А. Е. Пескин обслуживание и ремонт систем видеонаблюдения
|
Скачать 1.83 Mb.
|
1.5. Классификация систем видеонаблюдения Системы видеонаблюдения имеют весьма разнообразную конфигурацию, во многом зависящую от классификационных признаков. При классификации СВН используют следующие признаки: - вид используемого оборудования; - функциональное назначение; - место расположения; - принцип управления; - уровень интеллекта; - способ передачи сигналов; - тип используемых видеокамер; - число используемых видеокамер; - разрешение. В зависимости от используемого оборудования различают аналоговые и цифровые СВН. Первые из них из-за своей невысокой стоимости и выигрышности с точки зрения соотношения цена/качество до сих пор пользуются спросом для осуществления видеонаблюдения в небольших офисах, складских помещениях, автостоянках. Они отличаются простотой конструкции и эксплуатации и высокой надежностью. К недостаткам можно отнести некоторую функциональную ограниченность, обусловленную использованием аналоговой аппаратуры, и необходимость постоянного обслуживания (хотя и не сложного). Цифровые СВН используются для обеспечения безопасности особо ответственных или территориально распределенных объектов. Преимущества цифровых систем очевидны: это высокое качество видеоизображения, возможность обработки и компьютерного анализа записанного материала, применение недорогих и малогабаритных цифровых носителей информации для видеоархива, неограниченное время хранения записи, практически мгновенный доступ к любому сюжету из архива, возможность передачи информации по локальным и глобальным вычислительным сетям и транслирования видеоизображений в Интернет. Очевидно, что цифровые СВН несколько дороже аналоговых и требуют более квалифицированного персонала для обслуживания. По функциональному назначению СВН подразделяют на системы наружного, внутреннего и скрытого наблюдения. Системы наружного видеонаблюдения предназначены для наблюдения стационарно установленными видеокамерами за обстановкой по периметру, окнами и дверями зданий и территориями. Системы внутреннего видеонаблюдения предназначены для контроля и документирования событий, происходящих в помещениях охраняемого объекта. Системы скрытого видеонаблюдения позволяют фиксировать переговоры в специализированных помещениях, а также осуществлять видеоконтроль в тех местах, где размещение видеокамер по каким-либо причинам нежелательно. По месту расположения различают стационарные СВН, располагаемые непосредственно на охраняемых объектах, и мобильные, располагаемые в движущимся транспортном средстве. По принципу управления различают централизованные СВН, когда функции управления сосредоточены в одном центре, и распределенные, когда имеется несколько центров управления всей системой. По уровню интеллекта различают СВН с низким и высоким уровнем интеллекта. Первые из них требуют присутствия оператора и (или) постоянной записи информации. Вторые же выполняют функции автоматической оценки обстановки или же выступают в роли технического средства обнаружения перемещений в зоне наблюдения, распознавания объектов, динамического слежения за нарушителем. По способу передачи сигналов различают проводные и беспроводные системы. Первые из них для передачи сигналов используют коаксиальные и оптоволоконные кабели, кабели витой пары и даже телефонные сети. Беспроводные системы для передачи сигналов используют радиоканал и могут обеспечивать дальность передачи сигналов до 15 км в прямой видимости. В СВН используются черно-белые и цветные видеокамеры. Первые из них примерно в полтора раза дешевле цветных и в то же время они имеют гораздо более высокие значения разрешения и чувствительности. Черно-белые видеокамеры целесообразно использовать в системах для наблюдений больших открытых территорий. Они хорошо работают в условиях низкой освещенности и небольшого тумана. Цветные же видеокамеры позволяют лучше идентифицировать наблюдаемый объект, однако они требуют хорошего освещения и стоимость СВН с их использованием выше стоимости СВН с черно-белыми видеокамерами. По числу видеокамер различают простые СВН и сложные. Простые системы включают в себя одну видеокамеру и соединенный с ней по линии связи монитор. В сложных системах может использоваться не один десяток видеокамер и соответствующее коммутационное оборудование. Наконец, по разрешению, в первую очередь зависящему от используемых видеокамер, все СВН делят на два вида: обычное разрешение (380…420 ТВЛ для черно-белых систем и 300…350 ТВЛ – для цветных) и высокое разрешение (500 ТВЛ и выше для черно-белых систем и 380 и выше – для цветных). 2. Компоненты систем видеонаблюдения 2.1. Устройства формирования изображений – видеокамеры и объективы Видеокамера – главный и обязательный компонент любой СВН. Она является источником визуальной информации, которая в конечном итоге поступает к оператору поста охраны. Использование видеокамер предоставляет оператору уникальную возможность осуществлять одновременное наблюдение нескольких достаточно удаленных мест, контролировать изменение ситуации в этих зонах и осуществлять их видеозапись. Революцией, открывшей дорогу массовому применению видеонаблюдения, стало появление приборов с зарядовой связью (ПЗС, в англоязычной литературе для ее обозначения используется термин CCD – Charge Coupled Device). Было установлено, что фотоны могут генерировать в слое кремния носители заряда, которые могут быть собраны и сохранены в отдельных областях (пикселах, от английского pixel –picture element), а затем переданы через материал в виде дискретных пакетов заряда. Технологические возможности 1970-х гг. не позволяли наладить массовое производство ПЗС с относительно небольшой площадью пиксела, поэтому разрешение первых видеокамер на основе ПЗС-матриц было довольно низким. Кроме того, качество матриц оставляло желать лучшего, а количество дефектных пикселов было весьма велико. Первоначально эта проблема решалась отбраковкой значительной части готовой продукции, что, разумеется, сказывалось на конечной цене камеры. На рубеже 80-90-х годов прошлого века технология производства настолько улучшилась, что процент бракованных матриц сократился до приемлемого уровня, размер пикселов уменьшился, видеокамеры стали дешевле, и в видеонаблюдении наступила «эпоха» ПЗС. Итак, основой современной видеокамеры является так называемая ПЗС-матрица, которая представляет собой прямоугольную светочувствительную полупроводниковую пластинку с отношением сторон 3:4, преобразующую падающий на нее свет в электрические заряды, которые используются для получения выходного видеосигнала с помощью специальной электронной схемы. Радужную поверхность ПЗС-матрицы можно увидеть через отверстие в корпусе видеокамеры (рис. 2.1), в которое вворачивается объектив (большинство видеокамер стандартного дизайна поставляется без объективов).  Рис. 2.1. Внешний вид видеокамеры в стандартном корпусе От используемых ПЗС-матриц произошло название «ПЗС-видеокамеры» (в первых телекамерах использовались электровакуумные приборы – передающие трубки). ПЗС-матрица состоит из большого числа светочувствительных ячеек, с помощью которых можно разложить сфокусированное на ней изображение в виде определенного числа зарядов, соответствующих каждой ячейке изображения называются пикселами. Чем больше число элементов разложения – пикселов, тем менее заметна дискретность результирующего изображения. Количество пикселов указывается в паспорте на видеокамеру, эта характеристика является одной из наиболее важных. В последнее время начинает проявляться интерес к использованию в видеонаблюдении так называемых мегапикселных видеокамер, у которых размер ПЗС-матрицы (и, соответственно, разрешающая способность) может быть весьма большим (например, 4096×4096 пикселов). Наибольшее распространение получили ПЗС-матрицы с межстрочном (IT– Interline Transfer) и межкадровым (FT – Frame Transfer) переносом зарядов. В первом случае (рис. 2.2, а) видеоинформация считывается построчно через соответствующий регистр считывания камерной электроники, во втором случае (рис. 2.2, б) имеет место буферизация (промежуточное хранение) комплектного видеокадра, однако и здесь процесс его считывания осуществляется построчно.  Рис. 2.2. Формирование видеосигнала в ПЗС-матрице с построчным (а) и покадровым (б) переносом заряда Выбор видеокамеры (цветной или черно-белой) непосредственно определяется техническим заданием на систему охранного телевидения. Следует отметить, что в одной и той же видеосистеме можно одновременно использовать как цветные, так и черно-белые видеокамеры (конечно, если в этом есть необходимость). Например, в основном система видеонаблюдения может быть цветной, а среди используемых в ней видеокамер может быть и, к примеру, видеоглазок (черно-белая видеокамера со сверхширокоугольной оптикой, устанавливаемая во входной двери). Такое решение может быть вполне оправданным (естественно, что изображение на экране цветного видеомонитора, поступающее от видеоглазка, будет черно-белым). Или, наоборот, вся видеосистема (включая видеомонитор) может быть черно-белой, но по каким-то причинам в ней может использоваться и цветная видеокамера – при этом все изображения будут нормально отображаться как черно-белые. Известно, что цветные видеосистемы более информативны, их особенно ценно использовать в тех местах, где важно различать цвета объектов, например, в казино или на улице, если требуется вести видеонаблюдение за автомобилями. Высокая информативность цветных видеокамер является их важным преимуществом перед черно-белыми, подчас это является решающим аргументом в пользу цветных видеокамер, несмотря на их сравнительно высокую стоимость, а также зависимость качества изображения от типа источника света. В свою очередь, черно-белые видеокамеры имеют более высокую разрешающую способность и чувствительность, меньшую стоимость. Цветные камеры на основе ПЗС-матриц создаются двумя основными способами. Первый заключается в наличии трех ПЗС-матриц и специальной призмы, разделяющей световой поток для формирования изображения на каждой из них. Такие камеры характеризуются высокими значениями разрешения, чувствительности и цветопередачи. Более дешевый (и распространенный в СВН) вариант – однокристальные камеры, в которых имеется одна ПЗС-матрица с мозаичной (реже штриховой) структурой цветных светофильтров, позволяющих раздельно формировать на светочувствительных ячейках ПЗС-матрицы изображения в различных цветах (рис.2.3). Для формирования видеосигнала цветного изображения перед ячейками ПЗС-матрица создаются микросветофильтры основных цветов (красного, зеленого, синего), т.е. один пиксел цветного изображения формируется из трех ячеек. Поскольку у цветных видеокамер количество результирующих ячеек в 3 раза меньше, чем у черно-белых видеокамер, разрешающая способность и чувствительность у них оказываются хуже.  Рис. 2.3. Упрощенная конструкция однокристальной цветной видеокамеры Другими словами, перед каждой ячейкой установлен светофильтр, пропускающий какой-то один цвет. После считывания информации с ячеек происходит вычитание одних цветов из других, и формируются три сигнала – яркостный Y и два цветоразностных – U и V. В дальнейшем для передачи по одному коаксиальному кабелю все эти сигналы могут быть суммированы, и получается единый композитный цветовой сигнал. Именно этот сигнал в большинстве случаев и называется видеосигналом. Для правильной передачи цветов между поверхностью ПЗС-матрицы и объективом устанавливается также светофильтр, не пропускающий инфракрасное излучение – ИК-запирающий фильтр. Он обычно имеет вид тонкой пластины или пленки. Существуют комбинированные видеокамеры, так называемые видеокамеры «день-ночь». Самый простой и дешевый способ увеличить чувствительность – усилить видеосигнал, отключив цветовой тракт. В этом случае чувствительность камеры увеличивается незначительно, поскольку все светофильтры, присущие цветной камере, остаются на месте и вносят свою лепту в уменьшение светового потока, падающего на поверхность ПЗС-матрицы. Себестоимость такой камеры практически не отличается от классической цветной модели, поэтому данный тип телекамер весьма популярен при создании "бюджетных" решений. Второй, ставший классическим вариант исполнения камеры – механически удаляемый ИК-фильтр. В этом случае он делается в виде сдвигаемой (реже откидываемой) плоскопараллельной пластины. Сигнал к сдвигу фильтра подается либо от внешнего датчика освещенности, либо при понижении видеосигнала ниже некоего порогового уровня. Телекамеры такой конструкции имеют довольно высокую чувствительность, в том числе и в инфракрасном диапазоне, поэтому часто с этими камерами применяется встроенный или отдельный ИК-прожектор, позволяющий вести наблюдение в условиях полной темноты. К недостаткам подобной схемы можно отнести потенциально ненадежный механизм удаления ИК-фильтра и неудаляемый мозаичный светофильтр, который в режиме "ночь" уменьшает световой поток ровно так же, как и в классических цветных камерах. Кроме того, при наблюдении с помощью инфракрасной подсветки происходит расфокусировка системы из-за изменения длины волны света. От этого может "спасти" механический сдвиг ПЗС-матрицы или применение специальных объективов с ИК-коррекцией, не требующих перефокусировки при изменении длины волны. Третьим вариантом телекамер "день/ночь" является совмещение в одном корпусе двух, по сути, совершенно автономных телекамер – цветной и черно-белой, а также (в большинстве случаев) ИК-прожектора. У каждой из камер имеется свой объектив, и интеграция происходит лишь на стадии коммутации выходных видеосигналов: при нормальной освещенности на выход подается сигнал от цветной телекамеры, а при снижении освещенности, контролируемой специальным датчиком, – от черно-белой. При этом одновременно с черно-белой камерой включается инфракрасный осветитель. Достоинства такой системы очевидны – в режиме "ночь" черно-белая телекамера, заранее сфокусированная для работы с ИК-прожектором, дает наилучшее изображение, ведь световому потоку не "мешает" ни инфракрасный, ни мозаичный светофильтры. Для этой системы можно подобрать ПЗС-матрицу невысокого разрешения (оно все равно снизится в ИК-диапазоне), но с максимальной площадью каждого пикселя, а значит, с наилучшей чувствительностью. Недостатки системы – высокая стоимость (две камеры, два объектива) и необходимость тщательной настройки для точного совпадения полей зрения цветной и черно-белой камеры, особенно при использовании вариофокальных объективов. Четвертый вариант является комбинацией второго и третьего и предусматривает наличие двух ПЗС-матриц с одной оптической системой (объективом). При падении освещенности происходит механическая замена матриц с одновременным удалением ИК-фильтра. В результате достигается максимальная чувствительность третьего варианта одновременно с единой оптической системой, то есть с решением проблемы совмещения полей зрения. Единственным недостатком такой системы можно считать сложность изготовления (а значит высокую стоимость) механизма смены ПЗС-матриц с исключительно высокой точностью позиционирования. Видеокамеры характеризуются специальным параметром, который называется формат ПЗС-матрицы (Format), – это не что иное, как округленное значение длины диагонали ПЗС-матрицы (рис. 2.4), выраженное в дюймах (можно подчеркнуть, что формат видеокамеры – это не размер, а условное обозначение типоразмера ПЗС-матрицы).  Рис. 2.4. Формат ПЗС-матрицы Чем больше формат матрицы, тем больше площадь светочувствительной рабочей зоны, то есть на этой площади размещается большее количество пикселов и (или) увеличивается размер каждого из них, что приводит к росту разрешения и чувствительности. Это объясняет тот факт, что "топовые" модели телекамер делают именно на крупноформатных матрицах. Имеются следующие форматы ПЗС-матриц: - 1² – (12,8 × 9,6) мм (в настоящее время практически не используется, но объективы под такую матрицу выпускаются); - 2/3² – (8,8 × 6,6) мм; - 1/2² – (6,4 × 4,8) мм; - 1/3² – (4,8 × 3,6) мм; - 1/4² – (3,6 × 2,7) мм. Следует отметить, что при производстве ПЗС-матриц выход годных приборов зависит от их типоразмера. Технологическими и экономическими соображениями продиктовано стремление производителей выпускать ПЗС-матрицы меньших размеров (вплоть до 1/5²). Судя по паспортным данным, производителям при этом удается сохранить основные технические характеристики, однако при уменьшении размера ПЗС-матрицы уменьшается контрастность воспроизводимого на экране видеомонитора изображения. Знание формата ПЗС-матрицы необходимо для выбора подходящего объектива: диаметр окружности, в которой отображается сфокусированное объективом изображение, по сути, является диагональю ПЗС-матрицы. Так как ПЗС-матрица имеет форму прямоугольника, то на нее приходится только часть проецируемого кругового изображения. Если форматы ПЗС-матрицы и объектива совпадают, то прямоугольник матрицы точно вписывается в окружность. Отметим, однако, что если видеокамера поставляется с собственным объективом, то указание в документации на видеокамеру информации о формате ПЗС-матрицы по сути является избыточным. Разрешающая способность (Resolution) является одной из важнейших характеристик систем видеонаблюдения вообще и видеокамер в частности. Этот параметр характеризует способность видеосистемы различать мелкие детали и удаленные предметы. Численно разрешающая способность видеокамеры измеряется в так называемых телевизионных линиях (ТВЛ) – суммарном количестве различимых на экране видеомонитора черных и белых штрихов минимальной толщины. Чем больше значение разрешающей способности видеокамеры, тем мельче детали и более удаленные предметы можно наблюдать (последнее особенно важно при установке видеокамер вне помещений). Проще говоря, если имеется две черно-белых видеокамеры, причем, для одной указана разрешающая способность 600 ТВЛ, а для другой – 420 ТВЛ, то первая видеокамера лучше второй (первую относят к видеокамерам высокого разрешения, вторую – стандартного разрешения). В первую очередь, разрешающая способность видеокамеры определяется количеством пикселов ПЗС-матрицы. Следует различать разрешающую способность по вертикали и по горизонтали. Разрешающая способность по вертикали определяется принятым в телевидении чересстрочным разложением растра, т.е. методом отображения, передачи или хранения изображений (как правило, движущихся), при котором каждый кадр разбивается на два полукадра (или поля), составленные из строк, выбранных через одну. Альтернативным вариантом чересстрочной развёртки является прогрессивная (построчная) развёртка. В видеосигнале при сохранении количества строк изображения применение чересстрочной развёртки в два раза повышает кадровую частоту (здесь она называется частота полей) сравнению с прогрессивной разверткой (50 Гц против 25 Гц). В России в системах видеонаблюдения в основном используются видеокамеры, на которые распространяются следующие требования (аналогичные требованиям телевизионного стандарта ГОСТ 7895-92): – частота полей (полукадров) 50 Гц; – частота кадров 25 Гц; – период следования строчных синхроимпульсов 64 мкс. В соответствии с этим стандартом используется чересстрочная развертка, общее количество строк за время полного кадра составляет 625 (312,5 в каждом четном и нечетном поле), причем активными из них являются 575 строк, т.е. это те строки, которые приходятся на время прямого хода кадровой развертки. Данным значением ограничивается разрешающая способность видеокамер по вертикали. Разрешающая способность видеокамеры по горизонтали зависит от полосы пропускания тракта от матрицы до выходного разъема. Ориентировочное значение разрешающей способности по горизонтали (а, как правило, именно она в основном интересует потребителя), выраженное в ТВЛ, можно оценить как 0,7 от числа пикселов по горизонтали (некоторые авторы используют коэффициент 0,75), т.е. определяется параметрами ПЗС-матрицы. Поэтому разрешающая способность черно-белых видеокамер выше разрешающей способности цветных видеокамер. Не следует забывать, что и объектив, который эксплуатируется в составе видеокамеры, также вносит свой хоть и меньший, но негативный вклад в ухудшение результирующей разрешающей способности системы видеокамера-объектив. При этом необходимо помнить, что при оценке разрешающей способности объектива (в отличие от разрешающей способности видеокамеры) подсчитывается количество только черных (или только белых) штрихов. Весьма важным параметром видеокамер является указываемая в паспорте минимальная освещенность (Minimum illumination) или чувствительность (Sensitivity), которая характеризует способность видеокамеры наблюдать объекты при пониженной освещенности и даже в темноте. Этот параметр измеряется в люксах (лк). Чем меньше данное значение, тем выше качество видеокамеры (обстановка на объекте становится все темнее, а изображение еще продолжает оставаться различимым). Как правило, указывается интересующая пользователя минимальная освещенность на объекте, а не минимальная освещенность на ПЗС-матрице (значение освещенности на ПЗС-матрице при стандартных условиях измерения примерно в 10 раз меньше значения освещенности на объекте), что является более удобным пользователю, но при этом встречает определенные трудности при измерении этого параметра. Для повышения чувствительности современных видеокамер используют следующие технические решения, обеспечивающие их адаптацию к условиям пониженной освещенности: - формируют специальную структуру, которая создает микролинзы перед каждой ячейкой ПЗС-матрицы (например, компания Sony выпускает такие матрицы под названием Hyper-HAD); - уменьшают «неиспользуемые» промежутки между светочувствительными ячейками ПЗС-матрицы (технология Exwave-HAD); - используют ПЗС-матрицы, спектральная чувствительность которых значительно смещена в ИК-область (Ex-View); - в черно-белых видеокамерах при низкой освещенности происходит переключение в режим пониженной разрешающей способности (объединение сигналов с нескольких соседних ячеек ПЗС-матрицы) или возрастания времени накопления зарядов (это приемлемо для ночного видеонаблюдения мест с малой активностью, так как подобное решение влечет за собой смазывание изображения движущихся объектов: чувствительность разменивается либо на разрешающую способность, либо на быстродействие); - в цветных видеокамерах при низкой освещенности автоматически происходит переход в режим черно-белого изображения. В составе каждой ПЗС-видеокамеры имеется так называемый электронный затвор (ES – Electronic Shutter) – устройство, предназначенное для ее адаптации к вариациям освещенности. Данное устройство опрашивает ПЗС-матрицу короткими импульсами, длительность которых может меняться, благодаря чему осуществляется регулировка времени накопления зарядов, а значит, и уровень сигнала на выходе ПЗС-матрицы. Следует отметить, что практически у всех современных видеокамер имеется электронный затвор, автоматически изменяющий длительность опросных импульсов в пределах от 1/50 до 1/100000 с. Заметим, что указание данного параметра в прайс-листах или технических паспортах на видеокамеру нельзя назвать информативным, поскольку указанные значения относятся практически ко всем современным видеокамерам. Другое дело, если в документации указано, что имеется возможность ручной установки электронного затвора (Manual Shutter Control). Такая функция оказывается весьма полезной для наблюдения быстропротекающих процессов (например, при видеонаблюдении и распознавании номеров идущих в потоке автомашин). Дело в том, что если автоматический электронный затвор (Auto Shutter Control) работает на «малых скоростях» (1/50 с), а это бывает при низкой освещенности контролируемых объектов, то быстроизменяющиеся процессы будут отображаться на экране видеомонитора смазанными. Для исключения подобного дефекта должна быть либо обеспечена высокая освещенность объекта (что не всегда достижимо), либо следует использовать видеокамеры с описанной выше принудительно устанавливаемой скоростью работы электронного затвора. Недостатком использования электронного затвора (а также объективов с фиксированной или регулируемой вручную диафрагмой) является то, что объектив все время открыт, а значит, глубина резкости минимальна. Кроме того, в цветных видеокамерах это может приводить к уменьшению цветовой насыщенности. Но самое главное, динамического диапазона электронного затвора (100000:50 = 2000 раз) совершенно недостаточно для отработки изменений уличной освещенности (105…109 раз) при круглосуточной работе видеокамеры. Кроме того, электронный затвор никак не изменяет световой поток, поступающий на ПЗС-матрицу, а чрезмерная освещенность может привести не только к искажениям изображения, но, в некоторых случаях, и к выходу видеокамеры из строя. Указанная проблема решается с помощью так называемых объективов с автодиафрагмой (Auto Iris), в которых величина относительного отверстия в зависимости от освещенности регулируется автоматически (ALC – Auto Iris Lens Control). В качестве сигнала управления микродвигателями объектива (Iris Control) может использоваться специальный выходной видеосигнал (Video), вырабатываемый видеокамерой (не тот, что поступает на выход видеокамеры для передачи и дальнейшей обработки). В более совершенных видеокамерах для управления диафрагмой объектива вырабатывается медленно изменяющееся управляющее напряжение, часто называемое сигналом управления постоянным током (обозначается DC – Direct Current или DD – Direct Drive), благодаря чему может использоваться более простой и экономичный объектив. Для успешной работы видеокамеры с конкретным объективом должна обеспечиваться их электронная совместимость, которая заключается в соответствии сигналов управления автодиафрагмой видеокамеры и объектива. Как правило, если видеокамера обеспечивает управление автодиафрагмой объектива сигналом постоянного тока, то в ней имеется микропереключатель выбора: «DC» либо «Video». Отметим, что при управлении «Video» используются только три из четырех контактов соответствующего разъема («+12 V», «GND», «IRIS»), в то время как при управлении «DC» задействованы все четыре контакта («DAMP-», «DAMP+», «DRIVE-», «DRIVE+»). Некоторые фирмы наладили выпуск адаптеров, позволяющих совместно использовать объективы и видеокамеры, имеющие различные сигналы управления диафрагмой. Сама система управления автодиафрагмой, по сути, является классической системой автоматического регулирования, поэтому в некоторых случаях ей может быть присуща неустойчивость, которая проявляется в том, что зрачок объектива периодически открывается, а затем закрывается (при соответствующем «захлопывании» изображения на экране видеомонитора). Нередко причиной такого явления служит одновременная работа автодиафрагмы и электронного затвора, что, вообще говоря, нежелательно, поскольку инерционность этих систем различна. Иначе говоря, при использовании объектива с автодиафрагмой электронный затвор рекомендуется отключать. К самовозбуждению цепи управления автодиафрагмой может привести и неточная регулировка объектива. Подобная неисправность может проявляться следующим образом: при облачной погоде изображение на экране видеомонитора хорошее, как только появляется солнце – изображение начинает периодически пропадать и тотчас появляться (с периодом от долей секунды до нескольких секунд). Объективы с автодиафрагмой рекомендуется использовать в уличных условиях, и даже в помещениях с изменяющейся освещенностью (например, если в объектив видеокамеры может попадать свет фар автомобилей или яркий свет при открытии входной двери). Видеокамеры с объективами, имеющими фиксированную или вручную устанавливаемую диафрагму, в ряде случаев можно использовать в уличных условиях, но при одном условии, что освещенность в этом месте будет относительно постоянной (например, в подземном переходе). Отношение сигнал/шум (S/N Ratio, Signal/Noise) указывает на степень проявления на изображении так называемого «снега» (например, при отношении сигнал/шум 60 дБ шум практически отсутствует, 50 дБ – шум едва заметен или незаметен, 40 дБ – шум заметен, 30 дБ – сильный шум, 20 дБ – изображение теряется в шуме). Реальные измерения параметра сигнал/шум зарубежных видеокамер показали, что указываемые производителями в паспортах значения этого параметра нередко бывают существенно завышены. Кроме влияния на качество изображения, а значит, на эффективность работы оператора системы охранного телевидения, параметр сигнал/шум существенно влияет и на размер файла компрессированного изображения в цифровых видеосистемах. Система автоматической регулировки усиления (Gain Control) служит для стабилизации выходного видеосигнала на уровне около 1 В. Тем не менее, реально это значение выдерживается очень немногими производителями. В некоторых видеокамерах система АРУ может быть отключена, что в ряде случаев оказывается весьма ценным качеством в случаях, когда требуется, чтобы не ухудшалось соотношение сигнал/шум. Глубина АРУ у различных видеокамер может быть от 12 до 30 дБ. Гамма-коррекция (Gamma Correction) – параметр, который указывает на то, что в видеокамере заведомо вводится нелинейная зависимость выходного видеосигнала от освещенности объекта (т.е., если освещенность объекта изменять ступенчато, через равные приращения, то ступеньки выходного сигнала будут неодинаковы по размаху). Это делается для компенсации нелинейной зависимости яркости свечения кинескопа в видеомониторе от модулирующего напряжения (иначе темные места имели бы меньше градаций, чем светлые). В некоторых видеокамерах имеется переключатель гамма-коррекции 0,45 или 1,0; чаще устанавливается значение 0,45. Компенсация встречной засветки (BLC – Back Light Compensation) – обеспечивает более глубокую проработку в контровом (встречном) свете. Здесь необходимо пояснить следующее. Обычная видеокамера, у которой нет данной функции, отрабатывает на уровень сигнала, соответствующий усредненной освещенности в поле зрения. Если при этом на объекте имеются очень ярко освещенные участки, то за счет действия электронного затвора такие участки будут нивелироваться по яркости с участками средней освещенности, однако при этом уменьшится и яркость темных участков, причем, в такой степени, что они могут стать полностью неразличимыми. Классический пример: человек обращен лицом к видеокамере, а солнце светит ему в спину (в сторону объектива) – при этом лица человека не рассмотреть, виден лишь один силуэт. В сравнительно простых видеокамерах BLC отрабатывает по центральной части поля зрения видеокамеры, в видеокамерах с цифровой обработкой (DSP) имеется возможность программно устанавливать область изображения, в которой отрабатывает BLC. Более широким динамическим диапазоном обладают видеокамеры, в которых использована технология PIXIM, а именно система цифровой обработки пикселов DPS (Digital Pixel System), позволяющая прибору контролировать цифровое значение освещенности каждого пиксела. Синхронизация (Synchronization) необходима, когда количество видеокамер в СВН становится больше одной. Характерной является необходимость применения синхронизации в видеосистеме, в которой используются видеокоммутаторы. Дело в том, что при переключении несинхронизированных между собой видеокамер может происходить временный срыв кадровой синхронизации видеомонитора (после переключения каждого видеовхода несколько секунд «кадры ползут» по экрану, пока кадровая развертка не «захватит» синхронизацию), что не может не утомлять оператора. В буклетах цифровых систем обработки видеосигналов (разделителей экрана, видеомультиплексоров) указывается на отсутствие необходимости синхронизировать видеокамеры при работе с такими приборами. При этом, однако, умалчивается, что несинхронизированные видеосигналы приходят на входы цифрового прибора в разные моменты времени, а это в конечном итоге приводит к замедлению обновления видеоинформации и более заметному проявлению на изображении прерывистости движения, так называемого «строб-эффекта». Поэтому, и для цифровых приборов обработки видеосигналов, и для цифровых СВН использование синхронизации может оказаться весьма полезной функцией. Можно отметить, что в паспортах на видеокамеры производители в числе «дежурных», избыточных характеристик (таких, как гамма-коррекция, выходной сигнал размахом 1 В, чересстрочная развертка, автоматический электронный затвор) указывают и внутреннюю синхронизацию (Internal), поскольку она имеется у всех без исключения видеокамер (используется кварцевый резонатор). Внешняя синхронизация (External) – V-Lock (кадровой развертки) или Gen-Lock (кадровой и строчной разверток) актуальна для видеокамер, питаемых от источника постоянного тока, причем для этой цели может использоваться либо видеосигнал от одной из видеокамер, либо синхросмесь, вырабатываемая специальным прибором – синхронизатором. Ясно, что для реализации внешней синхронизации на корпусе видеокамеры должен быть предусмотрен специальный разъем. Для видеокамер с сетевым питанием удобна синхронизация от сети переменного тока (LL – Line-Lock). Отметим, что именно такая синхронизация позволяет избавиться от следующего неприятного проявления дефекта. Если в помещении, где установлены видеокамеры, используются лампы дневного света, то на изображении может появляться яркостная модуляция (экран медленно заплывает светом, а затем также медленно изображение становится нормальным). Подобная яркостная модуляция проявляется далеко не со всеми лампами дневного света и непосредственно глазом в помещении не ощущается. Видеокамеры с синхронизацией от сети допускают подстройку фазы – в качестве опорного сигнала проще всего взять видеосигнал от одной из видеокамер, а остальные видеокамеры следует подстроить по ней. Контроль подстройки фазы можно осуществлять по-разному: -с помощью специального фазометра; -с помощью двухлучевого осциллографа (контроль взаимного положения кадровых синхроимпульсов); -с помощью видеомонитора, на разъемы сквозного прохода которого подаются видеосигналы от двух видеокамер (регулировкой частоты кадров добиваются появления темных горизонтальных полос, соответствующих кадровым гасящим импульсам, а затем подстройкой добиваются их совпадения). В реальных видеокамерах нередко параметры синхроимпульсов выходят за пределы, оговоренные стандартом (размах 0,3 В при общем размахе видеосигнала 1 В), – отсюда возможные проблемы по совместимости некоторых видеокамер с устройствами, использующими оцифровку видеосигнала (разделителями экрана, платами ввода видео в компьютер и т.п.), в то время, как при подаче сигнала на вход видеомонитора изображение нормальное. Баланс белого является специфическим параметром цветных видеокамер. Он служит для правильной цветопередачи изображения на объекте при использовании различных типов источников света, к которым, следует отметить, цветные видеокамеры весьма чувствительны (в особенности это относится к лампам дневного света). Указываемый в паспорте диапазон калориметрических температур (например, 2700…10000 К) соответствует диапазону регулировок, т.е. говорит о возможной совместимости цветной видеокамеры с источниками освещения. В качестве напряжение питания (Power Supply) видеокамер используется или низковольтное напряжение постоянного тока DC (чаще всего 12 В), или сетевое напряжение AC (220 В). Меньшее распространение находят видеокамеры с питанием переменным напряжением 24 В. При питании от напряжения 220 В, как уже указывалось, удобно использовать синхронизацию от сети. Кроме того, если видеокамера должна быть установлена на улице в термокожухе, то это напряжение удобно использовать и для питания нагревательного элемента – т.е. можно ограничиться единым кабелем питания. Во избежание искажений на экране видеомонитора рекомендуется в пределах всей системы охранного телевидения использовать питание от одной фазы сети 220 В. Если же видеокамеры установлены на значительном расстоянии друг от друга, а также от помещения охраны, где установлены видеомониторы, и подключаются к ближайшим электрощиткам или розеткам, то при этом могут возникнуть искажения. Для борьбы с ними можно использовать разделительные трансформаторы. Для видеокамер, предназначенных для питания от источника постоянного тока, можно, конечно, использовать общий источник, однако при этом необходимо помнить следующее: - для питания большого числа видеокамер, расположенных на значительной по площади территории, может потребоваться достаточно мощный источник питания и провода большого сечения; - при использовании общего источника питания возможно появление электрической связи между видеокамерами (на экране видеомонитора появляются искажения за счет проникновения видеосигналов из канала в канал, например, в виде наложения на основное изображение малоконтрастного изображения от другой видеокамеры, которое перемещается по горизонтали); - живучесть СВН в этом случае оказывается невысокой, поскольку при выходе из строя источника питания или повреждения общих проводов выходит из строя вся видеосистема. Во избежание возникновения помех и выхода видеокамер из строя не следует использовать один источник питания для нескольких различных приборов системы безопасности объекта (например, для видеокамеры и электромагнитного замка). Поэтому в ряде случаев для каждой видеокамеры с низковольтным питанием удобнее использовать свой источник питания. Другим решением является использование источника питания с повышенным выходным напряжением (например, 24 В), а в непосредственной близости от места установки видеокамеры располагать простейший стабилизатор напряжения (например, построенной на микросхеме типа КРЕН): в этом случае гасятся возможные броски напряжения и гарантируется подача на видеокамеру питающего напряжения нужного номинала практически вне зависимости от потерь на проводах. Отметим, что видеокамеры с широким диапазоном допустимых питающих напряжений (например, 8 …15 В) имеют очевидное преимущество перед видеокамерами, критичными к этому параметру. На объектах, где вероятны отключения питающего напряжения, следует предусмотреть организацию бесперебойного питания (броски напряжения могут вызвать выход видеокамер из строя). Кроме того, если произошло отключение питания уличной видеокамеры (без нагревательного элемента), причем окружающая температура достаточно низкая, то после подачи напряжения она уже может не включиться. Бесперебойное питание проще всего организовать при низковольтном питании видеокамер. Однако остальная часть оборудования СВН, как правило, предназначена для питания от сети 220 В, поэтому может потребоваться применение бесперебойных источников питания, аналогичных тем, которые используются в компьютерных системах. Чтобы стоимость организации бесперебойного питания не была чрезмерно высокой, следует реалистически исходить из того времени, в течение которого СВН должна продолжать работать в случае пропадания централизованного питания и обнаружения чрезвычайной ситуации на объекте (злоумышленники стремятся реализовывать свои замыслы как можно быстрее). Чаще всего пользователей интересует нижняя граница диапазона рабочих температур (Operating Temperature), а она обычно для видеокамер составляет около –10°С. Поэтому, если в паспорте зарубежного производителя встречается обозначение Weather Proof Camera (всепогодная видеокамера), то надо понимать, что это, скорее всего, не всепогодная, а всего лишь водозащищенная (Water Proof) видеокамера. Современные видеокамеры имеют самое разное конструктивное исполнение. Имеются следующие возможные варианты конструкции: - видеокамеры в стандартном корпусе (как правило, без объективов); - миниатюрные видеокамеры («квадраты», цилиндрические, купольные, шары); - уличные видеокамеры (как правило, вмонтированные в термокожухи, с кронштейном); - бескорпусные видеокамеры; - дверные видеоглазки (видеокамеры со сверхширокоугольным объективом без регулировки диафрагмы, устанавливаемые во входные двери); - взрывобезопасные видеокамеры (конструкция которых исключает образование электрической искры, что позволяет использовать их в специальных помещениях); - видеокамеры специального дизайна; - IP-видеокамеры; - скоростные поворотные видеокамеры; - видеокамеры, входящие в состав мини-видеосистем (с инфракрасной подсветкой, микрофоном и громкоговорителем). Необходимо отметить особенность купольных (потолочных) видеокамер – возможность использования темного светофильтра (при этом посетитель не может определить, куда направлена видеокамера). Следует, однако, помнить, что чувствительность видеокамеры в этом случае несколько снижается. Бескорпусные и миниатюрные видеокамеры, как правило, поставляются со встроенным микрообъективом (но существуют варианты поставки и без объектива). Бескорпусные видеокамеры, по сути, представляют собой полуфабрикат, который должен быть установлен в тот или иной корпус или термокожух. Обычно бескорпусные модели наиболее дешевые из всего ассортимента камер, предлагаемых производителем, поэтому их схемотехника часто упрощена, а разрешение довольно низкое. Особым разнообразием форм отличаются корпусные телекамеры со встроенным объективом. Простейшая их форма – квадратный корпус, в который, по сути, установлена модульная моноплатная камера. Такой корпус оснащен П-образным кронштейном и обычно имеет размеры сторон от 20 до 40 мм. Более сложная форма – цилиндр, или, по терминологии юго-восточных производителей, «пуля». Калибр (диаметр) такой «пули» без встроенной инфракрасной подсветки обычно составляет от 18 до 24 мм. В комплект поставки входит кронштейн с шаровым шарниром, что позволяет удобно закрепить такую видеокамеру, как на стене, так и на потолке. Иногда цилиндрические телекамеры оснащаются ИК-осветителем, а корпус делается влагозащищенным. В этом случае возможно применение камеры в неотапливаемых помещениях и даже на улице. Отдельную группу составляют телекамеры в корпусах-полусферах. Такой корпус легко вписывается в дизайн современного офиса или жилого помещения. Существуют влагозащищенные, антивандальные варианты со встроенными объективами, оснащенными автоматической диафрагмой, вполне пригодные для установки на улице, например под козырьком подъезда. Некоторые камеры имеют внутренний кронштейн с тремя степенями свободы, что позволяет ставить такие камеры не только на потолки, но и на стены. Особенно удачным решением корпус в виде полусферы оказался для интегрированных комплектов speed-dome, включающих в себя видеокамеру, объектив-трансфокатор и скоростное поворотное устройство. В паспортах на видеокамеру указывается вид крепления объектива (Lens Mount): C или CS. Этот параметр определяет конструктивную совместимость видеокамеры и объектива. Дело в том, что существует два варианта исполнения видеокамер в зависимости от расстояния от места расположения ПЗС-матрицы до устанавливаемого объектива. Варианты С и CS отличаются по этому расстоянию на 5 мм. В соответствии с этим выпускаются и объективы крепления С либо CS. Чтобы изображение было четко сфокусировано на ПЗС-матрице, необходимо, чтобы с видеокамерой С эксплуатировался объектив С (рис. 2.5), а с видеокамерой CS объектив CS (рис. 2.6), в противном случае изображение окажется расфокусированным.  |
Похожие:
 |
23. 02. 07 Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей Минимальные требования к результатам освоения основных видов деятельности образовательной программы среднего профессионального образования... |
|
А. Е. Пескин обслуживание и ремонт Рассмотрены общие вопросы организации и технологии обслуживания и ремонта радиотелевизионной аппаратуры, применяемые в ней электронные... |
|
Обслуживание систем безопасности Примерный регламент на проведение работ по техническому обслуживанию систем безопасности (видеонаблюдения, контроля и управления... |
 |
Регламентом выполнения работ по то и ппр систем видеонаблюдения Оказание услуг по поддержанию в работоспособном состоянии модулей и элементов внутрибольничных систем видеонаблюдения |
|
Методические указания по выполнению дипломного проекта (работы) предназначены... «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта». Дипломная работа выполняется на базе профессионального модуля пм.... |
|
Методические рекомендации по организации систем видеонаблюдения в... Построение систем видеонаблюдения федеральным оператором – ОАО «Ростелеком» в ппэ 12 |
|
На техническое обслуживание и ремонт систем кондиционирования и вентиляции |
|
На техническое обслуживание и ремонт систем кондиционирования и вентиляции |
|
Согласовано на заседании закупочной комиссии (Протокол № дэк-89 зп-орг ) Открытый запрос предложений на право заключения договора на техническое обслуживание опс и систем видеонаблюдения |
|
Согласовано на заседании закупочной комиссии (Протокол № дэк-89 зп-орг ) Открытый запрос предложений на право заключения договора на техническое обслуживание опс и систем видеонаблюдения |
|
На техническое обслуживание и планово-предупредительный ремонт систем пожарной защиты |
|
Комплект контрольно-оценочных средств пм. 01 Техническое обслуживание... Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования по специальности спо «Техническое... |
|
Касип азм станций метрополитена в части ремонта блоков Текущий ремонт систем видеонаблюдения (свн) комплексной автоматизированной системы информационной поддержки антитеррористической... |
|
Список тем на выполнение самостоятельной работы По специальности... По специальности 23. 02. 03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта |
|
Техническое задание на техническое обслуживание и текущий ремонт... Тр систем проводятся с целью обеспечения выполнения функций, предусмотренных проектом, целостности систем, работоспособности и функциональной... |
|
В действие решение Техническое обслуживание и ремонт испарительных и компрессорно-конденсаторных блоков бытовых систем кондиционирования |