Технические характеристики и методология построения систем видеонаблюдения объекта защиты

Системы телевизионного наблюдения 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.

Существует целый ряд применений систем телевизионного наблюдения 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.

Компьютерные системы наблюдения предназначены для комплексного управления системой теленаблюдения. Они могут обеспечивать охрану и контроль доступа в помещения как небольших, так и крупных офисов, банков и т. д.

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.

Однако компьютерные системы обеспечивают:

просмотр цветного и черно-белого видеоизображения от одного до шестнадцати источников видеосигналов одновременно или по выбору оператора.

автоматическое или полуавтоматическое покадровое сохранение изображения в цифровом виде с заданной дискретностью.

наложение даты, времени, служебных сигналов и другой информации на видеоизображение.

сжатие и передачу по каналам вычислительной сети (глобальная, локальная), а также по каналам телефонной связи через модем.

покадровый просмотр сохраненной видеоинформации с возможностью задания выборки и сортировке по дате, времени, наименованию объекта и пр.

обработку видеоизображения цифровыми методами в реальном масштабе времени:

• 1) трансфокация;
• 2) регулировка яркости, цветовой насыщенности, контрастности;
• 3) монтаж видеоизображений;
• 4) компенсация фона, засветок, фильтрация шумов и пр.

дистанционное управление системой по телефонной линии.

подключение служебных сигналов (сигнал тревоги, вызова, и др.) и возможность автоматического управления системой по заданному алгоритму (например, уменьшение интервалов времени записи кадров при поступлении сигналов тревоги).

программное и дистанционное управление системами охраны и многоуровневого доступа.

Графический редактор позволяет построить план здания с автоматическим выводом изображения «тревожной зоны» .

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.

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.). Системные клавиатуры позволяют управлять камерами и их переключением на мониторы. Телеметрические устройства обеспечивают управление поворотными устройствами, трансфокаторами и т. д.

При установке на улице, телекамеры помещаются в специальные защитные корпуса — защитные кожуха. Они предназначены для работы в широком диапазоне климатических условий и позволяют использовать различные комбинации телевизионных камер и объективов. Кожух снабжается солнцезащитным козырьком, платой для установки камеры, нагревателем, термостатом и коммуникационной панелью.

В конструкции видеокамеры можно выделить следующие основные функциональные системы:

• 1) Преобразователь свет-сигнал — обеспечивает кодирование снимаемого изображения в форме электрических сигналов. Преобразователи свет-сигнал представляют собой либо передающие электронно-лучевые ТВ трубки, либо твердотельные матрицы — так называемые «приборы с зарядовой связью». Передающими ТВ трубками оснащены устаревшие модели видеокамер либо видеокамеры специального назначения. В современных видеокамерах, как правило, применяются твердотельные матрицы, обеспечивающие большую надежность работы при достаточно высоких параметрах. Число строк матрицы принимает значения от 380 до 900;
• 2) 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;
• 3) Автоматическая регулировка усиления — позволяет производить непрерывную съемку при всех уровнях освещенности без необходимости переключать усиление или применять соответствующие фильтры и обладает также таким замечательным свойством, как приоритетность апертуры. Она заключается в том, что после того, как вручную установлена диафрагма, для получения желаемой глубины резкости, система автоматической регулировки усиления автоматически устанавливает требуемый уровень видеосигнала;
• 4) Электронный затвор — дает возможность снимать передающей ТВ камерой быстротечные динамические процессы и объекты за время второй части каждого поля, а это и есть период открывания электронного затвора. Изменяя величину периода открывания затвора, меняют время эффективной экспозиции при съемке. В телекамерах Sony время экспозиции изменяется вплоть до значения 1/100 000 с;
• 5) Автоматическая установка баланса белого — заключается в подборе усиления в каналах красного и синего цвета (в цветных видеокамерах) по отношению к усилению зеленого. Эти регулировки осуществляются изначально при изготовлении видеокамеры. Однако, в некоторых условиях может возникнуть необходимость их изменения, что, как правило, происходит автоматически. Для этого достаточно направить видеокамеру на белый объект, отрегулировать масштаб изображения так, чтобы этот объект занимал не менее 80% его площади, после чего нажатием кнопки включить схему регулировки. В некоторых моделях камер эту регулировку можно выполнить и вручную;
• 6) Гамма-коррекция — растягивание видеосигнала в области черного. В некоторых моделях видеокамер имеется схема, позволяющая увеличить число градаций в передаче полутонов черного и серого цветов. Действие ее фактически обратно действию схемы сжатия контрастности, которая повышает и углубляет контрастность полутонов в изображении. При максимальном значении коэффициента гамма-коррекции (1,0) полутона получаются наиболее контрастными, «грубыми» и «глубокими», а при минимальном (0,4) — обеспечивается воспроизведение наиболее «нежных» и «мягких» полутонов;
• 7) Съемки при низких уровнях освещенности — эта функция позволяет снимать почти без освещения. При этом можно получить прекрасное изображение с хорошим цветовым балансом без увеличения уровня шума;
• 8) 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.