которое в данный
момент отображается на мониторе. Неправильная установка времени
переключения («листания») изображений может привести к снижению
эффективности видеонаблюдения при выполнении задач видеоохраны объекта.
Указанных выше недостатков лишены видеомультиплексоры.
Системы видеоохраны
Непрерывное наблюдение за экраном видеомонитора быстро утомляет.
Известны случаи, когда на крупные объекты проникали нарушители, а служба
охраны, честно все время смотревшая на множество мониторов, ровным счетом
ничего не замечала. Виноваты в этом были не охранники – виновато
неправильное
построение
системы
видеонаблюдения.
Современные
исследования показали, что охранник может контролировать ситуацию на шести
(максимум на восьми) мониторах одновременно.
А если охранник устал и не выспался
перед сменой Если у Вас 10 мониторов
для контроля 10 зон, то можно смело
утверждать, что 20% информации
бесследно теряется. В случае, если на
одного
оператора приходится 24
монитора,
Вы
используете
свою
систему видеоохраны всего на 25%.? И
нужно либо дополнительно нанимать
еще трех охранников, либо покупать
детектор движения.
Задача детектора движения в системах видеоохраны – повысить
эффективность работы системы за счет уменьшения влияния человеческого
фактора (безопасность не должна зависеть от степени усталости охранника).
Использование детектора движения позволяет почти мгновенно известить
оператора о нарушении охраны объекта и перевести систему в режим просмотра
и записи событий. В качестве таких детекторов могут применятся достаточно
простые пассивные
инфракрасные
микроволновые
ультразвуковые
датчики контролирующие ту же зону, что и работающая с ними
видеокамера.
С этой целью
коммутаторы и
квадраторы (см. рис.)
обычно имеют входы для
подключения охранных
детекторов движения по
количеству камер и
выход для управления
внешним звуковым
оповещателем (сиреной,
сигнальной лампой) или
другим исполнительным
устройством, например,
спецвидеомагнитофоном.
При срабатывании
детектора движения
коммутатор прекращает
«листание», останавливается на изображении от видеокамеры в зоне,в которой сработал детектор и
выводит эту «картинку» на экран монитора с индикацией номера тревожной зоны.
Одновременно включаются оповещатели для привлечения внимания оператора.
Квадратор в этой же ситуации либо выводит распахнутое изображение
«картинки» видеокамеры из тревожной зоны на весь экран второго
видеомонитора,
оставляя
квадрированную
мультикартину
на
первом
видеомониторе, либо индицирует тревогу на изображении в квадранте одной
тревожной зоны при наличии одного монитора. Во всех случаях на экранах
видеомониторов появляется индикация тревожной ситуации. Например, слово
«тревога» («alarm»), а также время и дата события.
Выше были описаны простые системы видеоохраны (видеоконтроля),
которые широко применяются на объектах, где необходимо контролировать
обстановку в течение светлого или темного времени суток.
В настоящее время распространение получают более сложные системы
видеоохраны, которые обеспечивают не только видеонаблюдение, но и
видеозапись обстановки, а также автоматическое включение тревожного режима
за счет обнаружения движения в контролируемой зоне. Одна из таких систем
видеоохраны показана на нижеприведенном рисунке.
Эта система является развитием системы, рассмотренной выше. В ней
дополнительно используют спецвидеомагнитофон и видеодетектор движения
(ВДД). В системах с множеством видеокамер ВДД позволяет значительно
уменьшить количество используемых мониторов причем, совсем не обязательно
выводить на мониторы изображения всех видеокамер, детектор движения
контролирует ситуацию и в случае движения в зоне контроля, па экране
автоматически появится «тревожное» изображение.
Спецвидеомагнитофон
(специализированный
видеомагнитофон) – предназначен для
регистрации
и
документирования
событий, происходящих в охраняемых
зонах в течение длительного времени. Спецвидеомагнитофон может записывать
в двух режимах: непрерывном – время записи на стандартную видеокассету – 3
часа и специальном – время записи от 6 до 960 часов, на ту же видеокассету.
При видеодокументировании состояния объектов используется генератор
даты - времени, с помощью которого отмечается дата и текущее время суток.
Спецвидеомагнитофоны обладают высокой надежностью, они предназначены для
непрерывной работы в течение нескольких лет.
Различные видеодетекторы движения (ВДД) могут формировать от
четырех до нескольких сотен маркерных окон (точек) на экране монитора, в
которых аналоговым или цифровым способом анализируется изменение
изображения. Если эти изменения превышают заданный порог, то формируется
сигнал тревоги.
Например, при использовании
аналогового ВДД PIH-6004
и квадратора, маркерные окна размещаются во всех квадрантах изображения, что
позволяет контролировать зоны наблюдения каждой из четырех видеокамер
системы
(см.рис.)
В случае обнаружения движения нарушителя в одном или нескольких
маркерных окнах детектор движения выдает сигнал тревоги, включающий
видеомагнитофон в непрерывную запись тревожного события, контрольный
видеомонитор начинает показывать ситуацию в охраняемой зоне в реальном
масштабе времени.
В данной системе видеоохраны используется два видеомонитора. Один,
видеомонитор оператора, подключается непосредственно на квадратор и, по
желанию оператора показывает распахнутое или квадрированное изображение от
всех четырех видеокамер с рамками маркерных окон охраны. Второй
видеомонитор, контрольный, подключается к видеомагнитофону и показывает
только квадрированное изображение, записываемое на видеомагнитофон.
Спецвидеомагнитофон либо постоянно записывает квадрированное изображение,
либо включается при возникновении тревожной ситуации.
Мультиплексор предназначен для
качественной
записи
изображения
от
нескольких
(обычно до 16) видеокамер на
один спецвидеомагнитофон.
При записи изображения от видеокамер пишутся в полноэкранном режиме
(в отличие от записи кадров с квадратора) на видеомагнитофон без ухудшения
разрешения. Этого удалось достичь благодаря последовательной записи всех
кадров со всех видеокамер на одну кассету. Поэтому мультиплексор незаменим
при записи большого количества видеокамер на один видеомагнитофон.
При
этом
мультиплексор
обеспечивает
возможность
одновременно, вместе с записью,
просматривать текущие изображения от
всех видеокамер как в режиме
мультикартины, при любом сочетании
количества выводимых изображений.
Кроме того в подавляющем большинстве моделей мультиплексоров есть
встроенный детектор движения, который, как было отмечено выше, обнаруживает,
движение в контролируемой зоне. При изменении изображения, той или иной
видеокамеры, мультиплексор ведет более подробную запись на видеомагнитофон
с «тревожной» видеокамеры. В результате чаще пишутся кадры с той
видеокамеры, где обнаружено движение. Этим экономится и без того
ограниченное место на видеокассете, а при воспроизведении уменьшается
дискретность изображения.
В этой статье были представлены лишь некоторые варианты систем
видеонаблюдения и видеоохраны. Как показывает опыт, конфигурация данных
систем подбирается каждый раз индивидуально, с учетом пожеланий заказчика и
исходя из условий размещения и работы видеооборудования.