/
Author: Пескин А.Е.
Tags: электротехника сигнализация различные телекоммуникационные службы дистанционное управление телемеханика системы телемеханики информационная безопасность видеотехника правоохранительные органы телевизионная техника
ISBN: 978-5-9912-0336-4.
Year: 2013
Text
A. E. Пескин
НАБЛЮДЕНИЯ
Основы построения, проектирования
и эксплуатации
A. E. Пескин
СИСТЕМЫ
ВИДЕОи
НАБЛЮДЕНИЯ
Основы построения, проектирования
и эксплуатации
Москва
Горячая линия - Телеком
2013
УДК 621.397:621.398:654.924
ББК 32.968
1128
Рецензенты: доктор техц. паук, профессор В. А- Ворона, техниче-
ский директор ООО «Аксцс Комму никейшцс» II. А. Рожков
Пескин Л Е.
1128 Системы видеонаблюдения. Основы построения, проек-
тирования и эксплуатации,- М.: Горячая линия - Телеком,
2013. - 256 с.: ил.
ISBN 978-5-9912-0336-4.
Систематизированы обширные сведения в области построения
систем видеопабдюдепия, рассмотрены решаемые ими задачи, право-
вые нормы применения, а также используемые стандарты и руково-
дящие документы. Рассмотрены основные технические характеристи-
ки компонентов аналоговых, цифровых и сетевых систем видеонаб-
людения. Приведены примеры ттх практического использования. Опи-
саны методы проектирования систем видеонаблюдения и даны прак-
тические рекомендации по их монтажу и техническому обслужива-
нию. Рассмотрены простейшие способы тестирования, оценки рабо-
тоспособности и качества используемых компонентов.
Для сцеццащктов. занимающихся проектированием и эксплуата-
цией систем видеонабцюдения, персонала фирм-поставщиков и фирм-
заказчиков оборудования, руководителей и сотрудников служб безо-
пасности. Будет полезна студентам вузов, слушателям курсов повы-
шения квалификации и переподготовки специалистов, а также широ-
кому кругу читателей, интересующихся вопросами применения сис-
тем видеопабдюдепия.
ББК 32.968
Адрес нздатещстда. в Интернет ИТГИ' TECHBOOK.RU
Справочное издание
Пескин Александр Ефимович
Системы видеонаблюдения. Основы построения,
проектирования и эксплуатации
Редактор Ю. Н. Чернышов
Компьютерная верстка Ю. Н. Чернышова
Обложка художника О. Г. Карповой
Подписано в исчахь 15.03.2013. Формат 60 88/16. Уч изд. л.16. Тираж 500 экз
ISBN 978-5-9912-0336-4 @ А Е. Пескин, 2013
© Издательство «Горячая линия Телеком». 2013
Предисловие
Системы видеонаблюдения (СВН) являются одним из основных
компонентов и занимают важное место в общей структуре интегри-
рованных (комплексных) систем обеспечения безопасности объектов
и физических лиц. Подобные системы в последнее время использу-
ются очень широко для охраны периметров и объектов, для контро-
ля поведения посетителей, для наблюдения за производственными
процессами и во многих других областях на предприятиях, на тран-
спорте, в офисных и жилых помещениях, гостиницах, учебных заве-
дениях, магазинах, торговых центрах, коттеджных поселках и т.п.
Как правило, при охране реального объекта современные СВН
интегрированы в комплексную охранную систему обеспечения безо-
пасности вместе с системами контроля доступа и охранно-пожарной
сигнализации, хотя, конечно, они могут быть установлены и неза-
висимо.
Основные функции СВН — вести видеомониторинг определен-
ных участков территории объекта и предоставлять визуальную ин-
формацию оператору службы безопасности в виде, удобном для вос-
приятия, дальнейшей обработки и хранения. Поскольку основной
задачей видеонаблюдения в структуре технических средств обеспе-
чения безопасности является недопущение проникновения на охра-
няемый объект посторонних лиц, основными местами использова-
ния СВН являются различные въездные ворота, периметр ограж-
дения, двери, а также подъездные пути и прилегающая террито-
рия. Внутри помещений объектами внимания традиционно являют-
ся внутренние двери, лестничные клетки и площадки около лифтов,
входы в технические помещения. В случае необходимости реше-
ния специфических задач службы безопасности (например, в торго-
вом предприятии или офисном помещении) видеокамеры СВН мо-
гут быть нацелены на определенные важные зоны, например зону
приема посетителей или зону совершения кассовых операций. Кро-
ме того, материалы видеонаблюдения часто является важнейшей
фактической основой проведения служебного расследования, а в не-
которых случаях единственным достоверным, неоспоримым и неза-
висимым свидетельством как элемент судебных разбирательств.
4
Предисловие
Конструктивно современные СЕН состоят из видеокамер раз-
личного уровня технологической сложности, средств обработки сиг-
налов и их регистрации, комплекса устройств отображения изобра-
жения (различных мониторов) и устройств управления. Как пра-
вило, СЕН имеют автономное электропитание и защищенные от по-
стороннего вторжения каналы связи. Благодаря современным ком-
пьютерным технологиям оператор службы безопасности имеет воз-
можность воспринимать информацию со всех установленных видео-
камер, управлять ими (поворачивать и увеличивать изображение) в
реальном времени, автоматически фиксировать поступающую визу-
альную информацию на жесткий диск компьютера и т.п.
Часто камеры видеонаблюдения дополняются устройствами де-
текции движения — в этом случае запись изображения может вес-
тись не постоянно, а по моменту возникновения движения в подконт-
рольном пространстве (соответственно, автоматически прослеживая
движение и обращая внимание оператора на возникшую ситуацию).
К числу дополнительных возможностей СЕН относится расшире-
ние спектра фиксируемой информации об окружающем пространс-
тве за счет регистрации аудиоинформации, поступающей с внешних
микрофонов (в том числе сигналов, синхронизированных с данны-
ми видеокамер).
Одним словом, система видеонаблюдепия является одной из ос-
нов информационного обеспечения оперативной работы службы бе-
зопасности.
Видсонаблюдсние, также как промышленное, транспортное,
подземное и подводное телевидение и другие системы, относится
к телевизионным системам специального назначения. По-другому
эти системы называют прикладными замкнутыми телевизионными
системами Closed Circuit Television (CCTV), т. e. предназначенными
для ограниченного числа зрителей, в противоположность системам
вещательного телевидения.
Одно из назначений книги — дать читателю необходимые зна-
ния для осознанного проектирования СВН и для оптимального под-
бора оборудования таких систем, без чего их реальное проектиро-
вание невозможно.
Надо отметить, что бытующее рассмотрение технических харак-
теристик СВН в отрыве от реальных условий их эксплуатации за-
частую приводит к низкой эффективности использования подобных
систем. Поэтому значительное место в книге уделено практической
стороне вопроса, в частности оптимальному размещению видеока-
мер и выбору зон их обзора.
Предисловие
5
В книге, как правило, не упоминаются технические характерис-
тики и описания конкретных моделей компонентов видеооборудова-
ния (никакой объем не позволил бы вместить все представленное на
российском рынке их многообразие). С другой стороны, даже если
бы такая попытка и была предпринята, то стремительное изменение
парка оборудования для видеонаблюдения, непрерывное появление
новых образцов приборов неизбежно привело бы к быстрой потере
актуальности книги.
Следует обратить внимание читателя на то, что с целью сохра-
нения цельности и последовательности изложения материала в кни-
ге приведено описание ряда основополагающих, но несколько уста-
ревших устройств, понимание принципов работы которых облегчает
переход к освоению современных компонентов СВН.
Книга состоит из восьми разделов. В первом из них приводятся
общие сведения о СВН: решаемые ими задачи, принципы и способы
их построения, их классификация, правовые аспекты их примене-
ния, основные нормативные документы в области видеонаблюдения.
Рассказывается также об основных сигналах, используемых в СВН.
В разделе 2 рассматриваются основные технические характе-
ристики практически всех компонентов СЕН и их взаимосвязь.
Раздел 3 посвящен цифровым и сетевым СВН, в том числе ис-
пользованию в них компьютерных технологий.
В разделе 4 рассматриваются методы тестирования оборудова-
ния СВН и приводятся простейшие способы оценки работоспособ-
ности и качества используемых приборов.
Раздел 5 посвящен вопросам проектирования СВН, в том числе
особенностям выбора и расположения их компонентов и составле-
нию технического задания.
В разделе 6 рассматриваются практические примеры примене-
ния СВН.
В разделе 7 приводится описание видеопереговорных устройств
(видеодомофонов).
В разделе 8 даются рекомендации по монтажу и техническому
обсл.уживанию СВН и видеодомофонов.
Книга рекомендована специалистам, занимающимся проекти-
рованием и эксплуатацией систем видеонаблюдения, сотрудникам
фирм-поставщиков и фирм-заказчиков оборудования, слушателям
курсов повышения квалификации и переподготовки специалистов,
может быть полезна студентам технических университетов и дру-
гих учебных заведений соответствующих специальностей и направ-
лений.
6
Предисловие
Материал книги рассчитан также и на всех тех, кто хотя бы
элементарно знаком с основами электроники, цифровой и телеви-
зионной техники, и желает самостоятельно приобщиться к такой
увлекательной сфере техники, как видеонаблюдение.
При написании книги автором был использован многолетний
опыт преподавания курсов «Основы телевидения» и «Устройство
и техническое обслуживание систем видеонаблюдения» на соответ-
ствующих направлениях повышения квалификации МИПК МГТУ
им. Н.Э. Баумана.
Автор и издательство выражают особую благодарность ведуще-
му российскому специалисту по системам видеонаблюдения, генера-
льному директору фирмы «Мост безопасности» Ю.М. Гедзбергу за
ценные замечания, способствующие улучшению книги, и любезно
предоставленную возможность использования принадлежащих ему
материалов
1 Общие сведения о системах
видеонаблюдения
1.1. Построение систем видеонаблюдсния
и решаемые ими задачи
Системы ьидеонаблюдения предназначены для повышения
уровня безопасности объекта и для минимизации возможных пос-
ледствий нежелательных воздействий на людей, на материальные
ценности и на информационные ресурсы. Нежелательные воздейст-
вия из внешней (по отношению к охраняемой зоне) среды могут быть
как осознанными (со стороны криминальных элементов), так и резу-
льтатом техногенных катастроф или стихийных бедствий. В общем
виде СВН условно можно рассматривать как замкнутую систему уп-
равления (рис. 1.1), состоящую из элементов.
Анализирующее устройство воспринимает воздействие из внеш-
ней среды (оптическое изображение объекта на матрице видеокаме-
ры) и преобразует его в вид, приемлемый для принятия решения,
т. е. по сути, является системой получения сигналов телевизионных
изображений (видеосигналов).
Устройство памяти хранит априорную информацию о возмож-
ной опасности. Например, оно «помнит» изображения «своих», учи-
тывает характерные признаки опасных субъектов, «знает», в какое
время в контролируемой зоне могут находиться люди, а когда не
должны, и т. п. В устройстве памяти электронного прибора или ком-
Рис. 1.1. Построение системы видеонаблюдения
8
Раздел 1
пьютера могут храниться пороговые значения напряжения или кода,
соответствующие тревожной ситуации, информация о разрешенных
временных «окнах» и пр.
Решающее устройство, на входы которого приходят сигналы с
двух предыдущих устройств, формирует сигнал тревоги при выпол-
нении установленных условий — в этом случае реализуется функция
видеоконтроля. В качестве решающего устройства, как правило, ис-
пользуется оператор, однако в последнее время ему на помощь все
больше приходят такие технические средства, как детекторы дви-
жения, детекторы оставленных или унесенных предметов, системы
автоматического распознавания лиц людей или автомобильных но-
меров. Если в качестве решающего устройства выступает оператор,
то на выходе анализирующего устройства (на экране видеомони-
тора) должно присутствовать изображение контролируемой зоны.
В этом случае реализуется функция видеонаблюдения. Если реша-
ющим устройством является электронное устройство, в частности
компьютер, то на выходе анализирующего устройства должен быть
соответствующий видеосигнал. Таким образом, решающее устройс-
тво вырабатывает сигнал для исполнительного устройства.
Исполнительное устройство может автоматически воздейство-
вать на внешнюю среду — по тревоге включать сирену, строб-вспыш-
ку, исполнительные механизмы и т.п., а кроме того, оно может
включать устройство видеорегистрации, а также управлять рабо-
той устройства связи.
Устройство видеорегистрации служит для организации прото-
кола событий, т е записи видеосигналов, поступающих с анализи-
рующего и исполнительного устройств, что в дальнейшем позволя-
ет проводить расследование произошедших событий Кроме того,
видеозапись позволяет уменьшить и влияние «человеческого фак-
тора» охраны.
Устройство связи служит для передачи тревожной информации
силам реагирования. Передача информации может осуществляться
с помощью локальных компьютерных сетей, Интернета, электрон-
ной почты, телефонных сетей, SMS-сообщений и пр
Силы реагирования (охрана, МЧС и т.п.) непосредственно воз-
действуют на негативные явления внешней среды с целью миними-
зации потерь в охраняемой зоне. Функционирование сил реагирова-
ния непременно должно учитываться в работе СВН. Как показывает
опыт, без учета их работы (так называемого «человеческого факто-
ра») СВН может превратиться в бесполезный комплект дорогосто-
ящего оборудования.
Общие сведения о системах видеонаблюдения
9
Эффективность системы обеспечения безопасности определяет-
ся скоростью ее отработки на внешние воздействия: для исключения
развития событий по неблагоприятному сценарию скорость ответ-
ных действий сил реагирования должна быть выше, чем скорость
нежелательных воздействий из внешней среды. С этой целью для
торможения действий криминальных элементов используются сред-
ства механической укрепленности объекта и вандалозащищенности
оборудования СВН (специальные крепления, скрытая прокладка ка-
белей, антитамперпые датчики и пр.), поскольку для их нейтрали-
зации злоумышленникам требуется время. С этой же целью приме-
няется резервное электропитание.
Кроме того, следует иметь в виду, что такие параметры эффек-
тивности СВН, как необходимая разрешающая способность и ско-
рость обновления визуальной информации, определяются конкрет-
ной задачей, вытекающей из особенностей установки видеокамер.
Преимуществе СВН по сравнению с другими системами обес-
печения безопасности заключается в их высокой информативнос-
ти (90 % всей информации об окружающем мире человек получает
благодаря органам зрения). Проверить правильность функциони-
рования систем обеспечения безопасности, убедиться в реальности
тревоги, выработанной сигнализацией (охранной, пожарной, пери-
метровой, антикражс-вой, автомобильной) можно не только посеще-
нием человеком места происшествия, но и дистанционно — с помо-
щью видеонаблюдения. Еще важнее предотвратить происшествие,
обнаружив опасное движение на подступах к охраняемой зоне, рас-
шифровав возможную угрозу по экрану видеомонитора, что особен-
но актуально .для удаленных необслуживаемых объектов. И с этим
видеонаблюдение также успешно справляется.
Несовершенство любой из систем обеспечения безопасности в
отдельности приводит к стремлению взаимного дополнения, некого
симбиоза систем, к попыткам проектировщиков интегрировать раз-
личные системы в единую систему обеспечения безопасности, чт обы
существенно уменьшить влияние слабых сторон каждой из них, по-
высить достоверность получаемой оператором информации. Интег-
рация СВН (па аппаратном и/или программном уровне) с другими
системами — это путь повышения уровня безопасности. При этом,
однако, нельзя не учитывать вопросы живучести подобной центра-
лизированной системы, а также возможности работы оператора в
условиях избытка информации, его физиологические ограничения
обрабатывать потоки информации.
Должно также учитываться несовершенство внешних охранных
10
Раздел 1
датчиков, как и детекторов движения (в плане пропуска тревог и
формирования сигналов ложных тревог). Это заставляет создавать
такие СВН, которые будут отображать не только зону с тревогой,
но и ближайшие, связанные с ней зоны, а также вести видеозапись
не только в течение времени проявления тревоги, но и до момента
обнаружения тревоги, а также после ее завершения.
Необходимо также отметить, что главной задачей видеонаблю-
дения является не столько получение качественного изображения на
экране видеомонитора, сколько возможность выработки достовер-
ного суждения о наличии тревожной ситуации В этом плане ис-
кажения изображения, недопустимые в вещательном телевидении,
зачастую оказываются вполне приемлемыми в СВН, а именно:
• частота смены кадров может быть и ниже 25 Гц;
• вместо обработки двух полей может обрабатываться только од-
но ноле,
• цветопередача и передача градаций серого могут отличаться от
естественной;
• нелинейные или геометрические искажения не играют сущест-
венной роли.
Поэтому в видеонаблюдении широко используются компромис-
сные решения, при которых одни параметры «размениваются» на
другие, например:
• разрешающая способность на скорость обновления;
• чувствительность на разрешающую способность;
• чувствительность на быстродействие;
• коэффициент усиления на полосу пропускания.
С другой стороны, приобретают значимость некоторые харак-
теристики, не столь важные в вещательном телевидении, например
возможность оператору контролировать изображение на экране ви-
деомонитора под острым углом обзора к его экрану или возмож-
ность круглосуточной эксплуатации оборудования в реальных обс-
тоятельствах жизни и деятельности человека с учетом влияния ок-
ружающей среды
Вез преувеличения можно назвать революционным направле-
нием в развитии СВН широкое практическое применение цифровых
систем. Это позволило вывести решение некоторых задач на ка-
чественно новый уровень, ранее не доступный при использовании
аналогового оборудования. Появились новые направления примене-
ния видеонаблюдения — использование его в банкоматах, расчетных
кассовых узлах магазинов, для распознавания автомобильных номе-
ров, идентификации людей, для применения в пожарных сигнали-
Общие сведения о системах видеонаблюдения
11
зациях. Большими возможностями обладает и цифровая обработка
изображений
Другим важным направлением является поиск оптимальных по
соотношению цена/качество каналов передачи информации.
Вследствие прикладного характера СВН их технические реше-
ния диктуются возможностью и экономической эффективностью
практической реализации В частности, одним из важнейших па-
раметров СВН является удобство их монтажа и ввода в эксплуата-
цию, благодаря чему может использоваться максимум стандартных
решений, облегчающих и ускоряющих инсталляцию.
Технические решения, заложенные в приборах; СВН, минимизи-
руют трудоемкость работы монтажника, а значит, и возможные его
ошибки. Вот некоторые из них:
• в приборах применяется «сквозной видеопроход», обеспечиваю-
щий последовательное подключение нескольких приборов к од-
ному источнику видеосигналов, причем согласующий резистор
сопротивлением 75 Ом при этом установлен внутри приборов и
включается аппаратно или программно;
• программные переключатели или перемычки позволяют опера-
тивно выполнять необходимое конфигурирование прибора;
• автоматическое распознавание вариантов управления диафраг-
мой объектива или сигналов телевизионной системы не требуют
дополнительных действий монтажника и др.
1.2. Правовые аспекты применения систем
видсонаблюдсния
Наряду с техническими, функциональными и организационны-
ми аспектами существуют и правовые ограничения, действующие в
области видеонаблюдения.
В ряде случаев использование видеонаблюдения может быть
ограничено или вообще запрещено законодательством. Поэтому,
прежде чем устанавливать СВН, имеет смысл ознакомиться с мест-
ными законами и рекомендациями, которые затрагивают следую-
щее.
• лицензирование, т. е. необходимость приобретения лицензии,
разрешающей ьидеонаблюдение;
• цель установки и отсутствие ее противоречия местному законо-
дательству;
• место размещения оборудования, т. е. позволяет ли оно вести
видеонаблюдение только за разрешенными участками и объек-
тами и не установлено ли оно в запрещенных местах;
12
Раздел 1
• предупреждение, т. е. размещение знаков (пример такого знака
приведен на рис. 1.2), предупреждающих о том, что на этом
участке установлена СВН;
• качество изображения, т. е. могут существовать правила, каса-
ющиеся качества изображения, что может быть критерием при-
менимости видеозаписей в качестве доказательства в суде;
• хранение и доступ к видеозаписям, т. е. могут существовать пра-
вила относительно того, сколько времени разрешено хранить
видеозаписи, кому и где можно их просматривать;
• регулярные проверки СВН, т. е. могут существовать рекоменда-
ции по ее регулярной проверке для гарантии корректной работы
входящего в ее состав оборудования и др.
Ведется наблюдение
Рис. 1.2. Пример пре-
дупреждающего знака
об установке систе-
мы видеонаблюдения
заметно сократилось.
Во многих европейских странах уже дав-
но и достаточно широко с большим успехом
применяют видеонаблюдение в целях борьбы
с правонарушениями. Сигналы от видеока-
мер, установленных обычно совершенно от-
крыто в местах наибольшего скопления лю-
дей или в криминогенных зонах, поступают
на центральные пульты, записываются там и
при необходимости используются позднее в
качестве доказательного материала. По от-
зывам компетентных лиц, число преступле-
ний в оборудованных таким образом местах
Это несомненное достижение вкупе с разъяс-
нительной работой среди населения способствовали тому, что граж-
дане заинтересовались возможностями видеонаблюдения и приме-
нительно к своему собственному дому. Постепенно они признали
все несомненные достоинства охранных систем разного рода и на-
чали активно приобретать их, несмотря даже на то, что это иногда
воспринималось как определенное вторжение в их личную жизнь.
Действующим российским законодательством производство ви-
деозаписи в местах общего пользования напрямую не запрещено.
Поскольку эта проблема является сравнительно новой для российс-
кого правосудия, споры о допустимости видеозаписей в каждом кон-
кретном случае все еще носят несистемный характер. В то же время
видеозапись, произведенная на законных основаниях, может исполь-
зоваться в качестве доказательств, и системой видеонаблюдения мо-
гут быть задокументированы обстоятельства целого ряда преступле-
ний — умышленной порчи имущества (ущерба в крупном размере),
хищений, убийств, телесных повреждений и т.п.
Общие сведения о системах видеонаблюдения
13
Государство и частный сектор интенсивно используют новей-
шие средства видеонаблюдения в различных обстоятельствах и для
различных целей. Несмотря на очевидные выгоды от видеонаблю-
дения, каждый, кто его осуществляет, должен отдавать собе ясный
отчет в том, что оно должно быть обеспечено законными основания-
ми. Без должных обоснований цели видеонаблюдения оно заведомо
оказывается вне закона. Следует также помнитв, что даже обосно-
ванные цели могут не позволить использование полученных данных
для других случаев, несмотря на их очевидность.
Наконец, следует помнить, что законность цели не существует
в изоляции от конституционных прав граждан, в первую очередь
от права на защиту частной жизни. Какой бы значимой ни была
цель охраны собственности, достижение этой цели не допускает ус-
тановку СВН в жилых помещениях (гостиных, спальнях, в ванных
и туалетных комнатах и т.п.).
Рассмотрим теперь наиболее важные юридические аспекты ус-
тановки СВН на предприятии, в учреждении, на транспорте и т. п.
Это, прежде всего, Конституция РФ, в ч. 1 ст. 23 которой ска-
зано, что каждый гражданин имеет право на неприкосновенность
частной жизни. Ст. 24 Конституции гласит: «Сбор, хранение, ис-
пользование и распространение информации о частной жизни лица
без его согласия не допускаются», а в комментариях к ней сказа-
но: «Конституция, устанавливая право искать, получать, переда-
вать, производить и распространять информацию в соответствии с
международными нормами, предусмотрела ограничения этого нра-
ва, направленные на защиту личной жизни, уважение прав и репу-
тации других лиц». Конституция устанавливает в качестве обязате-
льного условия сбора, хранения, использования и распространения
информации о частной жизни лица согласие этого лица. Однако не-
которые руководители считают, что ничего личного на работе быть
не может, и, устанавливая видеокамеры в офисах, не спрашивают
согласия сотрудников и зачастую вообще не ставят их в известность
о видеонаблюдении.
Конституция устанавливает общее правило, из которого, одна-
ко, существуют исключения, закрепленные в соответствующих зако-
нодательных актах ‘Гак, не требуется согласия лица на сбор, хра-
нение, использование и распространение сведений о нем при про-
ведении следствия, дознания, оперативно-розыскных мероприятий.
Порядок работы правоохранительных органов с информацией пер-
сонального характера регулируется процессуальным, а прежде все-
го уголовно-процессуальным законодательством. Указанные органы
14
Раздел 1
не вправе выходить за рамки закона. В случае нарушения консти-
туционного права личности на соблюдение порядка сбира, хране-
ния, использования и распространения информации персонального
характера заинтересованное лицо вправе обратиться за защитой в
судебные органы.
Ст. 81, 84 Уголовного процессуального кодекса (УПК) РФ со-
держат положения, согласно которым видеозаписи являются доку-
ментами, с помощью которых можно установить процесс соверше-
ния преступления, а также иные детали, относящиеся к уголовному
делу. В настоящее время в российских следственных и судебных ор-
ганах видеозаписи используются в качестве доказательств в рамках
уголовного процесса.
Ст. 55 ч. 2 1'раждапского процессуального кодекса (ГПК) РФ
устанавливает, что в качестве доказательства в судебном разбирате-
льстве также могут использоваться видеозаписи. Например, извес-
тны случаи подачи гражданских исков к гостинице, торговому цен-
тру или офисному комплексу. В свою очередь, компания, которой
принадлежат помещения с установленными в них видеокамерами,
также может стать инициатором судебного разбирательства в отно-
шении физических лиц (например, предъявление исков к клиентам
или к своим работникам о возмещении ущерба).
Кодекс об административных правонарушениях (КоАП) РФ в
ст. 26 7 ч. 2 предусматривает возможность использования видеоза-
писей в качестве доказательств. Следовательно, в административ-
ном производстве по делам о мелком хулиганстве, порче имущества
на незначительную сумму и т.п. также допустимо использовать та-
кие материалы.
В качестве допустимых процессуальных доказательств называ-
ет видеозаписи и ст. 64 ч 2 Арбитражного процессуального кодекса
(АПК) РФ.
Согласно ст. 21 Трудового кодекса (ТК) РФ работник имеет пра-
во па полную информацию об условиях и охране труда на рабочем
месте. По мнению суда, негласно полученная видеозапись (а иных
доказательств совершения работником дисциплинарного проступка
работодатель не предоставил) не может являться основанием для
наложения дисциплинарной ответственности на работника в виде
увольнения (ст. 192, 193 ТК РФ).
Таким образом, организация видзонаблюдения в офисе пли про-
изводственном помещении требует соблюдения многих условий.
В противном случае работодатель может оказаться в неприятных
ситуациях — от потери лояльности сотрудников, узнавших о видео-
Общие сведения о системах видеонаблюдения
15
наблюдении, до проигрыша дела в суде Но если видеоиаблюдение
ведется с соблюдением всех правовых норм, видеозапись помогает
не только обеспечить безопасность, но дает возможность контроли-
ровать и оптимизировать бизнес-ироцессы.
Наиболее распространенным и спорным является использова-
ние видеозаписи как доказательной базы при ДТП, а также во всех
нештатных ситуациях на дороге, в том числе при общении с сотруд-
никами ГИБДД. При рассмотрении дел по административным' пра-
вонарушениям на дороге можно представлять любые доказательст-
ва, относящиеся к делу, в том числе и запись, сделанную автомобиль-
ным видеорегистратором. Это право зафиксировано в КоАП, по при
этом необходимо соблюсти ряд условий.
• заявлять о наличии в автомобиле регистрирующей видеоаппа-
ратуры необходимо на месте ДТП, в противном случае даже са-
мую красноречивую и качественную видеозапись будет крайне
тяжело привязать к конкретным событиям. Следует потребо-
вать у оформляющего аварию инспектора вписать в протокол
марку и модель видеорегистратора, способ его установки и ори-
ентацию видеокамер. Важно также, чтобы время па видеозапи-
си совпадало с реальным временем (поэтому следует следить за
правильной установкой часов в приборе), и хорошо, если изъя-
тие- носителя произойдет в присутствии понятых;
• у видеозаписи должен быть юридический статус, она должна
быть подлинной, иметь непосредственное отношение к делу и
быть полученной законным путем, что можно проверить только
по документам. Факт наличия видеоинформации и ее изъятия
с места ДТП должен быть отражен в протоколе Для судьи это
означает, что изменить или переделать запись владелец регис-
тратора не мог. Если же видеодоказательство поступает после
составления протокола, то оно не принимается к рассмотрению.
На заре эпохи видеонаблюдения не имелось юридической осно-
вы для постоянного правового контроля над ним в общественных
местах. Такая ситуация существовала до тех пор, пока нс- вступил в
силу Федеральный Закон «Об информации, информационных тех-
нологиях и о защите информации», после чего для видеонаблюдения
стали использоваться те же правовые нормы, что и для обработки
личной информации на компьютере. В настоящее время уже не
имеется правовых препятствий для установки СВН при условии их
соответствия требованиям указанного Закона.
Стандарты, отвечающие требованиям этого Закона, должны ис-
ходить из ряда принципов защиты информации, согласно которым
16
Раздел 1
информация должна:
• использоваться справедливо и в соответствии с законом;
• использоваться для ограниченных целей и в полном, соответс-
твии с этими целями;
• быть адекватной, обоснованной и не избыточной;
• удовлетворять международным стандартам IEEE 465-540809,
IEEE 756-9886565, IEEE 243-089877, IEEE 443-987653, IEEE 443-
23324224;
• быть точной и достоверной;
• храниться не дольше необходимого времени;
• использоваться в соответствии с правами личности;
• быть максимально защищенной от несанкционированного дос-
тупа;
• не передаваться в другие страны без надлежащей защиты.
3 долгосрочной перспективе во многих странах будут действо-
вать одинаковые правовые нормы с принятием за основу Европейс-
кой директивы но защите данных 95/46/ЕС, содержание которой
распространяется и на СВН. Страны-члены могут издавать собст-
венные правовые предписания, если введение соответствующих ог-
раничений необходимо в целях:
• охраны интересов государства;
• обороны страны;
• общественной безопасности,
• предотвращения, обнаружения, установления и преследования
преступлений либо нарушений норм профессиональной этики в
случае регламентированных профессий;
• защиты важных экономических либо финансовых интересов
стран-членов или всего Европейского союза;
• выполнения функций контроля, надзора и правопорядка;
• обеспечения охраны V1P-персон или прав и свобод иных граж-
дан.
1.3. Основные нормативные документы
в области систем видеонаблюдения
При проектировании, монтаже и эксплуатации СВН специалист
в обязательном порядке должен использовать нормативные доку-
менты, к которым в первую очередь относятся государственные
стандарты, руководящие документы и ведомственные рекоменда-
ции. Рассмотрим наиболее важные из них.
Общие сведения о системах видеонаблюдения
17
Основным нормативным документом, распространяющимся на
вновь разрабатываемые и модернизируемые телевизионные систе-
мы (системы видеонаблюдения), предназначенные для использова-
ния в целях защиты людей и имущества на охраняемых объектах
от преступных посягательств, является Государственный стандарт
РФ ГОСТ Р 51558-2008 «Средства и системы охранные телевизи-
онные. Классификация Общие технические требования. Методы
испытаний».
Стандарт состоит из нескольких разделов. Так, раздел 3 «Тер-
мины и определения» вводит целый ряд понятий, определений и
сокращений, принятых в СВН. Назовем: только некоторые из них:
система охранная телевизионная (СОТ) — телевизионная
система замкнутого типа, предназначенная для получения телеви-
зионных изображений с охраняемого объекта в целях обеспечения
противокриминальной защиты,
вещательное телевидение — передача и получение на рассто-
янии изображений движущихся или неподвижных объектов элект-
рическими средствами со звуковым сопровождением для массовой
аудитории зрителей (по ГОСТ 21879-88);
видеокамера — устройство для преобразования оптического
изображения в электрический видеосигнал; первичный источник
видеосигнала в составе СОТ;
видеоканал — совокупность технических средств СОТ, обеспе-
чивающих передачу телевизионного изображения от одной видеока-
меры до экрана видеомонитора в составе СОТ;
видеомонитор — устройство отображения видеоинформации;
видеорегистратор — устройство, предназначенное для записи,
воспроизведения и хранения видеоинформации в составе СОТ;
замкнутое телевидение — телевидение, используемое в раз-
личных отраслях, науки и техники и, в отличие от вещательного
телевидения не предназначенное для массовой аудитории;
квадратор — устройство коммутации видеосигнала, позволяю-
щее одновременно выводить на экран видеомонитора изображения
от четырех источников видеосигнала, размещая их в соответствую-
щих сегментах экратта;
криминальная безопасность — состояние объекта защиты,
при котором отсутствует риск, связанный с причинением ему вреда
от реализации криминальной угрозы;
матричный коммутатор — устройство коммутации видео-
сигнала, позволяющее автоматически или вручную переключать не-
сколько источников видеосигнала на несколько выходов;
18
Раздел 1
мультиплексор — устройство коммутации видеосигнала, поз-
воляющее одновременно выводить изображения от нескольких ви-
деокамер на один видеомонитор и формировать последовательности
изображения от всех камер для записи на видеорегистратор;
несанкционированные действия (НСД) — преднамеренные
действия, направленные на нарушение правильности функциони-
рования СОТ;
обнаружитель (детектор) движения — устройство или
функция СОТ, формирующие сигнал извещения о тревоге при об-
наружении движения в поле зрения видеокамеры;
пункт видеонаблюдения — помещение или часть помещения,
в котором расположена приемная аппаратура и дежурные операто-
ры СОТ;
разрешающая способность видеокамеры (разрешение) — па-
раметр, определяющий возможность видеокамеры передавать в вы-
ходном сигнале мелкие детали изображения. Определяется как чис-
ло переходов (в видимой части растра) от черного к белому или
обратно, которое может быть передано камерой. Измеряется в те-
левизионных линиях (ТВЛ) по горизонтали и вертикали;
телевизионная система замкнутого типа — совокупность
технических средств, обеспечивающих реализацию замкнутого те-
левидения;
телевизионный видеосигнал — сигнал, несущий информацию
о телевизионном изображении (по ГОСТ 21879-88);
техническое средство СОТ (ТС СОТ) — конструктивно и
функционально законченное устройство, входящее в состав СОТ;
чувствительность видеокамеры — нижняя граница рабочего
диапазона освещенностей в ноле зрения видеокамеры, при которой
разрешающая способность и отношение сигнал/шум видеокамеры
должны быть не менее заданных, значений.
В разделе 4 ГОСТ Р 51558-2008 «Классификация» приводится
классификация средств СОТ как по функциональному назначению,
так и по функциональным характеристикам, а также их условные
обозначения.
Раздел 5 ГОСТ Р 51558-2008 «Общие технические требования»
оговаривает общие технические требования к СВН. К общим требо-
ваниям (п 5 1) относятся следующие: система дол жна обеспечивать
возможность непрерывной работы с учетом проведения регламент-
ного технического обслуживания, а технические средства, предназ-
наченные для ее построения, должны обладать конструктивной, ин-
формационной и эксплуатационной совместимостью.
Общие сведения о системах видеонаблюдения
19
Требования к функциональным характеристикам средств СОТ
указаны в п. 5.2, к функциональным характеристикам самих СОТ —
в п. 5.3, к электромагнитной совместимости — в п. 5.4, к устойчи-
вости к НСД — в п. 5.5, к надежности — в и. 5.G, к устойчивости
к внешним воздействующим факторам — в и. 5.7, к электропита-
нию — в п. 5.8, к безопасности — в п. 5.9, к конструкции — в п. 5.10,
к маркировке и упаковке — в п. 5 11.
Ь разделе 6 ГОСТ Р 51558-2008 «Методы испытаний» даны ука-
зания но методам испытаний.
Структура упомянутого выше стандарта ГОСТ 21879-88 «Теле-
видение вещательное. Термины и определения»:
• общие термины вещательного телевидения;
• сигналы, их формирование и обработка;
• аппаратура вещательного телевидения;
• основные параметры и виды искажений;
• контроль и измерения.
Касающийся СВН стандарт ГОСТ 7845-92 «Система вещатель-
ного телевидения. Основные параметры. Методы измерений» изна-
чально разрабатывался для вещательного телевидения. Основными
требованиями при разработке стандарта являлись создание техни-
ческими средствами на экране телевизора качественного изображе-
ния с учетом особенностей человеческого зрения, рациональное ис-
пользование частотного диапазона и совместимость различных сис-
тем телевидения
В Рекомендациях Р78 36.002-99 «Выбор и применение телевизи-
онных систем видеоконтроля» рассмотрены характеристики компо-
нентов телевизионных систем видеоконтроля, приведена классифи-
кация этих систем, освещены вопросы обследования объектов и вы-
бора средств видеоконтроля для усиления их охраны. Рекомендации
предназначены для инженерно-технических работников вневедомс-
твенной охраны, занимающихся вопросами оборудования объектов
телевизионными системами видеоконтроля и их эксплуатацией, а
также могут быть использованы всеми проектировщиками и эксп-
луатационниками СВН.
В разделе 2 Рекомендаций «Основные компоненты систем ох-
ранного телевидения» приводятся описания и даются характерис-
тики всех основных компонентов СВН: видеокамер с объективами
и устройствам для их оснащения, устройств обработки и коммута-
ции видеосигналов, устройств регистрации, передачи телевизионно-
го сигнала и электропитания.
В разделе 3 Рекомендаций «Классификация систем охранного
20
Раздел 1
телевидения» приводятся критерии оценки СВН, которые подраз-
деляются на классы в соответствии с категориями значимости ох-
раняемых объектов. Здесь же приводится классификация систем
по условиям эксплуатации и режимам их работы в зависимости от
назначения, характера решаемых задач и выполняемых функций.
В разделе 4 Рекомендаций «Выбор средств видеоконтроля для
оборудования объекта» приводятся конкретные методики обследо-
вания объекта, охрана которого предполагается, и выбора и разме-
щения компонентов СВН для него.
В разделе 5 Рекомендаций «Типовые варианты систем охранно-
го телевидения» дается несколько практических вариантов создания
СВН с различным числом камер, в том числе и видеодомофоны.
Рекомендации Р78.36.008-99 «Проектирование и монтаж систем
охранного телевидения и домофонов» предназначены для инженер-
но-технических работников проектно-монтажных групп и техничес-
ких центров вневедомственной охраны, а также специалистов служб
безопасности организаций, занимающихся вопросами поставки, про-
ектирования и монтажа СОТ и видеодомофонов на объектах раз-
личных форм собственности
В разделе 1 Рекомендаций «Определения и сокращения» приво-
дятся перечни общих определений и определений компонентов СОТ,
во многом повторяющих определения ГОСТ Р 51558-2008.
В разделе 2 Рекомендаций «Классификация систем охранного
телевидения» дается классификация СОТ в зависимости от осве-
щенности охраняемых объектов.
В разделе 3 Рекомендаций «Вопросы проектирования систем
охранного телевидения» рассматриваются различные вопросы орга-
низации проектирования СОТ, в том числе постановка задачи, сос-
тавление технического задания, взаимоотношение заказчика и ис-
полнителя и др.
В разделе 4 Рекомендаций «Выбор и размещение оборудования»
рассматриваются все аспекты проектирования СОТ, в том числе со-
ответствия параметров компонентов требованиям технического за-
дания и особенности монтажа.
В разделе 5 Рекомендаций «Варианты оборудования объектов»
рассматриваются некоторые варианты размещения оборудования
СОТ как в помещениях, так и на охраняемой территории.
Раздел 6 Рекомендаций «Домофоны» посвящен всем аспектам
установки домофонов, которые стоят несколько обособлено от дру-
гих средств СОТ, так как сочетают в себе функции аудио- и/или
видсоконтроля и управления доступом на объект.
Общие сведения о системах видеонаблюдения
21
В дополнение к сказанному упомянем еще Руководящий доку-
мент МВД России РД 78.36.003-2002 «Инженерно-техническая ук-
репленность. Технические средства охраны Требования и нормы
проектирования по защите объектов от преступных посягательств»,
который распространяется на вноьь проектируемые, реконструиру-
емые и технически перевооружаемые объекты различных фирм соб-
ственности, охраняемые или подлежащие передаче под охрану под-
разделениям вневедомственной охраны при органах внутренних дел
на территории РФ и может быть полезен при проектировании СВН.
В общих положениях этого документа приведены основные тер-
мины и. определения, касающиеся охраны объекта, а также порядок
и способы оснащения объектов элементами инженерно-технической
укрепленности и техническими средствами охраны с целью противо-
действия преступным посягательствам на них. Специальный раздел
8 РД посвящен системам охранного телевидения, а рекомендуемое
приложение №10 описывает характеристики используемой аппара-
туры охранного телевидения.
Эти и ряд. других регламентирующих документов, касающихся
вопросов выбора компонентов СЕН, их проектирования и монтажа,
рассмотрены ниже в соответствующих разделах.
1.4. Основные электрические сигналы,
используемые в системах видеонаблюдсния
Электрическим сигналом называют любое изменение физичес-
кой величины (физический процесс), несущее информацию или
предназначенное для ее передачи. В зависимости от диапазона час-
тот в радиоэлектронике различают постоянный ток (это тоже сиг-
нал), звуковые, видео-, радио и другие сигналы.
Постоянный ток (напряжение) является постоянно действую-
щим электрическим сигналом (постоянным сигналом), т. е сигна-
лом, не изменяющимся по амплитуде и по знаку в течение продол-
жительного времени. Понятие постоянный сигнал обозначает на-
личие или отсутствие напряжения на входе или выходе какого-либо
устройства. Источниками постоянного тока служат обычные гальва-
нические элементы — батарейки, аккумуляторы, вторичные источ-
ники питания — адаптеры различных бытовых приборов, источники
питания, вмонтированные в различную аппаратуру. На рис. 1.3 по-
казана простейшая электрическая схема питания постоянным током
и ее временной график.
Переменный ток (напряжение) не действует постоянно, а изме-
няется по амплитуде и по знаку с определённым периодом Т (часто-
той /). Обычно переменным током называют синусоидальный ток
21
Раздел 1
Рис. 1.3. Схема питания постоянным
током (а) и ее временной график (6).
СЬ — гальваническая батарея; R —
сопротивление нагрузки (сигнальная
лампа)
(гармоническое колебание). Источниками переменного синусоида-
льного тока являются силовые генераторы различных типов и мощ-
ности на электростанциях (питающая сеть), источники бесперебой-
ного питания компьютеров, которые преобразуют постоянный ток
аккумуляторных батарей в переменный ток и т. п.
На рис. 1.4 показана простейшая схема питания переменным то-
ком (а) и ее временной график (б). Как видно на графике, перемен-
ный ток можно охарактеризовать следующими параметрами’ амп-
литудой тока I, определяемой нагрузкой, амплитудой напряжения
U и частотой /. Для всех видов переменного (периодически изме-
няющегося) тока имеется величина, обратная частоте. Ее называ-
ют периодом Т, который связан с частотой простым соотношением:
Т = 1//.
К кратковременным сигналам относят импульсы различной
формы. Например, прямоугольные импульсы могут иметь различ-
ную амплитуду I(U) и длительность т. Эти параметры определя-
ются источником импульсов и элементами (электрической цепью),
через которую он проходит, изменяясь при этом.
На рис. 1 5,& показана простейшая схема получения прямоуго-
льных импульсов.
Период Т Период Т
а) б)
Рис. 1.4. Схема питания переменным током (а) и ее временной график
(б): Е — источник переменного тока (генератор), R — сопротивление нагрузки
(сигнальная лампа)
Общие сведения о системах видеонаблюдения
23
Рис. ] .5. Простейшая схема получе-
ния прямоугольных импульсов (а) и
временной график одиночного прямо-
угольного импульса (б): Gb — гальва-
ническая батарея, S — выключатель,
R — сопротивление нагрузки (сиг-
нальная лампа)
На временном графике (рис. 1 5,6) показан действующий ток
(напряжение) в различные отрезки времени:
• участок 1-2 (соответствует разомкнутому состоянию выключа-
теля S) — тока нет (этому состоянию соответствует «низкий
уровень* или «логический О»);
• участок 2-3 (соответствует моменту включения S) — ток резко
нарастает;
• участок 3-4 (соответствует замкнутому состоянию выключате-
ля S) — ток имеет постоянную величину, этот участок графика
имеет свойство постоянного тока («высокий уровень» или «ло-
гическая 1»);
• участок 4-5 (соответствует моменту выключения S) — ток резко
уменьшается;
• участок 5-6 (вновь соответствует разомкнутому состоянию вык-
лючателя S) — тока нет («низкий уровень» или «логический
О»),
К периодическим сигналам относят приведенные ниже виды
сигналов и их разновидности. Источниками этих видов сигналов
могут быть специальные генераторы или преобразователи.
Периодический прямоугольный сигнал (рис 1 6) — сигнал, име-
ющий прямоугольную форму (П-образный сигнал) составляющих
его импульсов, амплитуда которых постоянна (одинакова). Часто-
та повторения импульсов f периодического прямоугольного сигнала
также постоянна.
Помимо параметров, характэризующих синусоидальный сигнал,
прямоугольный сигнал характеризуется еще и скважностью импу-
льсов Q — показателем, равным отношению длительности периода
Т к длительности импульса т.
Рис. 1.6. Форма периодичес-
кого прямоугольного сигнала
сигнала
24
Раздел 1
Сигнал, имеющий пилообразную форму составляющих его им-
пульсов, амплитуда и частота следования которых постоянна, назы-
вается пилообразным сигналом (рис. 1.7).
Наиболее известное распространение пилообразного сигнала —
это генераторы узлов развертки телевизоров и осциллографов.
Остальные виды сигналов — это модификации (комбинирован-
ные сигналы) перечисленных.
В СВН наиболее распространены видеосигналы, но для переда-
чи сигналов по радиоканалу (без проводов) находят применение ра-
диосигналы. Все используемые в сфере видеоиаблюдения устройс-
тва формируют, обрабатывают и передают информацию в форме
именно видеосигналов. Это является основным условием для сво-
бодного выбора и сочетания оборудования, создаваемого разными
производителями в разных странах.
Видеосигнал — это электрический полный телевизионный сиг-
нал, содержащий все составляющие, необходимые для последующей
обработки и представления телевизионного изображения.
Видеосигнал формируется оптоэлектронным преобразователем.
В телевидении мгновенные значения видеосигнала на выходе преоб-
разователя пропорциональны яркости отдельных участков оптичес-
кого изображения на его светочувствительной поверхности. Воз-
можные значения размаха видеосигнала в монохромном (черно-бе-
лом) и цветном телевидении ограничены уровнями черного, являю-
щегося опорным уровнем, и белого. Для вещательных телевизион-
ных систем самая низкая частота спектра видеосигнала равна час-
тоте смены пол5 кадров (полей) БО... 60 Гц, а самая высокая — на-
ибольшей частоте изменений яркости передаваемого изображения
вдоль строки 6.. 6,5 МГц.
В вещательном телевидении видеосигнал представляет собой
непрерывную последовательность сигналов, несущих информацию
об изображении по мере его построчного сканирования. Начало каж-
дой строки и каждого полукадра отмечается синхронизирующими
импульсами (синхроимпульсами), которые делятся на синхроимпу-
льсы строк (строчная или горизонтальная развертка) и синхроим-
пульсы кадрэв (кадровая или вертикальная развертка). Первые из
них отмечают начало каждой строки (рис. 18), а вторые — каж-
дого полукадра. Синхроимпульсы кадров повторяются с частотой
следования полукадров, т. е. 50 Гц, а синхроимпульсы строк гораз-
до чаще. Так, для отечественного стандарта при разбиении кадра
на 625 строк развертки за одну секунду вырабатывается 625x25 =
= 15625 импульсов, т. е. частота их следования составляет 15625 Гц.
Общие сведения о системах видеонаблюдения
25
Рис. 1.8. Общий вид видеосигнала в пределах нескольких строк
Как видно из рис 1.8, минимальному значению сигнала соответ-
ствует уровень черного в сигнале, максимальному — уровень бело-
го, а синхроимпульсы располагаются ниже уровня черного (чернее
черного).
Между черно-белыми и цветовыми сигналами существует прин-
ципиальное различие. Черно-белый (монохромный) полный видео-
сигнал включает в себя три компоненты: сигнал изображения (яр-
кости), сигнал гашения и сигнал синхронизации (синхроимпульсы).
Каждый уровень видеосигнала представляет определенное зна-
чение яркости свечения экрана. Максимальный его уровень дости-
гается при ярком белом цвете. Если уровень видеосигнала соот-
ветствует уровню черного, то соответствующая точка изображения
отображается в черном цвете. На рис. 1 9 показана форма видеосиг-
нала ступенчатой формы, на котором видно, что любое напряжение
выше уровня гашения представляет соответствующее значение яр-
кости. Самое темное значение видеосигнала соответствует уровню
черного, самое светлое — уровню белого, а все промежуточные зна-
чения имеют соответствующий серый тон. Такой сигнал в телеви-
дении носит название «серая шкала» или «градации яркости» (это
показано в верхней части рис. 1.9).
Рис. 1.9. Форма видеосигнала «Серой шкалы»
26
Раздел 1
Рис. 1.10. Общий вид полного цветового телевизионного видеосигнала
На рис. 1.9 видно, что максимальный размах сигнала изображе-
ния (от уровня черного до уровня белого) составляет 0,7 В Длитель-
ность одной строки (т. е. собственно сигнал изображения — серая
шкала) составляет 52 мкс, а сигнала гашения — 12 мкс. Таким об-
разом, полная длительность одного строчного интервала составляет
64 мкс. В сигнале гашения имеются передняя и задняя площадки
и синхронизирующий импульс, имеющий размах 0,3 В. Таким обра-
зом, полный размах видеосигнала составляет 1 В.
Цветовой видеосигнал отличается от рассмотренного пал ичием
дополнительной цветовой информации, поэтому его чаще всего наз-
ывают полным цветовым телевизионным видеосигналом (рис. 1.10).
Цветовая информация передается в форме цветовой поднесущей
(сигнал С), модулированной согласно цветовой информации, вместе
с информацией о яркости (сигнал Y). С немощью сигнала цветовой
синхронизации в приемнике происходит опознавание наличия цвет-
ной передачи и синхронизируется генератор цветовой поднесущей.
Видеосигналы, используемые в телевизионных системах, могут
быть композитными и компонентными.
Композитные (Composite) — простейшие аналоговые видеосиг-
налы (чаще всего они и используются в аналоговых СВН), в кото-
рых информация о яркости, цветности и синхронизации передается
в смешанном виде.
Более совершенным видом композитного видеосигнала являет-
ся сигнал S-Video, который обеспечивает раздельную передачу сиг-
налов яркости Y и двух объединенных сигналов цветности С по не-
зависимым кабелигм.
Компонентные видеосигналы необходимы для достижения мак-
симального качества изображения и используются, ь частности, в
Общие сведения о системах видеоиаблюдения
27
телевидении высокой четкости, где передаются по независимым ка-
белям. В одном из вариантов, называемом RGB, видеосигнал делит-
ся на три компонента по числу сигналов основных цветов — крас-
ного R, зеленого G и синего В, совместно с которыми передаются
сигналы синхронизации. В другом варианте, называемом YUV, ис-
пользуют другой набор компонентов- смешанные сигналы яркости
и синхронизации (У), а также красный (U или Рг) и синий (V или
Fb) цветоразностные сигналы.
Необходимо добавить, что временной анализ любого электри-
ческого сигнала проводят с помощью необходимого всем серьезным
специалистам прибора, называемого осциллографом. Он работает
по принципу телевизионного монитора, однако сканирование элект-
ронного луча следует за напряжением сигнала в вертикальном нап-
равлении, в то время как по горизонтали единственной переменной
является время
Для передачи информации через воздушную среду в системах
связи используются радиосигналы, благодаря которым, в принци-
пе, представляется возможным слушать радиопередачи и смотреть
телевизионные трансляции.
Известно, что любая информация может быть передана по ра-
диоканалу с помощью высокочастотного сигнала. Для этого под-
лежащая передаче информация представляется в виде низкочастот-
ного сигнала, и с его помощью происходит изменение какой-либо
характеристики высокочастотного сигнала. Таким образом, полез-
ный (информационный) сигнал, который надо транслировать, ока-
зывается как бы заключенным в высокочастотный сигнал, который
транслируется легко Этот процесс называется модуляцией, высо-
кочастотный сигнал (переносчик информации) называется, несущей,
а полученный после модуляции сигнал — модулированной несущей.
Происходящий в приемнике обратный процесс восстановления ин-
формационного сигнала из модулированной несущей называется де-
модуляцией.
Радиосигналы, которые излучаются антенной передающей стан-
ции и поступают на антенну приемной, характеризуются амплиту-
дой, частотой и фазой. Именно за счет изменения этих параметров
посредством радиосигналов и происходит передача информации.
Амплитуда определяет интенсивность радиочастотного сигна-
ла. Мерой амплитуды является мощность — это количество энергии,
необходимое для преодоления сигналом определенного расстояния.
Если мощность возрастает, то увеличивается и дальность связи.
28
Раздел 1
Частота свидетельствует о том, сколько раз в секунду сигнал
повторяет сам себя. Единица измерения частоты — герц (Гц) — зна-
чение частоты, которое соответствует числу циклов, происходящих
в течение одной секунды.
Фаза определяет, насколько далеко сигнал отстоит от какой-
либо исходной точки. Традиционно принято считать, что каждый
цикл сигнала соответствует повороту фазы на 360°. Если, напри-
мер, сдвиг фазы сигнала составляет 90е, это означает, что он ра-
вен четверти (90/360 — 1/4) от полного цикла сигнала. Изменение
фазы также может бытв исполвзовано для передачи информации
Так, например, сдвиг фазы сигнала на 30° можно иредставитв «ло-
гической 1», а сдвиг фазы на 60° — «логическим 0». Важным пре-
имуществом представления данных в виде сдвигов фазы является
снижение влияния затухания сигнала при его распространении че-
рез среду, так как оно обычно больше влияет на амплитуду, а не на
фазу сигнала.
Радиосигналы распространяются через воздушную среду. 3 слу-
чае отсутствия препятствий радиосигналы испытывают то, что ин-
женеры называют потерями в свободном пространство, которые яв-
ляются одной из причин затухания сигнала. Кроме того, амплитуда
сигнала уменьшается экспоненциально по мере увеличения расстоя-
ния между передатчиком и приемником Если модулированный сиг-
нал распространяется достаточно далеко от антенны, то атмосфера
вызывает его экспоненциальное затухание. Следовательно, сигнал
должен обладать достаточной мощностью для того, чтобы преодо-
леть нужное расстояние и иметь после этого уровень, достаточный
для выделения его из шумов приемным устройством.
Используемый в СВН стандарт на телевизионный сигнал изна-
чально разрабатывался для вещательного телевидения (см. раздел
1.3) с целью представления зрителю на одном экране одного изобра-
жения. Основными требованиями при разработке стандарта явля-
лось создание техническими средствами на экране телевизора качес-
твенного изображения с учетом особенностей человеческого зрения,
рационального использования частотного диапазона и совместимос-
ти различных систем телевидения.
Задачей же современных СВН нередко является представление
оператору одновременно нескольких (иногда многих) изображений
из различных контролируемых зон, запись и передача видеосигна-
лов от многих видеокамер. Получение этих изображений в режи-
ме реального времени, т. е. без потери информации, возможно ли-
шь при параллельной обработке видеосигналов, в противнем слу-
Общие сведения о системах видеонаблюдения
29
чае при использовании оцифровки видеосигналов движение объек-
тов на экране отображается прерывисто (проявляется так называе-
мый «строб-эффект»). До последнего времени простота реализации
и экономические соображения диктовали применение в СВН муль-
типлексирования сигналов. Технический прогресс уже сейчас дела-
ет возможной и экономически доступной обработку, например, 16
видеоканалов в режиме реального ьремени. Это не только дела-
ет более комфортной работу оператора, но и уменьшает длину так
называемой ближней зоны видеокамеры.
1.5. Классификация систем ьидеонаблюдения
Системы видеонаблюдения имеют весьма разнообразную кон-
фигурацию, во многом зависящую от классификационных призна-
ков. 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 вида используемого оборудования различа-
ют аналоговые и цифровые СВН. Первые из них из-за своей невы-
сокой стоимости и выигрышности с точки зрения соотношения це-
на/качество до сих пор пользуются спросом для осуществления ви-
деонаблюдения в небольших офисах, складских помещениях, автос-
тоянках. Они отличаются простотой конструкции и эксплуатации и
высокой надежностью. К недостаткам можно отнести функциона-
льную ограниченность, обусловленную использованием аналоговой
аппаратуры, и необходимость постоянного обслуживания (хотя и не
сложного).
Цифровые СВН все шире используются для обеспечения безо-
пасности объектов. Преимущества цифровых систем очевидны: это
высокое качество видеоизображения, возможность обработки и ком-
пьютерного анализа записанного материала, применение недорогих
и малогабаритных цифровых носителей информации для видеоар-
хива, неограниченное время хранения записи, практически мгновен-
ный доступ к любому сюжету из архива, возможность передачи ин-
формации по локальным и глобальным вычислительным сетям и
30
Раздел 1
транслирования видеоизображений в Интернет. Однако цифровые
СВН несколько дороже аналоговых и требуют более квалифициро-
ванного персонала для обслуживания.
Г1о функциональному назначению СВН подразделяют на систе-
мы наружного, внутреннего и скрытого наблюдения.
Системы наружного видеонаблюдения предназначены для на-
блюдения за обстановкой по периметру, окнами и дверями зданий и
территориями. Системы внутреннего видеонаблюдения предназна-
чены для контроля и документирования событий, происходящих в
помещениях охраняемого объекта. Системы скрытого видеонаблю-
дения позволяют фиксировать переговоры в специализированных
помещениях, а также осуществлять видеоконтроль в тех местах, где
открытое размещение видеокамер по каким-либо причинам нежела-
тельно.
По месту распол.ожения различают стационарные СВН, распо-
лагаемые непосредственно на охраняемых объектах, и мобильные,
располагаемые в движущемся транспортном средстве.
По принципу управления различают централизованные СВН,
когда функции управления сосредоточены в одном центре, и расп-
ределенные, когда имеется несколько центров управления всей сис-
темой обеспечения безопасности.
По уровню интеллекта различают СВН с низким и высоким
уровнем интеллекта. Первые из них требуют присутствия операто-
ра и (или) постоянной записи информации Вторые же выполняют
функции автоматической оценки обстановки или же выступают в
роли технического средства обнаружения перемещений в зоне на-
блюдения, распознавания объектов, динамического слежения за на-
рушителем.
По способу передачи сигналов различают проводные и беспро-
водные системы. Первые и? них. для передачи сигналов используют
коаксиальные и оптоволоконные кабели, кабели витой пары и даже
телефонные сети. Веспроводные системы для передачи сигналов
используют радиоканал и могут обеспечивать дальность передачи
сигналов до 15 км. В последнее время широкое распространение
получили сетевые СВН, использующие в качестве среды передачи
проводные или беспроводные 1Р-сети.
В СВН используются черно-белые и цветные видеокамеры. Пер-
вые из них примерно в полтора раза дешевле цветных и в то же вре-
мя они имеют гораздо более высокие значения разрешения и чувс-
твительности. Черно-белые видеокамеры целесообразно использо-
вать в системах для наблюдения на больших открытых территори-
Общие сведения о системах видеонаблюдения
31
ях Они хорошо работают в условиях низкой освещенности и небо-
льшого тумана.
Цветные же видеокамеры позволяют лучше идентифицировать
наблюдаемый объект, они имеют большую информативность, одна-
ко требуют хорошего освещения и стоимость СВН с их использова-
нием выше стоимости СВН с черно-белыми видеокамерами.
По числу видеокамер различают простые СВН и сложные. Прос-
тые системы включают в себя одну видеокамеру и соединенный с ней
но линии связи монитор. В сложных системах может использовать-
ся не один десяток видеокамер и соответствующее коммутационное
оборудование.
Наконец, по разрешению, в первую очередь зависящему от ис-
пользуемых видеокамер, все СВН делят на два вида: обычпое разре-
шение (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).
Компоненты систем видеонаблюдения
2.1. Устройства формирования изображений —
видеокамеры и объективы
Видеокамера — главный и обязательный компонент любой
СВН. Использование видеокамер предоставляет оператору уника-
льную возможность осуществлять одновременное наблюдение нес-
кольких достаточно удаленных мест, контролировать изменение си-
туации в этих зонах и осуществлять видеозапись.
Любая видеокамера содержит фотоэлектрический преобразова-
тель, который является светочувствительным устройством, преоб-
разующим оптическое изображение зоны наблюдения в электричес-
кий видеосигнал. Светочувствительным устройством служит дат-
чик изображения — матрица, в плоскости которой фокусируется
проходящий через объектив свет. Можно сказать, что матрица сос-
тоит из большого количества фотоэлементов, каждый из которых
соответствует элементу изображения — пикселу (от английского Pi-
xel — Picture Element! Каждый фотоэлемент фиксирует количество
света, которое на него попадает, и преобразует его в соответствую-
щий заряд электронов. Чем ярче свет, тем больше заряд, т. е. боль-
ше порождается электронов
Известны две основные технологии создания матриц. ПЗС —
прибор с зарядовой связью (в англоязычной литературе для ее обоз-
начения используется термин CCD — Charge Coupled Device) и
КМОП — комплементарный металооксидный полупроводник (в анг-
лоязычной литературе — CMOS — Complementary Metal Oxide Semi-
conductor). Каждая из них имеет сильные и слабые стороны, что
делает их пригодными для разных применений.
ПЗС-матрицы в свое время были специально разработаны для
производства видеокамер. Они имеют малые шумы и высокую све-
точувствительность, что обеспечивает лучшее изображение при низ-
ком освещении. Однако они более сложны в изготовлении, отнесите-
Компоненты систем видеонаблюдення
33
льно дороги и потребляют гораздо больше мощности, чем КМОП-
матрицы.
В свое время появление ПЗС-матриц стало революцией, открыв-
шей дорогу массовому применению видеонаблюдения. Тогда было
установлено, что фотоны могут генерировать в слое кремния носи-
тели заряда, которые могут быть собраны и сохранены в отдельных
областях — пикселах, а затем переданы через материал в виде дис-
кретных пакетов заряда. Но технологические возможности тех лет
не позволяли наладить массовое производство ПЗС-матриц с отно-
сительно небольшой площадью пиксела, поэтому разрешение пер-
вых видеокамер на их основе было довольно низким. Кроме того,
качество матриц оставляло желать лучшего, а количество дефек-
тных пикселов было весьма ве лико. Первоначально эта проблема
решалась отбраковкой значительной части готовой продукции, что,
разумеется, сказывалось на конечной цене видеокамеры. На рубе-
же 80-90-х годов прошлого века технология производства настолько
улучшилась, что процент бракованных матриц сократился до при-
емлемого уровня, размер пикселов уменьшился, видеокамеры стали
дешевле, и в видеонаблюдении наступила «эпоха» ПЗС
КМОП-матрицы основаны на стандартной и давно известной
технологии, которая широко используется, например, в производс-
тве микросхем памяти. В КМОП-матрицах используются полевые
транзисторы с изолированным затвором и с каналами разной про-
водимости.
Ранние КМОП-матрицы имели существенно более низкую све-
точувствительность, чем ПЗС-матрицы Но в 2007 году компания
Sony выпустила па рынок линейку видеокамер с КМОП-матрицами
нового поколения с технологией EXMOR, которая ранее применя-
лась только в специфических оптических устройствах, таких, напри-
мер, как электронные телескопы. В этих матрицах элементы элект-
роники, препятствующие продвижению фотонов на светочувствите-
льный элемент, были перемещены из верхнего в нижний слой мат-
рицы. Это позволило увеличить доступность элементов свету, что,
соответственно, увеличило светочувствительность каждого пиксела
и матрицы в целом.
КМОП-матрицы после этого впервые сравнились с ПЗС-матри-
цами по светочувствительности, но оказались более энергосберега-
ющими и лишенными главного недостатка ПЗС-технологии — «бо-
язни» точечного света.
Успехи в разработке современных КМОП-матриц способство-
вали еще большему улучшению их качества, что приблизило их к
34
Раздел 2
ПЗС-матрицам в части качества изображения. Применение КМОП-
матриц снижает кроме того общую стоимость видеокамер, поско-
льку уже содержат в своей конструкции всю необходимую логику.
У КМОП-матриц более быстрое считывание данных, меньше мощ-
ность рассеяния на уровне кристалла и менвше размер системы в
целом. Дешевизна их производства в сравнении с ПЗС-матрицами
очевидна, особенно при болвших размерах матриц.
Основное преимущество КМОП-технологии — низкое энерго-
потребление в статическом состоянии. Это позволяет применять
такие матрицы в составе энергонезависимых устройств, например в
датчиках движения и СВН, находящихся большую часть времени в
дежурном режиме или режиме «ожидания события».
Дорогу к применению КМОП-матриц открыло и появление циф-
ровых устройств, в частности IP-видеокамер, так как они позволяют
на одном кристалле разместить и матрицу, и процессор, обладают
хорошим динамическим диапазоном и цветопередачей, их примене-
ние в цифровых сетях не требует деинтрлейсинга (процесса компен-
сации таких неприятных артефактов изображения, как «зубчатос-
ть», «гребенка»; от англ. Interlacing — чсресстрочность), они не огра-
ничены стандартами аналогового телевидения и позволяют достичь
мегапиксели ого разрешения.
Еще одним важным преимуществом КМОП-матриц является
единство этой технологии с технологией производства других эле-
ментов аппаратуры КМСП-технология, являясь в первую очередь
процессорной технологией, подразумевает не только преобразование
света в электрический сигнал, но и его дальнейшее преобразование,
обработку и фильтрацию. Это дает возможность объединения на
одном кристалле аналоговой и цифровой частей аппаратуры, что
служит основой миниатюризации видеокамер и их упрощения, так
как не требует дополнительных процессорных микросхем.
С помощью механизма произвольного доступа в КМОП-матри-
цах можно выполнять считывание выбранных групп пикселов. Дан-
ная операция получила название кадрированного считывания (Win-
dowing Readout). Кадрирование позволяет уменьшить размер зах-
ваченного изображения и потенциально увеличить скорость считы-
вания по сравнению с ПЗС-матрицами. Кроме того, появляется воз-
можность применять одну и ту же матрицу в принципиально раз-
личных режимах. В частности, можно обеспечить качественный
режим живого просмотра изображения на встроенном в аппарат эк-
ране с относительно малым числом пикселов, можно отсканировать
только часть кадра, применить её для отображения на весь экран
Компоненты систем видеонаблюдення
35
и тем самым получить возможность качественной ручной фокуси-
ровки, можно вести скоростную съёмку с меньшим размером кадра
и разрешением.
Итак, основой современной видеокамеры является так называе-
мая матрица, которая представляет собой прямоугольную светочув-
ствительную полупроводниковую пластинку с отношением сторон
4:3, преобразующую падающий на нее свет в электрические заря-
ды, которые используются для получения выходного видеосигнала с
помощью специальной электронной схемы. Радужную поверхность
матрицы можно увидеть через отверстие в корпусе видеокамеры, в
которое вворачивается объектив (большинство видеокамер стандар-
тного дизайна поставляется без объективов).
Как было сказало, матрица состоит из большого числа свето-
чувствительных ячеек, называемых пикселами, с помощью которых
сфокусированное на ней изображение превращается в определенное
число зарядов, соответствующих каждой ячейке изображения. 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 послед-
нее время начинает проявляться интерес к использованию в видео-
наблюдении так называемых мегапикселных видеокамер, у которых
размер матрицы (и, соответственно, разрешающая способность) мо-
жет быть весьма большим.
Существуют ПЗС-матрицы с построчным (IT — Interline Trans-
fer) и покадровым (FT — Frame Transfer) переносом зарядов. В пер-
вом случае (рис. 2.1,а) видеоинформация считывается построчно че-
рез соответствующий регистр считывания камерной электроники, во
втором случае (рис. 2.1,6) имеет место буферизация (промежуточ-
ное хранение в памяти) комплектного видеокадра, однако, и здесь
процесс его считывания осуществляется построчно.
Выбор видеокамеры (цветной или черно-белой) непосредствен-
но определяется техническим заданием на СВН. Следует отметить,
что в одной и той же системе можно одновременно использовать
как цветные, так и черно-белые видеокамеры (конечно, если в этом
есть необходимость). Например, в основном СВН может быть цвет-
ной, а среди используемых в ней видеокамер может быть, к приме-
ру, видеоглазок (черно-белая видеокамера со сверхширокоугольной
оптикой, устанавливаемая во входной двери), и такое решение мо-
жет быть вполне оправданным. Естественно, что изображение на
экране цветного видеомонитора, формируемое черно-белым видеог-
36
Раздел 2
Рис. 2.1. Формирование видеосигнала в ПЗС-матрипе с построчным (а) и
покадровым (б) переносом заряда
лазком, будет черно-белым. Или, наоборот, вся система, 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 СВН более информативны, их особенно
ценно использовать в тех местах, где важно различать цвета объек-
тов, например в казино или на улице, если требуется вести видеонаб-
людение за автомобилями. Высокая информативность цветных ви-
деокамер является их важным преимуществом перед черно-белыми
Подчас это является решающим аргументом в пользу цветных ви-
деокамер, несмотря на их сравнительно высокую стоимость, а также
зависимость качества изображения от типа источника света. В свою
очередь, черно-белые видеокамеры имеют более высокую разреша-
ющую способность и чувствительность и меньшую стоимость.
Цветные видеокамеры конструируются двумя основными спо-
собами. Первый заключается в наличии трех матриц и специальной
призмы, разделяющей световой поток для формирования изобра-
жения на каждой из них Такие камеры характеризуются высокими
значениями разрешения, чувствительности и цветопередачи.
Волее дешевый (и распространенный в СВН) вариант — однок-
ристальные камеры, в которых имеется одна матрица с мозаичной
(реже штриховой) структурой цветных светофильтров, позволяю-
щих раздельно формировать на светочувствительных ячейках мат-
рицы изображения в различных цветах (рис. 2.2). Для формирова-
ния видеосигнала цветного изображения перед ячейками матрицы
создаются микросветофилътры основных цветов (красного, зелено-
го, синего), т. е. один пиксел цветного изображения формируется
Компоненты систем видеонаблюдення
37
Рис. 2.2. Упрощенная конструкция
однокристальной цветной видео-
камеры
И К запирающий светофильтр
из трех ячеек. Другими словами, перед каждой ячейкой установлен
светофильтр, пропускающий какой-то один цвет. После считывания
информации с ячеек происходит вычитание сигналов одних цветов
из других и формируются три сигнала — яркостный Y и два цвето-
разностных — U и V. В дальнейшем для передачи по одному коакси-
альному кабелю все эти сигналы могут быть суммированы с целью
получения едино]'о композитного сигнала. Именно этот сигнал в
большинстве случаев и называется видеосигналом
Поскольку у цветных видеокамер количество результирующих
ячеек в 3 раза меньше, чем у черно-белых видеокамер, разрешающая
способность и чувствительность у них оказываются хуже.
Для правильной передачи цветов между поверхностью матри-
цы и объективом устанавливается также светофильтр, не пропуска-
ющий инфракрасное (ИК) излучение, — ИК-запирагощий светофи-
льтр. Он обычно имеет вид тонкой пластины или пленки.
Существуют комбинированные видеокамеры — так называемые
видеокамеры « день-но чь>>.
Самый простой и дешевый способ увеличения чувствительнос-
ти — усиление видеосигнала отключением цветового тракта. Но в
этом случае чувствительность видеокамеры увеличивается незначи-
тельно, поскольку все светофильтры, присущие тщетной видеокаме-
ре, остаются на месте и вносят свою лепту в уменьшение светового
потока, падающего на поверхность матрицы.
Второй, ставший классическим, способ — это вариант исполне-
ния камеры с механически удаляемым ИК-светофильтром, который
делается в виде сдвигаемой (реже откидываемой) плоскопаралле-
льной пластины. Управляющий сигнал сдвига фильтра подается
либо от внешнего датчика освещенности при ее понижении, либо
при понижении уровня видеосигнала ниже некоего порогового зна-
чения. Видеокамеры такой конструкции имеют довольно высокую
чувствительность, в том числе и в инфракрасном диапазоне, по-
этому часто совместно с ними применяется встроенный или отде-
льный ИК-прсжектор, позволяющий ьести видеонаблюдение в ус-
38
Раздел 2
ловиях полной темноты. К недостаткам подобной системы можно
отнести неудаляемый мозаичный светофильтр, который в режиме
«ночь» уменьшает световой поток ровно так же, как и в классичес-
ких цветных видеокамерах. Кроме того, при наблюдении с помо-
щью ИК-подсветки происходит некоторая расфокусировка системы
из-за изменения длины волны света. Решением этой проблемы мо-
жет быть механический сдвиг матрицы или применение специаль-
ных объективов с ИК-коррекцией, не требующих перефокусировки
при изменении длины волны.
Третьим способом построения видеокамер «денв/ночь» являет-
ся совмещение в одном корпусе двух, по сути, совершенно автоном-
ных камер — цветной и черно-белой, а также (в большинстве случа-
ев) и ИК-прожектора. У каждой из камер имеется свой объектив, и
интеграция происходит лишь на стадии коммутации выходных виде-
осигналов: при нормальной освещенности на выход подается сигнал
от цветной видеокамеры, а при снижении освещенности, контроли-
руемой специальным датчиком, — от черно-белой. При этом однов-
ременно с черно-белой видеокамерой включается ИК-осветитель.
Достоинства такой системы очевидны — в режиме «ночь» чор-
но-белая видеокамера заранее сфокусирована для работы с ИК-про-
жсктором и дает наилучшее изображение, ведь световому потоку
не «мешает» ни инфракрасный, ни мозаичный светофильтры. Для
этой системы имеется возможность подобрать матрицу невысокого
разрешения (оно все равно снизится в ИК-диапазоне), но с макси-
мальной площадью каждого пиксела, а значит, с наилучшей чувс-
твительностью. Недостатки системы — высокая стоимость (две ви-
деокамеры, два объектива) и необходимость тщательной настройки
для точного совпадения полей зрения тщетной и черно-белой видео-
камер, особенно при использовании вариофокальных объективов.
Четвертый способ является комбинацией второго и третьего и
предусматривает совмещение двух матриц с одной оптической сис-
темой (объективом). При падении освещенности происходит меха-
ническая замена матриц с одновременным удалением ИК-фильтра.
В результате одновременно при единой оптической системе достига-
ется максимальная чувствительность. Единственным недостатком
такой системы можно считать сложность изготовления (а значит и
высокую стоимость) механизма смены матриц с исключительно вы-
сокой точностью позиционирования.
Видеокамеры характеризуются специальным параметром, кото-
рый называется форматом матрицы (Format), — это не что иное,
как округленное значение длины диагонали матрицы (рис. 2.3), вы-
Компоненты систем видеонаблюдения
39
раженное в дюймах (важно подчеркнуть, что формат — это не раз-
мер, а условное обозначение типоразмера матрицы).
Чем больше формат матрицы, тем больше угол обзора камеры
и площадь светочувствительной рабочей зоны, т е на этой площади
размещается большее количество пикселов и (или) увеличивается
размер каждого из них, что приводит к росту разрешения и чувс-
твительности.
Имеются следующие форматы матриц:
• 1" — ширина 12,8 мм х высота 9,6 мм
(в настоящее время практически не исполь-
зуется);
• 2/3^ — 8,8 мм х 6,6 мм;
• 1/2" — 6,4 мм х 4,8 мм;
• 1/3" — 4,8 мм х 3,6 мм,
• 1 /4" — 3,6 мм к 2,7 мм
Следует отметить, что при производст-
ве матриц выход годных приборов зависит
от их типоразмера Технологическими и экономическими соображе-
ниями продиктовано стремление производителей выпускать матри-
цы меньших размеров (вплоть до 1/5"). Судя по паспортным дан-
ным, производителям при этом удается сохранить основные техни-
ческие характеристики, однако при уменьшении размера матрицы
уменьшается контрастность воспроизводимого па экране видеомо-
нитора изображения
Знание формата матрицы необходимо для выбора подходящего
объектива: диаметр окружности, в которой отображается сфокуси-
рованное объективом изображение, по сути, является диагональю
матрицы. Так как матрица имеет форму прямоугольника, то на
нее приходится только часть проецируемого кругового изображе-
ния. Если форматы матрицы и объектива совпадают, то прямоуго-
льник матрицы точно вписывается в окружность. Отметим, одна-
ко, что если видеокамера поставляется с собственным объективом,
то указание в документации на видеокамеру информации о формате
матрицы, по сути, является избыточным.
Разрешающая способность (Resolution) является одной из
важнейших характеристик СВН вообще и видеокамер в частности.
Этот параметр характеризует способность системы различать мел-
кие детали и удаленные предметы. Численно разрешающая спо-
собность видеокамеры измеряется в так называемых телевизионных
линиях (ТВЛ) — суммарном количестве различимых на экране ви-
деомонитора черных и белых штрихов минимальной толщины.
40
Раздел 2
Чем больше значение разрешающей способности видеокамеры,
тем мельче детали и более удаленные предметы можно наблюдать
(последнее особенно важно при установке видеокамер вне помеще-
ний). 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 (пер-
вую относят к видеокамерам высокого разрешения, вторую — к ви-
деокамерам стандартного разрешения). Разрешающая способность
видеокамеры в первую очередь определяется количеством пикселов
матрицы.
Следует различать разрешающую способность по вертикали и
по горизонтали.
Разрешающая способность по вертикали определяется приня-
тым в телевидении чересстрочным разложением растра, т. е. мето-
дом отображения, передачи или хранения изображений (как прави-
ло, движущихся), при котором каждый кадр разбивается на два по-
лукадра (или поля), составленных из строк, выбранных через одну.
Альтернативным вариантом чересстрочной развёртки являет-
ся прогрессивная (построчная) развертка. В видеосигнале при сох-
ранении количества строк изображения применение чересстрочной
развёртки в два раза повышает кадровую частоту (здесь она на-
зывается частота полей) по сравнению с прогрессивной разверткой
(50 Гц против 25 Гц).
В России в СВН в основном используются видеокамеры, на ко-
торые распространяются следующие требования (аналогичные тре-
бованиям 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 состав-
ляет 625 (312,5 в каждом четном и нечетном полях), причем ак-
тивными 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 зави-
сит от полосы пропускания тракта от матрицы до выходного разъе-
ма. Ориентировочное значение разрешающей способности по гори-
зонтали (а как правило, именно она в основном интересует потре-
бителя), выраженное в ТВЛ, можно оценить как 0,7 от числа пик-
Компоненты систем видеонаблюдення
41
се лов по горизонтали (некоторые авторы используют коэффициент
0,75), т. е. определяется параметрами матрицы Поэтому разрешаю-
щая способность черно-белых видеокамер выше разрешающей спо-
собности цветных видеокамер
Не следует забывать, что и объектив, который эксплуатируется
в составе видеокамеры, также вносит свой, хоть и малый, но негатив-
ный вклад в ухудшение результирующей разрешающей способности
системы видеокамера-объектив.
Весьма важным параметром видеокамер является указываемая
в паспорте минимальная освещенность (Minimum Illumination)
или чувствительность (Sensitivityкоторая характеризует спо-
собность видеокамеры наблюдать объекты при пониженной осве-
щенности и даже в темноте. Этот параметр измеряется в люксах
(лк). Чем меньше данное значение, тем выше качество видеокамеры
(на объекте становится все темнее, а изображение еще продолжает
оставаться различимым). Как правило, указывается интересующая
пользователя минимальная освещенность на объекте, а не минима-
льная освещенность на матрице (значение последней при стандарт-
ных условиях измерения примерно в 10 раз меньше значения осве-
щенности на объекте), что является более удобным пользователю,
но при этом встречает определенные трудности при измерении это-
го параметра
Для повышения чувствительности видеокамер применяются
следующие технические решения, обеспечивающие их адаптацию к
условиям пониженной освещенности:
• формирование специальной структуры, создающей микро лин-
зы перед каждой: ячейкой матрицы (например, компания Sony
выпускает такие матрицы под названием Hyper-HAD);
• уменьшение неиспользуемых промежутков между светочувст-
вительными ячейками матрицы (технология Exwave-HAD);
• использование матриц, спектральная чувствительность кото-
рых значительно смещена в ИК-областъ (Ex-View);
• использование в черно-белых видеокамерах переключения в ре-
жим пониженной разрешающей способности (объединение сиг-
налов с нескольких соседних ячеек мач-рицы) или в режим воз-
растания времени накопления зарядов (это приемлемо для ноч-
ного видеонаблюдения мест с малюй активностью, так как по-
добное решение влечет за собой смазывание изображения дви-
жущихся объектов);
• использование в цветных видеокамерах автоматического пере-
хода в режим черно-белого изображения.
42
Раздел 2
В составе видеокамеры имеется так называемый электронный
затвор (ES — Electronic Shutter) — устройство, предназначенное
для ее адаптации к вариациям освещенности. Данное устройство
опрашивает матрицу короткими импульсами, длительность которых
может меняться, благодаря чему осуществляется регулировка вре-
мени накопления зарядов, а значит, и уровень сигнала на выходе
матрицы.
Электронный затвор, автоматически изменяющий длитель-
ность опросных импульсов в пределах от 1/50 до 1/100000 с, име-
ется практически у всех современных видеокамер, поэтому простое
упоминание данного параметра в прайс-листах или технических: пас-
портах на видеокамеру нельзя назвать информативным. Другое де-
ло, если в документации указано, что имеется возможность рунной
установки электронного затвора (Manual Shutter Control), тогда
такая функция может оказаться весьма полезной для наблюдения
быстропротекающих процессов, например при видеонаблюдении и
распознавании номеров идущих в потоке автомашин. При использо-
вании же автоматического электронного затвора (Auto Shutter
Control), работающего на «малых скоростях» (1/50 с), быстроизме-
няющиеся процессы на экране видеомонитора при низкой освещен-
ности контролируемых объектов будут отображаться смазанными.
Для исключения этого должна быть либо обеспечена высокая осве-
щенность объекта, что не всегда достижимо, либо следует исполь-
зовать видеокамеры с описанной выше принудительно устанавлива-
емой скоростью работы электронного затвора.
Недостатком использования электронного затвора (а также объ-
ективов с фиксированной или регулируемой вручную диафрагмой)
является то, что объектив все время открыт, а значит, глубина рез-
кости минимальна, что в цветных видеокамерах приводит к умень-
шению цветовой насыщенности. Но самое главное, динамического
диапазона электронного затвора, равного 100000:50 = 2000 раз, со-
вершенно недостаточно для отработки изменений уличной освещен-
ности при круглосуточной работе видеокамеры. Кроме того, элект-
ронный затвор никак не изменяет световой ноток, поступающий на
матрицу, а чрезмерная ее освещенность может привести не только
к искажениям изображения, но, в некоторых случаях, и к выходу
видеокамеры из строя.
Указанная проблема решается применением объективов с ав-
тодиафрагмой (Auto Iris), в которых величина относительного от-
верстия в зависимости от освещенности регулируется автоматичес-
ки (ALC — Auto Iris Lens Control). В качестве сигнала управления
Компоненты систем видеонаблюдения
43
микродвигателями объектива (Iris Control) может использоваться
специальный выходной видеосигнал «Video», вырабатываемый ви-
деокамерой (но не тот, что поступает на выход видеокамеры для
передачи и дальнейшей обработки). В более совершенных видео-
камерах для управления диафрагмой объектива формируется мед-
ленно изменяющееся управляющее напряжение, иногда называемое
сигналом управления постоянным током (обозначается DC — Direct
Current или DD — Direct Drive), благодаря чему может использо-
ваться более простой и экономичный объектив
Для успешной работы видеокамеры с конкретным объективом
должна обеспечиваться в том числе их электронная совместимость,
которая заключается в соответствии сигналов управления автоди-
афрагмой Как правило, если видеокамера обеспечивает управле-
ние автодиафрагмой объектива сигналом постоянного тока, то в ней
имеется микропереключатель выбора. «Video» либо «DC».
Отметим, что при управлении сигналом «Video» используются
только три из четырех контактов соответствующего разъема («4-12
V», «GND», «IRIS»), в то время как при управлении сигналом «DC»
задействованы все четыре контакта («DAMP--», «DAMP-Н, «DRI-
VE—», «DRIVE-1-»). Некоторые фирмы наладили выпуск адапте-
ров, позволяющих совместно использовать объективы и видеокаме-
ры, имеющие различные сигналы управления диафрагмой.
Система управления автодиафрагмой, по сути, является клас-
сической системой автоматического регулирования, поэтому ей мо-
жет быть присуща некоторая неустойчивость, проявляющаяся в
том, что зрачок объектива периодически открывается, а затем зак-
рывается (при одновременном пропадании изображения на экране
видеомонитора). Нередко причиной такого явления служит совмес-
тная работа автодиафрагмы и электронного затвора, что, вообще
говоря, нежелательно, поскольку инерционность этих систем раз-
лична. Иначе говоря, при использовании объектива с автодиафраг-
мой электронный затвор рекомендуется отключать.
К самовозбуждению цепи управления автодиафрагмой может
привести и неточная регулировка объектива. Подобная неисправ-
ность может проявляться следующим образом: при облачной пого-
де изображение на экране видеомонитора хорошее, как только по-
является солнце — изображение начинает периодически пропадать
и тотчас вновь появляться (с периодом от долей секунды до неско-
льких секунд).
Объективы с автодиафрагмой рекомендуется использовать в
уличных условиях и даже в помещениях с изменяющейся освещен-
44
Раздел 2
ностью (например, если в объектив видеокамеры может попадать
свет фар автомобилей или яркий свет при открытии входной две-
ри). Видеокамеры с объективами, имеющими фиксированную или
вручную устанавливаемую диафрагму, можно использовать в улич-
ных условиях, но при одном условии, что освещенность в этом месте
будет относительно постоянной (например, в подземном переходе).
Отношение сигнал/шум (S/N — Signal/Noise Ratio) указыва-
ет на степень проявления па изображении шумов, так называемого
«снега» (например, при отношении сигнал/шум 60 дБ «снег» прак-
тически отсутствует, 50 дБ — он едва заметен или незаметен, 40 дБ —
заметен, 30 дБ — сильные шумы, 20 дБ — изображение теряется в
шумах). Реальные измерения отношения сигнал/шум зарубежных
видеокамер показывают, что указываемые производителями в пас-
портах значения этого параметра нередко бывают завышены.
Кроме влияния на качество изображения, а значит, на эффек-
тивность работы оператора СВН, отношение сигнал/шум сущест-
венно влияет и на размер файла компрессированного изображения
в цифровых СВН.
Автоматическая регулировка усиления (АРУ, АС С — Auto-
matic Gain Control) служит для стабилизации размаха выходного
видеосигнала на уровне около 1 В. В некоторых видеокамерах уст-
ройство АРУ может быть отключено, что в ряде случаев оказывает-
ся весьма полезным качеством в случаях, когда требуется, чтобы не
ухудшалось соотношение сигнал/шум. Глубина АРУ у различных
видеокамер может быть ст 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. Это
делается для компенсации нелинейной зависимости яркости свече-
ния электронно-лучевого кинескопа в видеомониторе старой конст-
рукции от модулирующего напряжения (иначе темные места имели
бы меньше градаций, чем светлые) Е некоторых видеокамерах име-
ется переключатель коэффициента гамма-коррекции 0.45 или 1,00.
Компенсация встречной засветки (BLC — Back Light Com-
pensation) обеспечивает более глубокую проработку во встречном
(контровом) свете.
Обычная видеокамера, у которой нет данной функции, сраба-
тывает по уровню сигнала, соответствующему усредненной освещен-
ности в поле зрения. Если при этом на объекте имеются очень яр-
ко освещенные участки, то за счет действия электронного затвора
такие участки будут нивелироваться по яркости с участками сред-
Компоненты систем видеонаблюдення
45
ней 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 лицо человека рассмотреть трудно, виден лишь один си-
луэт. В сравнительно простых видеокамерах BLC отрабатывает по
центральной части поля зрения видеокамеры, в видеокамерах с циф-
ровой обработкой (DSP — Digital Signal Processing) имеется возмож-
ность программно устанавливать область изображения, в которой
отрабатывает BLC.
Более широким динамическим диапазоном обладают видеока-
меры, в которых использована технология PIXIM, а именно систе-
ма цифровой обработки пикселов DPS (Digital Pixel System), позво-
ляющая прибору контролировать цифровое значение освещенности
каждого пиксела.
Синхронизация (Synchronization) необходима, когда в СВН
применяется больше одной видеокамеры. Особенно необходимо при-
менение синхронизации в СВН с видеокоммутаторами. Дело в том,
что при переключении несинхронизированных между собой видео-
камер неизбежен временный срыв кадровой синхронизации видео-
монитора (после переключения каждого видеовхода несколько се-
кунд кадры перемещаются по экрану, пока кадровая развертка не
«захватит» синхронизацию), что не может не утомлять оператора.
Использование синхронизации является весьма полезной функцией
и для цифровых приборов обработки видеосигналов, и для цифро-
вых СВН.
В паспортах на видеокамеры производители в числе других ха-
рактеристик указывают и наличие внутренней синхронизации (In-
ternal), поскольку она имеется у всех без исключения видеокамер
(используется кварцевый резонатор).
Внешняя синхронизация (External) — V-Lock (кадровой развер-
тки) 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 синхросмесъ, вырабатываемая специальным при-
бором — синхронизатором Для реализации внешней синхронизации
на корпусе видеокамеры обычно предусмотрен специальный разъем.
Синхронизация видеокамер с сетевым питанием от сети пере-
менного тока (LL — Line-Lock) позволяет избавиться от следующего
неприятного дефекта: если в помещении, где установлены видеока-
меры, используются лампы дневного света, то на изображении мо-
46
Раздел 2
жет появляться яркостная модуляция (экран медленно заплывает
светом, а затем также медленно изображение нсрмализуется). Од-
нако подобная модуляция проявляется далеко не со всеми лампами
дневного света и непосредственно глазами в помещении ощущается
не всегда.
Видеокамеры с синхронизацией от питающей сети допускают
подстройку фазы — в качестве опорного сигнала проще всего взять
видеосигнал, от одной из видеокамер, а остальные видеокамеры сле-
дует подстроить по ней. Контроль подстройки фазы можно осущес-
твлять несколькими способами:
• с помощью специального фазометра;
• с помощью двухлучевого осциллографа (контроль взаимного
расположения кадровых синхроимпульсов);
• с помощью видеомонитора, на разъемы сквозного прохода кото-
рого подаются видеосигналы от двух видеокамер (регулировкой
частоты кадров монитора добиваются появления темных гори-
зонтальных полос, соответствующих кадровым гасящим импу-
льсам, а затем подстройкой добиваются их совпадения).
Нередко в реальных видеокамерах размах синхроимпульсов вы-
ходит за оговоренные стандартом пределы (0,3 В при общем раз-
махе видеосигнала 1 В) — отсюда могут возникать проблемы сов-
местимости некоторых видеокамер с устройствами, использующими
оцифровку видеосигнала (разделителями экрана, платами ввода ви-
део 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 оценки правильной цветопередачи изо-
бражения на объекте при использовании различных типов источ-
ников света, к которым, следует отметить, цветные видеокамеры
весьма чувствительны (в особенности это относится к лампам днев-
ного света). Указываемый в паспорте диапазон калориметрических
температур (например, 2700... 10000 К) соответствует диапазону ре-
гулировок, т. е. говорит о возможной совместимости цветной видео-
камеры с источниками освещения.
В качестве напряжения питания (Power Supply) видеокамер
используется или низковольтное напряжение постоянного тока ЕС
(Direct Current) — чаще всего 12 В, или сетевое напряжение АС
(Alternating Current) — 220 В. Уже почти не используются видео-
камеры с питанием переменным напряжением 24 В.
При питании сетевым напряжением 220 В, как уже указывалось,
синхронизация осущэствляется от этой сети. Кроме того, если ьи-
Компоненты систем видеонаблюдення
47
деокамера установлена на улице в термокожухе, то это напряжение
используется и для питания нагревательного элемента — т. е. можно
ограничиться единым кабелем питания.
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 до-
статочно мощный источник питания и провода большого сече-
ния;
• при использовании общего источника питания возможно появ-
ление электрической связи между видеокамерами (при этом за
счет проникновения видеосигналов из канала в канал на экране
видеомонитора могут появляться искажения в виде наложения
на основное изображение перемет,ающегося по горизонтали ма-
локонтрастного изображения от другой видеокамеры);
• живучесть СВН в этом случае оказывается невысокой, поско-
льку при выходе из строя источника питания или повреждения
общих проводов она вся выходит из строя.
Во избежание возникновения помех и выхода видеокамер из
строя не следует использовать один источник питания для несколь-
ких различных приборов системы безопасности объекта (например,
для видеокамеры и электромагнитного замка домофона). В боль-
шинстве случаев при низковольтном питании удобнее использовать
свой источник питания для каждой видеокамеры Другим решением
является использование источника питания с повышенным выход-
ным напряжением (например, 24 В), а в непосредственной близос-
ти от места установки видеокамеры располагать простейший стаби-
лизатор напряжения (например, построенной на микросхемах типа
КР142ЕН9 или им подобных): в этом случае гасятся возможные
броски напряжения и гарантируется подача на видеокамеру питаю-
щего 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 пре-
имущество перед видеокамерами, критичными к этому параметру.
На объектах, где вероятны отключения питающего напряже-
ния, следует предусмотреть организацию бесперебойного питания.
Ведь помимо потери информации во время отключения видеокаме-
ры, броски напряжения могут вызвать их повреждения. Кроме того,
48
Раздел 2
если произошло отключение напряжения питания уличной видеока-
меры, установленной без нагревательного элемента, причем окружа-
ющая температура достаточно низкая, то после подачи питания она
с большой вероятностью может не включиться.
Бесперебойное питание видеокамер проще всего организовать от
низковольтного источника, однако поскольку остальное оборудова-
ние СВН, как правило, рассчитано на питание от сети 220 В, мо-
жет потребоваться применение источников бесперебойного питания,
аналогичных тем, которые используются в компьютерных системах.
Чтобы стоимость организации такого питания не была чрезмерно
высокой, следует реалистически подходить к оценке того времени, в
течение которого СВН должна продолжать работать в случае про-
падания централизованного питания и обнаружения чрезвычайной
ситуации на объекте (злоумышленники обычно стремятся реализо-
вывать свои замыслы как можно быстрее).
Современные видеокамеры имеют самое разное конструктив-
ное исполнение:
• видеокамеры в стандартном корпусе;
• миниатюрные видеокамеры («квадраты», цилиндрические, ку-
польные, шары);
• уличные видеокамеры (как правило, с кронштейном и вмонти-
рованные в термокожухи);
• бескорпусные видеокамеры;
• видеоглазки (видеокамеры со сверхширокоугольным объекти-
вом без регулировки диафрагмы, применяемые в домофонах);
• взрывобезопасные видеокамеры (конструкция которых исклю-
чает образование электрической искры, что позволяет исполь-
зовать их в специальных помещениях);
• видеокамеры специального дизайна;
• 1Р-видеокамеры;
• скоростные поворотные видеокамеры;
• видеокамеры, входящие в состав мини-видеосистем (с инфрак-
расной подсветкой, микрофоном и громкоговорителем) и др.
Особенность купольных (потолочных) видеокамер — возмож-
ность использования темного светофильтра, не позволяющего посе-
тителю определить направление «взгляда» видеокамеры. Следует,
однако, помнить, что чувствительность видеокамеры в этом случае
несколько снижается.
Бескорпусные и миниатюрные видеокамеры, как правило, пос-
тавляются со встроенными микрообъективами, но существуют ва-
рианты поставки и без них. Бескорпусные видеокамеры, по сути,
Компоненты систем видеонаблюдения
49
представляют собой полуфабрикат, который должен быть установ-
лен в тот или иной корпус или термокожух Обычно схемотехника
бсскорпусных моделей упрощена и их разрешение довольно низкое,
поэтому они наиболее дешеьы из всего ассортимента видеокамер,
предлагаемых производителями.
Особым -разнообразием форм отличаются корпусные видеока-
меры со встроенным объективом. Простейшая их форма — прямоу-
гольный корпус, в который, по сути, установлена модульная моноп-
латпая камера. Такой корпус оснащен кронштейном крепления и
обычно имеет размеры сторон от 20 до 4и мм. Более сложная фор-
ма — цилиндр, или, по терминологии юго-восточных производите-
лей, «пуля». Калибр (диаметр) такой «пули» без встроенного ИК-
осветителя обычно равен 18... 24 мм. В комплект поставки входит
кронштейн с шаровым шарниром, что позволяет удобно закрепить
такую камеру как на стене, так и на потолке. Иногда цилиндричес-
кие видеокамеры оснащаются ИК-осветителем, а корпус делается
влагозащищенным. В этом случае возможно применение камеры в
неотапливаемых помещениях и даже на улице.
Отдельную группу составляют камеры в корпусах-полусферах.
Такой корпус легко вписывается в дизайн современного офиса или
жилого помещения. Существуют влагозащищенные и антиванда-
льные варианты со встроенными объективами, оснащенными авто-
матической диафрагмой, вполне пригодные для установки на ули-
це, например под козырьком подъезда. Некоторые камеры имеют
внутренний кронштейн с тремя степенями свободы, что позволяет
крепить такие камеры не только к потолкам, но и к стенам.
В паспортах видеокамер указывается параметр вид крепления
объектива (Lens Mount), который определяет конструктивную сов-
местимость видеокамеры и объектива.
Существует два варианта исполнения видеокамер в зависимости
от расстояния от плоскости расположения матрицы до устанавлива-
емого объектива — C-Mount и CS-Mount. Это расстояние в обоих
вариантах различается примерно на 5 мм, в соответствии с чем вы-
пускаются и объективы с креплением С либо CS.
Чтобы изображение было четко сфокусировано на матрице, не-
обходимо, чтобы с видеокамерой С эксплуатировался объектив С
(рис. 2.4), а с видеокамерой CS — объектив CS (рис. 2.5), в против-
ном случае изображение окажется расфокусированным.
Возможен единственный вариант смешанного соединения: с ви-
деокамерой CS может использоваться объектив С, но только при
условии, что между ним и видеокамерой будет установлено спе-
50
Раздел 2
Рис. 2.4. "Установка объектива С на
видеокамеру С
Рис. 2.5. Установка объектива CS на
видеокамеру CS
Адаптер C/CS Видеокамере
12,5 мм
Рцс. 2.6. Использование переходного
кольца C/CS
циальное переходное кольцо
C/CS (C/CS Adapter), показан-
ное па рис. 2.6.
Смысл последнего условия
заключается в следующем.
При установке объектива с CS-
креплением на видеокамеру,
рассчитанную на С-крепление,
изображение оказывается сфо-
кусированным перед плоскостью матрицы, а на ней самой будет рас-
фокусировано, что, естественно, недопустимо При использовании
объектива с С-креплением и видеокамеры с CS-креплением изобра-
жение оказывается сфокусированным за плоскостью матрицы, что
также недопустимо. Однако при установке кольца C/CS между объ-
ективом и видеокамерой (см. рис. 2.6) изображение оказывается сфо-
кусированным в плоскости матрицы.
Некоторые видеокамеры имеют встроенное резьбовое кольцо с
большим ходом, что позволяет отказаться от использования кольца
C/CS и гарантирует хорошую фокусировку (функция Back Focus).
Еще одна важная для пользователя классификация видеока-
мер — по типу выходного видеосигнала. По этому критерию все
камеры можно разделить на аналоговые и цифровые.
Цифровые и, в частности, сетевые камеры (подробнее о них бу-
дет рассказано ниже) имеют ряд безусловных преимуществ по срав-
нению с аналоговыми камерами, в их числе:
• оцифровка и сжатие видеосигнала в самой камере и передача
его в цифровом виде без существенных потерь (при наличии
компьютерной сети с достаточной пропускной способностью);
• возможность использования мегапикселных матриц с очень вы-
соким разрешением;
• возможность использования для СВН существующей компью-
терной сети;
Компоненты систем видеонаблюдения
51
• возможность беспроводной передачи сигнала по Wi-Fi,
• возможность видеонаблюдения из любой точки земного шара
Однако аналоговые камеры все еще не сдают свои позиции, пос-
кольку у цифровых моделей есть свои недостатки, часто вытекаю-
щие из их ДОСТОИНСТВ'
• ограничение длины кабельной линии связи с камерой;
• большая загрузка компьютерной сети;
• зависимость работы С13Н от администратора сети;
• не достаточно высокая чувствительность мегапикселных камер.
В тех СВН, где все еще используются аналоговые видеокамеры,
их выходным сигналом, как уже было сказано, является стандарт-
ный композитный видеосигнал размахом 1 В.
В некоторых аналоговых видеокамерах осуществляется цифро-
вая обработка сигнала DSP (Digital Signal Processing), что позволяет
получать качественное изображение при различных условиях осве-
щенности, а также дистанционное управление, обнаружение движе-
ния, формирование надписей (титров) и т. п. Тем не менее, следует
подчеркнуть, что подобные видеокамеры не являются цифровыми в
указанном выше смысле этого слова.
В заключение перечислим разнообразие функций существую-
щих видеокамер-
• видеокамеры для работы в уличных услювиях;
• цветные видеокамеры с композитным видеосигналом и выходом
S-VHS;
• цветные видеокамеры день/ночь (Day/1Niglit) с переключением
в черно-белый режим при пониженной освещенности;
• видеокамеры с питанием но коаксиальному кабелю;
• видеокамеры с возможностью зеркального отображения (для
использования в качестве зеркала заднего вида автомобиля);
• видеокамеры для установки под водой (на глубине до несколь-
ких метров);
• видеокамеры с возможностью передачи видеосигналов по раз-
личным линиям связи: компьютерной сети, телефонной линии,
витой паре;
• видеокамеры с возможностью записи на встроенный жесткий
диск и др
Объективы используются совместно с видеокамерами, пред-
назначены для формирования изображения контролируемого объек-
та на поверхности матрицы и характеризуются рядом параметров,
описанных ниже.
52
Раздел 2
Формат объектива (Format Of The Lens J — это, по сути, обоз-
начение того размера матрицы видеокамеры, с которой данный объ-
ектив предназначен работать. Другими словами, формат — это
приблизительный диамэтр (выраженный в дюймах) сфокусирован-
ного на поверхности матрицы изображения. Можно также отмети-
ть, что формат объектива одновременно является диагональю впи-
санного в эту окружность прямоугольника, имеющего соотношение
сторон 4:3 (поверхность матрицы представляет собой такой прямо-
угольник).
Одним из требований конструктивной совместимости объекти-
ва и видеокамеры является приемлемость сочетаний их форматов.
Простейшим и наиболее часто встречаемым вариантом является
полное соответствие формата объектива формату видеокамеры.
При использовании объектива большего формата совместно с видео-
камерой меньшего формата неизбежна некоторая потеря информа-
ции на краях экрана видеомонитора. Установка объектива меньшего
формата на видеокамеру большего формата приведет к появлению
затемнений по краям экрана видеомонитора.
Фокусное расстояние объектива (Focal Length), выраженное
в мм, определяет угол обзора системы «объектив-видеокамера» в
целом: чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол обзора
и тем крупнее на экране видеомонитора отображается объект на-
блюдения. Отметим, что угол обзора видеокамеры по горизонтали
существенно шире угла обзора по вертикали, что следует учиты-
вать при анализе так называемой «мертвой зоны», т. е. части зоны
ее наблюдения, в пределах которой оператор или регистрирую!цее
устройство не могут обнаружить факт пересечения объектом секто-
ра наблюдения.
Выбор объектива по фокусному расстоянию производится на ос-
новании требований необходимого угла обзора (Angle Of ViewJ или,
что практически то же самое, расстояния до объекта наблюдения
(Object Distance) и горизонтального (Horizontal) или вертикального
(Vertical) поля зрения (Field Of View) Очевидно, что этому долж-
но предшествовать определение необходимого числа и типа видео-
камер, обеспечивающих минимум «мертвых зон» при наименьшем
взаимном перекрытии рабочих зон.
При выборе фокусного расстояния объектива надо учитывать
следующее:
• для одинаковых форматов объективов большему фокусному
расстоянию соответствует меныпий угол обзора;
Компоненты систем видеонаблюдення
53
• если имеется несколько видеокамер разного формата с соответ-
ствующими объективами (случай, когда формат объектива со-
ответствует формату видеокамеры) и одинаковыми фокусными
расстояниями объективов, то большему формату соответствует
больший угол обзора;
• при установке объектива большего формата на видеокамеру с
матрицей меньшего формата угол обзора определяется фокус-
ным расстоянием объектива и размером матрицы, т е равен уг-
лу обзора, который был бы при установке объектива с данным
фокусным расстоянием и имеющего формат, равный формату
матрицы.
Объективы выпускаются как с постоянным фокусным рассто-
янием (Fixed Focal Length), так и с переменным (они называются
варисобъективамм), причем их регулировка может быть как ручной
(Vary Focal Lenses), так и дистанционно управляемой (Zoom Lenses).
Вариообъективы с ручным управлением обеспечивают подст-
ройку угла обзора видеокамеры на оптимальное изображение.
Обычно они позволяют изменять фокусное расстояние в диапазоне
от 2 до 20 раз. Подобные объективы могут быть полезны в следу-
ющих случаях:
• требуемое значение фокусного расстояния (например, получен-
ное расчетным путем) должно быть выдержано достаточно точ-
но, и оно существенно отличается от фокусных расстояний, ука-
занных в паспортах и каталогах на объективы;
• при проектировании СВН отсутствует достоверная информация
о требуемых углах обзора видеокамер (например, об удаленнос-
ти объекта);
• велика вероятность, что в процессе строительства объекта и пос-
ле введения СВН в эксплуатацию требования заказчика могут
существенно измениться.
Тем не менее, если в этом нет острой необходимости, следует из-
бегать использования вариообъективов с ручным управлением, пос-
кольку достаточно сложно сохранить высокие оптические характе-
ристики объектива, если его линзы могут изменять свое положение.
Вариообъективы с сервоунравлением (Motorized Zoom), иначе
трансфокаторы, позволяют изменять фокусное расстояние в зна-
чительных пределах от 6 до 34 раз. Трансфокаторы могут при-
меняться на объектах, где при видеонаблюдении требуется время
от времени дистанционно изменять масштаб контролируемого изо-
бражения, сосредотачивая внимание на удаленных предметах или,
54
Раздел 2
наоборот, переходя к панорамному наблюдению. Некоторые из по-
добных объективов имеют функцию предустановки (Presets), кото-
рая обеспечивает автоматическую установку по сигналу тревоги на
заранее заданное фокусное расстояние.
Относительное отверстие объектива (Aperture) определяет
тот световой поток, который, пройдя через объектив, достигает по-
верхности матрицы. Относительное отверстие численно равно отно-
шению эффективного диаметра объектива к его фокусному рассто-
янию. Значение относительного отверстия объектива отображается
в виде дроби, например, 1:1,2. В литературе для обозначения от-
носительного отверстия широко используется упрощенная запись,
по сути, соответствующая обратней величине, например F1.2. Поэ-
тому под относительным отверстием понимают числовое значение,
следующее за буквой F.
Чем меньше значение достижимого относительного отверстия,
тем л}чше, поскольку при этом система видеокамера-объектив ока-
зывается более чувствительной. Например, объектив с Ft.4 луч-
ше объектива с F2 0, поскольку первый позволяет получить лучшее
изображение в условиях малой освещенности.
Для снижения значения относительного отверстия используют
асферические объективы (Aspheric Lens), поверхность которых су-
щественно отличается от сферической. Усложненная технология из-
готовления таких объективов сказывается на их более высокой стои-
мости, больше и вносимые объективом искажения. Однако при этом
система видеокамера-объектив становится существенно более чувс-
твительной (например, использование асферических объективов с
F0.8 позволяет повысить результирующую чувствительность при-
мерно в 3 раза по сравнению с использованием объективов с F1.4)
По типу диафрагмы (iris), т. е механизма регулировки проходя-
щего на матрицу светового потока, объективы подразделяются на:
• объективы без регулировки диафрагмы (Without Iris) — пред-
назначены для использования в помещениях с постоянным
уровнем освещенности;
• объективы с ручной регулировкой диафрагмы (Manual Iris) —
могут быть использованы в помещениях с постоянным уровнем
освещенности, но при этом обеспечивают возможность оптима-
льной подстройки под существующую освещенность или дости-
жения необходимой глубины резкости,
• объективы с автоматической регулировкой диафрагмы (АРД)
(Auto Iris) — могут быть установлены вне помещений, а также
в помещениях с изменяемой освещенностью.
Компоненты систем видеонаблюденпя
55
В объективах с АРД (в литературе их называют объективами
с автодиафрагмой или объективами с АРД) в качестве сигнала уп-
равления может использоваться либо видеосигнал, снимаемый со
специального выхода видеокамеры, либо сигнал постоянного тока.
В документации объективы с АРД и управлением видеосигналом
обозначаются «Video*, а с управлением постоянным током — «DC*
или «DD». Объективы с диафрагмой, управляемой постоянным то-
ком, имеют меньшую стоимость, а но оптическим характеристикам
такие объективы идентичны аналогичным объективам, управляе-
мым видеосигналом. "Упомянутые выше ьариобъективы с серьоуп-
равлением выпускаются двух типов: с автоматической регулировкой
диафрагмы и с дистанционно управляемой диафрагмой.
При использовании объектива с автодиафрагмой оператору не
нужно в течение суток подстраивать яркость изображения, а в слу-
чае дистанционно управляемой диафрагмы можно получить лучшее
качество изображения, чем при использовании объектива с автоди-
афрагмой.
Следует упомянуть еще один параметр, нередко указываемый
в технических характеристиках объективов, — минимальное рас-
стояние до объекта, при котором воспроизводимое объективом
изображение оказывается сфокусированным, — MOD (Minimum Ob-
ject Distance). Это расстояние в зависимости от модели объектива
может составлять от десятков сантиметров до нескольких метров.
Если расстояние от объектива видеокамеры до объекта будет ме-
ньшим, чем минимальное допустимое расстояние для данного объ-
ектива, то изображение получится размытым, так как видеокамере
не удастся сфокусироваться на данном объекте. Для того чтобы
уменьшить минимальное расстояние, необходимо использовать спе-
циальные объективы или удлиняющие кольца. Широкоугольные
объективы, как правило, имеют меньшее значение этого параметра,
чем длиннофокусные объективы. Однако ограничения, вызванные
этим параметром, в СВН часто игнорируют.
Несколько большие ограничения может наложить такой пара-
метр, как глубина -резкости (Depth Of Field) — зона (диапазон рас-
стояний) перед фокусируемой областью и за ней, в пределах которой
все предметы на изображении остаются сфокусированными.
Необходимо иметь в виду следующее:
• глубина резкости тем больше, чем больше значение относите-
льного отверстия объектива;
• короткофокусные объективы имеют большую глубину резкости,
чем длиннофокусные;
56
Раздел 2
• с увеличением расстояния до объекта глубина резкости увели-
чивается;
• протяженность зоны резкости за сфокусированным объектом
больше, чем перед ним.
Как было сказано выше, существуют два типа крепления объ-
ектива: С-Mount и CS-Mount Можно еще раз повторить, что допус-
тимыми являются следующие варианты сочетаний типов креплений
объективов и видеокамер:
• видеокамера С-крепления и объектив С-кренления;
• видеокамера CS-крепления и объектив CS-крепления;
• видеокамера CS-крепления и объектив С-крепления с исполь-
зованием специального переходного кольца C/CS.
Кроме стандартных объективов, в СРН используются микро-
объективы для бескорпусных и миниатюрных видеокамер. При их
выборе следует помнить, что они могут быть выполнены из стекла
или пластмассы. Оптические качества пластмассы хуже, чем стек-
ла, а кроме того, она стареет и подвержена деформации. Следует
отметить, что, несмотря на своп небольшие размеры, существуют
микрообъективы и с автодиафрагмой.
Используемые для видеокамер со скрытой установкой объекти-
вы типа «игольное ушко» (Pin Hole), как правило, имеют сущес-
твенно худшее значение относительного отверстия по сравнению с
обычными микрообъективами. Однако производители указывают в
технической документации таких объективов их достаточно высокие
параметры при использовании в них до 5 линз.
Внешне похожими на объективы Pin Hole выглядят объективы с
вынесенным зрачком. Однако они существенно отличаются: их пре-
имущество в том, что при юстировке таких объективов, например в
стене, не требуется точное «попадание» в центр отверстия, а само
отверстие является частью оптической системы такого объектива,
играя роль диафрагмы. Таким образом, исключаются затемнения
по краям экрана видеомонитора, которые сопровождают неточную
юстировку объективов Pin Hole.
2.2. Устройства отображения — видеомониторы
Видеомониторы (Monitors) — это устройства, преобразующие
видеосигналы в двухмерное изображение. Они служат для отоб-
ражения визуальной информации и могут быть черно-белыми или
цветными. Черно-белые видеомониторы в большинстве своем испо-
льзуют ЭЛТ-технологию, а гораздо более распространенные в пос-
ледние годы цветные — ЖК-технологию.
Компоненты систем видеонаблюдення
57
Мониторы с ЭЛТ-технологией используются все реже. Это свя-
зано с их очевид±гыми недостатками, такими, как малая механи-
ческая прочность, относительно высокая потребляемая мощность,
сравнительно низкая надежность, большие габариты по глубине и
подверженность выжиганию люминофора.
ЖК-мониторы при их появлении на рынке имели некоторые не-
достатки, в частности уменьшение контрастности и переход изобра-
жения в негатив при наблюдении экрана сбоку, которые в настоящее
время устранены разработчиками и производителями. Современные
ЖК-мониторы имеют высокие характеристики яркости и контрас-
тности и малые массу и толщину, что позволяет оптимизировать
рабочие места операторов и монтировать их на стенах и в транс-
портных средствах. Кроме того, некоторые ЖК-мониторы обеспе-
чивают зеркальное отображение, что позволяет использовать их на
приборной панели автомобиля в системах обзора заднего вида.
Плазменные и проекционные технологии сравнительно недавно
появились на российском рынке устройств отображения СВН и мож-
но прогнозировать более широкое их использование в дальнейшем
по мере снижения цен.
Использование в качестве устройства отображения бытовых те-
левизоров нецелесообразно но ряду причин. Первая из них: качест-
во изображения телевизора, как правило, уступает качеству профес-
сионального монитора Вторая причина: телевизоры заключены в
пластмассовые корпуса и не защищены от электромагнитного из-
лучения соседних устройств. В СВН же рядом может находиться
и другое оборудование, и именно поэтому применяемые мониторы
обычно заключены в металлические корпуса, которые в какой-то
мере снижают уровень электромагнитного излучения для операто-
ра и уменьшают последствия возгорания прибора. Третья причина:
мониторы рассчитаны на круглосуточную безотказную работу в те-
чение многих лет, чего нельзя сказать о телевизорах.
1 Герно-белые мониторы имеют достаточно высокие разрешаю-
щую способность и контрастность и более низкую, чем цветные виде-
омониторы, стоимость, однако, как уже было сказано, они подверже-
ны выжиганию люминофора ЭЛТ с течением времени (в особеннос-
ти, если большую часть времени на части экрана отображается ста-
тически освещаемая область, например, окно). Цветные видеомони-
торы имеют очень большие разрешающую способность и контраст-
ность, большую информативность (легче опознаются отображаемые
объекты), в них отсутствует выжигание люминофора, поскольку его
просто нет, однако их стоимость более высокая, чем черно-белых ви-
58
Раздел 2
деомониторов. Какой, фактор более важен, зависит от применения
монитора
В СВН желательно применять профессиональные CCTV-мони-
торы, которые, в отличие от офисных мониторов, снабжены не то-
лько BNC-разъемами подключения к нему коаксиального кабеля от
источника видеосигнала, но и входами HDMI и VG A для соединения
с видеорегистратором и компьютером, В большинстве профессио-
нальных мониторов имеется сквозной BNC-интерфейс, а в некото-
рых моделях реализована функция квадратора или мультиплексора
и несколько BNC-входов, к которым можно напрямую подключать
видеокамеры. Это очень удобно для создания небольшой СВН на
2-4 канала.
Поскольку на профессиональные мониторы выводятся изобра-
жения более чем от одного источника, то такие, например, режимы,
как мультиэкран, PIP («картинка в картинке») и POP («картинка
поверх картинки») оказываются здесь как нельзя кстати. В совокуп-
ности эти и другие режимы обеспечивают высокую эффективность
работы оператора.
Зачастую, для профессионального монитора важна его способ-
ность работать при нулевой или даже отрицательной температуре.
Производители часто закладывают возможность его эксплуатации в
диапазоне температур от -10 до +40''С, причем чаще- всего это мо-
дели в металлических корпусах.
Основное требование, которому должен удовлетворять мони-
тор, — это комфортное восприятие изображения оператором. Каза-
лось бы, комфорт — характеристика субъективная, однако для мо-
ниторов она давно уже регламентирована как с медицинской, так и с
технической точек зрения. Однако при выборе видеомонитора, как,
впрочем, и другого оборудования, основными критериями оценки
его качества служат технические характеристики. Рассмотрим их.
Размер экрана по диагонали (выраженный в сантиметрах или
в дюймах) является определяющим при выборе видеомонитора (на-
пример, чем больше изображений одновременно выводится на эк-
ран, тем больше должен быть его размер) При выборе размера
по диагонали следует учитывать расстояние от оператора до экрана
видеомонитора (или нескольких видеомониторов), принимая во вни-
мание эргономические требования, в частности минимальное рассто-
яние до экрана должно быть 500 мм. Размер экрана по диагонали во
многом определяет условия работы оператора, его производитель-
ность, самочувствие, скорость реакции и адекватность восприятия
визуальной информации и влияет на восприятие оператором изо-
Компоненты систем видеонаблюдения
59
бражения при длительной работе. На выбор размера экрана дол-
жно влиять и число видеоканалов, которые будут выводиться на
монитор: например, для комфортного просмотра 16 каналов мини-
мальный размер по диагонали составляет 26 дюймов.
Черно-белые мониторы с размерами экрана 12 (31 см) и 14
(3G см) дюймов чаще всего используются в простых СВН. Мониторы
меньших размеров не очень удобны, за исключением разве что в сис-
темах заднего обзора в автомобилях, в видеопереговорных системах,
а также в видеодомофонах. Черно-белые мониторы с размерами от
20 дюймов и более используются в СВН с устройствами совмещения
изображения (квадраторами, видеомулътиплексорами), когда на од-
пом экране одновременно отображается информация от нескольких
видеокамер.
Цветные мониторы с диагональю экрана 17... 25 дюймов мо-
гут использоваться как для вывода нескольких видеоканалов, так и
в качестве spot-мониторов, на которых отображается видеоинфор-
мация с «тревожной» видеокамеры — например, при поступлении
сигнала с детектора движения.
В небольших СВН подобный монитор и вовсе может быть един-
ственным средством отображения видеоинформации — фактически
тем «окном», через которое оператор следит за обстановкой на вве-
ренном ему объекте, наблюдая на одном экране картинки с 16 ви-
деокамер одновременно.
Разрешающая способность (разрешение) — количество пик-
селов по горизонтали и вертикали, которое связано линейным со-
отношением с размерами пиксела и ЖК-матрицы — ее шириной и
высотой.
Разрешающая способность обычно указывается только по гори-
зонтами (по вертикали она ограничена стандартом ГОСТ 7845-92:
575 активных строк чересстрочного растра). В старых ЭЛТ-мони-
торах она нередко указывалась отдельно в центре и отдельно на
периферии (где она, естественно, ниже, вследствие несферичности
экрана).
На разрешающу ю способность монитора по горизонтали оказы-
вает влияние ширина полосы пропускания его видеотракта (чем уже
полоса, тем хуже отображаются мелкие детали).
Ьыбирать монитор по разрешающей способности следует таким
образом, чтобы она была выше, чем у применяемых видеокамер —
монитор не должен ухудшать общее разрешение системы При ис-
пользовании в СВН видеокамер с обычным разрешением целесооб-
разно выбрать и монитор с обычным разрешением (600... 800 ТВЛ
60
Раздел 2
для черно-белых и 350 .400 ТЕЛ — для цветных). В СВН высо-
кого класса, как правило, используются мониторы с разрешением
900.. 1000 ТВЛ (черно-белые) и 450... 500 ТВЛ (цветные).
В настоящее время наиболее распространены разрешения Full
HD (1920x1080 пикселов при формате 16:9), WSXGA (1680x1050
пикселов при формате 16:9) и SXGA (1280x1024 пикселов при фор-
мате 4:3).
В паспорте на монитор нередко указываются геометрические
и нелинейные искажения, но следует сказать, что для СВН они
нс играют такой важной роли, как для телевизоров.
Формат экрана — отношение длин горизонтальной и верти-
кальной сторон. Считается, что экраны форматом 16:9 более эр-
гономичны по сравнению с форматом 4:3, поскольку изображение
такого формата оптимально соответствует бинокулярному зрению
человека и воспринимается наиболее полно. Поэтому, кстати, и все
современные стандарты цифрового телевидения ориентированы то-
лько на широкоформатное изображение.
Размер пиксела влияет на восприятие изображения — чем ме-
льче пикселы, тем более мелкими при том же разрешении будут
казаться элементы изображения на экране.
Ррсмя отклика — время (измеряется в мс), которое пиксел
затрачивает, чтобы перейти от активного состояния (белый) до без-
действующего (чёрный) и обратно. Более низкие числа означают
более быстрые переходы и, соответственно, меньшее количество ви-
димых искажении изображения. Мониторы с долгим временем отк-
лика создают искажения в виде смазанных следов или расплывших-
ся пятен вокруг подвижных обьектов, недопустимые для воспроиз-
ведения динамического контента. Сейчас можно без труда выбрать
монитор со временем отклика менее 10 мс
Яркость экрана — количестве, света, излучаемого на единицу
площади. Нормой считается яркость от 300 кд/м2. Яркость экрана,
как правило, в паспорте на монитор не нормируется. Чем больше
освещенность помещения, тем больше должна быть установлена яр-
кость экрана, однако при этом кинескоп изнашивается быстрее.
Контрастность — отношение показателей яркости самой
светлой (белой) и самой темной (черной) точек экрана, которое опре-
деляет глубину черного цвета. Величины статической (неизменной)
контрастности от 1000:1 — хороший показатель. Наряду со стати-
ческой некоторые производители мониторов указывают гораздо бо-
льшее значение так называемой динамической контрастности, когда
Компоненты систем видеонаблюдения
61
воспринимаемая глазом контрастность изменяется за счет адаптив-
ной подстройки яркости ламп задней подсветки и содержания кадра.
Углы обзора — углы по вертикали и горизонтали, за пределами
которых контрастность падает ниже значения 10:1. От этого показа-
теля зависит эффективность работы оператора СЕН, если на экран
монитора приходится смотреть сбоку, сверху или снизу.
Потребляемая мощность монитора, как правило, тем боль-
ше, чем больше размер его экрана по диагонали. Цветные мониторы
потребляют большую мощность, чем черно-белые Поэтому диапа-
зон потребляемой мощности может быть в широком диапазоне от 15
до 100 Вт. Указанные значения не слишком важны, однако их следу-
ет у читывать в случае организации бесперебойного электропитания
СВН. Некоторые мониторы допускают питание напряжением 12 В,
что в ряде случаев оказывается ценным (например, при установке
их на транспортные средства и подвижные объекты).
Для профессиональных мониторов весьма критичен такой па-
раметр. как устойчивость к выгоранию пикселов. Нередко на их
экраны выводятся статичные изображения в течение длительного
времени или он работает в «спящем» режиме. Поэтому во избежа-
ние деградации жидкокристаллической структуры разными спосо-
бами делается так, что напряжения на пикселах периодически из-
меняются, например время от времени по экрану снизу вверх может
пробегать тонкая полоска шириной в один пиксел или светящийся
пиксел может обегать экран по спирали
Тип корпуса является немаловажным параметром, а для не-
искушенного заказчика нередко и определяющим. Цвет корпуса
должен гармонировать с цветом остального оборудования на пос-
ту охраны.
Сквозной видеовход (Loop Through) обычно представляет со-
бой два расположенных на задней панели видеомонитора высоко-
частотных разъема с надписями «1N» и «OUT». Когда удаленный
источник видеосигнала подключен к входу видеомонитора, то для
исключения искажений изображения на конце кабеля, т. е. па входе
видеомонитора должен быть включен согласующий резистор соп-
ротивлением 75 Ом. В противном случае на изображении могут
быть видны повторы из-за отражений в кабеле. Указанный резис-
тор имеется в каждом видеомониторе, при необходимости он может
быть отключен с помощью специального переключателя, имеющего
два положения: «75 Q» (сопротивление 75 Ом включено) и «Hi-Z»
или «HIGH» (высокоомный вход).
62
Раздел 2
VCl VM1
Рис. 2.7. Подключение нес-
кольких мониторов к одно-
му источнику видеосигнала
Когда, например, к одной видео-
камере подключено несколько видео-
мониторов (несколько постов наблю-
дения), то согласующий резистор дол-
жен подключаться только у последне-
го в цепочке видеомонитора (рис 2.7).
В остальных видеомониторах этой
группы переключатель на задней па-
нели должен быть установлен в поло-
жение высокоомного входа.
Часть мониторов имеют встро-
енные функции, значительно расши-
ряющие возможности их использова-
ния. К ним можно отнести наличие:
аудиоканала; видеокоммутатора (уст-
ройства, предназначенного для обра-
ботки сигналов нескольких камер);
разделителя экрана; устройства типа
«кадр в кадре»; дистанционного уп-
равления; встроенного приемника и
антенны радиоканала и др. Объеди-
нение нескольких приборов в одном
корпусе дает экономический выигрыш по сравнению с их раздель-
ным использованием.
Что касается возможности просмотра мелких деталей изобра-
жения, а это весьма актуально для СВН, то современный монитор
этому никак не препятствует: разрешение 1920x1080 пикселов пос-
тепенно становится нормой.
Международные стандарты и рекомендации для добровольной
сертификации, которым, как правило, удовлетворяют мониторы бо-
лее или менее известных производителей, можно разделить на две
группы: требования по безопасности (стандарты UL, CSA, VDA,
DHHS, СЕ, SEMRO, DEMKO, NEMKO, FSS Class В и др.) и требова-
ния по эргономике (стандарты MPR-II, ТСО, ISO 9241-3, ЕРА Energy
Star, TUV Ergonomic и др.). Продающиеся же в России мониторы
должны соответствовать как минимум следующим регламентирую-
щим документам:
• РОСТ Р Б0948-2001. «Средства отображения информации инди-
видуального пользования. Общие эргономические требования
и требования безопасности»;
Компоненты систем видеонаблюденпя
63
• ГОСТ Р 50949-2001. «Средства отображения информации ин-
дивидуального пользования. Методы измерений и оценки эрго-
номических параметров и параметров безопасности»;
• С анПиН 2.2 2 542-96. «Гигиенические требования к видеодис-
плейным терминалам, персональным электронно-вычислитель-
ным машинам и организация работы».
2.3. Устройства коммутации и обработки
видеоси! налов
Поскольку полный телевизионный видеосигнал рассчитан на
отображение на экране одного изображения от одного источника
видеосигнала, простейшая СВН состоит из одной видеокамеры и
одного видеомонитора. Стремление же на одном экране получать
изображения от нескольких видеокамер неизбежно приводит к час-
тичной потере информации, вызванной дискретизацией видеосигна-
ла при осуществлении выборок:
• из достаточно большого количества кадров при последователь-
ном переключении видеокамер,
• в пределах одного кадра (поля) при его оцифровке, что при-
водит к уменьшению разрешающей способности, особенно при
одновременном отображении нескольких изображений на одном
экране.
При наличии в СЕН нескольких видеокамер возникает вопрос
о варианте обработки потока визуальной информации и представ-
ления его оператору. От того, насколько оптимальным для конк-
ретной задачи является выбранное решение, зависит скорость и эф-
фективность работы оператора, всей СВН, а значит, и безопасность
охраняемого объекта
Идеальным является случай, когда сигналы от неограниченно-
го числа видеокамер поступают к оператору без потери информа-
ции в том виде, в каком они снимаются с матриц. Однако в случае
неоцифрованных выходных сигналюв с видеокамер это невозмож-
но, поэтому простейшим решением является параллельный способ
представления визуальной информации, при котором используется
несколько видеомониторов, к входу каждого из которых подключена
«своя» видеокамера, — при этом образуются независимые паралле-
льные каналы (рис. 2.8) По сути, это не что иное, как несколько
параллельно работающих простейших СВН.
Несмотря на кажущуюся примитивность такого решения, оно,
тем не менее, имеет ряд очевидных достоинств:
• простота и достаточно невысокая стоимость;
64
Раздел 2
Рис. 2.8. Параллельная пере-
дача визуальной информации
Рис. 2.9. Использование видеокоммутатора
• нет потери информации от оцифровки видеосигналов и перек-
лючения видеокамер,
• высокая живучесть системы — при выходе из строя одного из
каналов СВН в целом не теряет работоспособности;
• простота диагностики неисправности СВН (методом замены
оборудования из одного канала на оборудование из другого ка-
нала).
Недостатки подобного решения следующие:
• из требований эргономики следует, что количество видеомони-
торов (а значит, и каналов) в расчете на одного оператора не
должно превышать 6-8;
• при наличии одного устройства видеорегистрации невозможно
осуществлять видеозапись по всем каналам одновременно;
• при возникновении тревоги внимание оператора не привлека-
ется;
• при увеличении числа каналов происходит удорожание системы
и возрастает занимаемая видеомониторами площадь.
Таким образом, в общем случае системой должна решаться за-
дача представления информации от нескольких видеокамер на виде-
омониторы, число которых, каг. правило, существенно меньше чис-
ла видеокамер (нередко в СВН используется всего один видеомони-
тор). При централизованном принципе построения СВН эта задача
решается использованием устройства коммутации и обработки ви-
деосигналов. Естественно, что в этом случае одномоментно к виде-
омонитору может быть подключена только одна из видеокамер, по-
этому все системы с таким устройством осуществляют коммутацию
видеокамер, т. е., по сути, осуществляют последовательную обработ-
Компоненты систем ви^еонаблюденпя
65
Неконтролируемое
время 11 1
Н еконтролируемое
____ время _______
Н еконтрол ируемое
____ время _______
Неконтролируемое
____ время _____
Рис. 2.10. Образование неконтролируемого времени видеокоммутатора
ку информации. Скорость коммутации каналов определяет принцип
построения и выходные параметры СВН.
В качестве устройства коммутации и обработки видеосигналов
ранее использовались видеокоммутаторы, разделители экрана и му-
льтиплексоры Сейчас эти устройства применяются лишь в неболь-
ших или устаревших СВН, однако для полноты картины рассмот-
рим и их.
Видеокоммутаторы (Switchers) осуществляют коммутацию
видеокамер (рис. 2.9J с достаточно низкой частотой (несколько се-
кунд и даже десятков секунд на канал). Они яв. ляются простейшими
и самыми экономичными устройствами обработки видеосигналов
Характерной чертой видеокоммутаторов является так называ-
емое неконтролируемое время, т. е. промежуток времени, в течение
которого сигнал с какой-либо видеокамеры на экране видеомонито-
ра не отображается (рис. 2.10). Дело в том, что пока осуществляется
видеонаблюдсние с одной видеокамеры, сигналы с других видеока-
мер на видеомонитор (и устройство видеозаписи) не поступают и
эта информация теряется безвозвратно.
Значение неконтролируемого времени может быть весьма су-
щественным Например, если время наблюдения с каждой из ви-
деокамер установлено равным 5 с (а за меныпее время оператору
вообще невозможно успеть что-либо рассмотреть), то при цикли-
ческом автоматическом переключении, например, двенадцати вхо-
дов видеокоммутатора, неконтролируемое время каждой видеокаме-
ры составляет 55 с. Таким образом, видеокоммутатор будет вновь
возвращаться к рассмотрению ситуации в контролируемой данной
видеокамерой зоне через каждые 55 с — за это время на объекте мо-
жет произойти многое. Видеокоммутаторы могут иметь различное
число входов — от 2 до 20
Человек едва ли способен просидеть рабочий день перед видео-
монитором, на экране которого постоянно переключаются изобра-
66
Раздел 2
жепия (а для уменьшения неконтролируемого времени они должны
переключаться как можно чаще!). Едва ли здесь может помочь и
такая опция некоторых видеокоммутаторов, как индивидуальная ус-
тановка времени наблюдения по каждому входу.
Поэтому для облегчения работы оператора некоторые видео-
коммутаторы оснащены входами тревоги (число входов тревоги рав-
но числу видеовходов). При срабатывании соответствующего охран-
ного датчика на экране видеомонитора появляется изображение тре-
вожной зоны, звучит зуммер и включается соответствующий свето-
вой индикатор. При одновременном срабатывании нескольких дат-
чиков тревожные зоны отображаются поочередно в соответствии с
выбранным временем наблюдения.
Некоторые видеокоммутаторы имеют возможность одновремен-
но с видеосигналами переключать и аудиосигналы. Кроме того, су-
ществуют видеокоммутаторы с дистанционным управлением (для
организации многопостовой системы).
К достоинствам видеокоммутаторов можно отнести следующее:
• простота эксплуатации;
• отсутствие потери качества изображения, вызванного оцифров-
кой видеосигналов, что свойственно более сложным устройст-
вам коммутации и обработки видеосигналов, например, описан-
ным ниже разделителям экрана и видеомультиплексорам,
• возможность использования видеомониторов с небольшим раз-
мером экрана.
Видеокоммутаторы имеют следующие недостатки:
• наличие неконтролируемого времени;
• при непрерывном переключении каналов оператор быстро утом-
ляется;
• при наличии одного устройства видеорегистрации невозможно
осуществлять видеозапись по всем каналам одновременно.
Существуют так называемые матричные видеокоммутаторы,
которые обеспечивают произвольным образом установленную пере-
дачу многих входных видеосигналов на несколько выходов, предназ-
наченных для подключения видеомониторов.
Простейшие матричные видеокоммутаторы имеют 32 входа и S
выходов, однако существуют и видеокоммутаторы, образованные из
наращиваемых модулей, которые могут создавать систему, напри-
мер, из 512 видеовходов и 64 выходов, коммутируемых произволь-
ным образом. Они управляются с разных постов охраны от нес-
кольких клавиатур, которые имеют различные приоритеты и паре-
Компоненты систем видеонаблюдення
67
ли. Существуют и более мощные системы, например содержащие
до 8192 входов и 1024 выходов.
Основное преимущество подобных устройств — исключитель-
ная гибкость конфигурации, например, информация от видеокамер
для поэтажного просмотра обстановки в гостинице или при наблю-
дении дорожной обстановки па участках трассы может одновремен-
но выводится на экраны нескольких видеомониторов, создавая для
оператора цельное представление всей обстановки.
Еще одна из возможных реализаций — использование группы
матричных видеокоммутаторов (один из них — главный, ведущий,
другие ведомые). При размещении ведомых видеокоммутаторов на
удаленных объектах осуществляется дистанционное управление ком-
мутацией (при этом видеосигналы с удаленного видеокоммутатора
передаются па основной по одному коаксиальному кабелю).
Матричные видеокоммутаторы содержат входы тревоги и вст-
роенный генератор экранных надписей и имеют возможность рабо-
ты по компьютерной сети Для уменьшения утомляемости операто-
ра некоторые матричные видеокоммутаторы имеют систему синхро-
низации момента коммутации с началом, видеокадра, что исключает
перемещение изображения по вертикали на экране видеомонитора
Разделители экрана (Split-
ters), называемые также квадра-
торами (Quads), предназначены
для одновременного (с точки зре-
ния оператора) отображения на
экране видеомонитора изображе-
ний от четырех видеокамер
(рис. 2.11). Достоинство раздели-
телей экрана заключается в том,
что при их использовании прак-
тически отсутствует присущая видеокоммутаторам потеря инфор-
мации на время переключения видеокамер.
Для отображения на экране одного видеомонитора изображений
от нескольких видеокамер применяется преобразование аналоговых
видеосигналов в цифровые коды с промежуточным запоминанием
их в буферной памяти и поел едующей выборкой этих кодов в задан-
ной последовательности для цифроаналогового преобразования.
Таким образом, в каждом поле сформированного видеосигнала
содержится информация о четырех входных видеосигналах Следу-
ет отметить, что коммутация видеокам.ер в цифровых устройствах
обработки видеосигналов (разделителях экрана, видеомультиплек-
Рис. 2.11. Использование разделите-
ля экрана
68
Раздел 2
сорах) может осуществляться не чаще, чем с периодом частоты по-
лей, т. е. 20 мс.
Четырем сегментам на экране видеомонитора соответствует че-
тыре области памяти разделителя экрана, обновление которых мо-
жет осуществляться либо последовательно (что проще и дешевле),
либо параллельно. В недорогих моделях разделителей экрана осу-
ществляется циклический опрос четырех видеовходов с частотой
кадровой развертки (25 Гц для стандарта CCTR), последующее оциф-
ровывание входных видеосигналов и их запоминание в памяти до
следующего цикла обновления информации. Таким образом, по
каждому входу частота обновления видеоинформации оказывается
равной 6,25 Гц, что на изображении проявляется в виде прерывис-
того движения (так называемого «строб-эффекта») при наблюдении
движущихся объектов. Такая заметная прерывистость в движении
объектов на экране создает дискомфорт оператору и приводит к по-
тере информации В разделителях экрана «.реального времени» про-
изводится параллельная оцифровка четырех входных видеосигна-
лов, благодаря чему изображение получается более качественным,
оператор меньше утомляется.
Качество изображения, получаемого с помощью разделителя
экрана, тем выше, чем больше объем памяти прибора, предназна-
ченного ддя хранения необходимого количества пикселов и градаций
яркости. Например, прибор с памятью 1024x512 пикселов лучше,
чем прибор с памятью 625x512 пикселов, а 256 градаций яркости
позволяют передать изображение более естественно, чем 64 града-
ции яркости.
Важным параметром разделителей экрана является наличие
входов тревоги — при срабатывании подключенного к соответству-
ющему входу охранного извещателя на весь экран выводится изоб-
ражение зоны с тревогой и звучит зуммер.
Разделители экрана, которые имеют раздельную регулировку
уровня видеосигнала по каждому входу, позволяют при монтаже
и настройке СВН добиться одинаковой контрастности каждого из
сегментов па экране видеомонитора, что более комфортно для опе-
ратора. Причиной возникновения изображений с различной конт-
растностью заключается в том, что сигналы от разных видеокамер,
пройдя по кабелям различные расстояния, имеют различное зату-
хание и существенно отличаются своими размахами.
Кроме одновременного отображения четырех изображений, раз-
делители экрана позволяют последовательно отображать на экране
видеомонитора полноэкранные изображения, управляя их выводом
Компоненты систем видеонаблюдения
69
вручную или автоматически последовательно. По сути, такой ре-
жим работы разделителя экрана является вариантом его использо-
вания в режиме видеокоммутатора.
При необходимости наблюдать с помощью одного прибора изо-
бражения более чем от четырех видеокамер, используется так назы-
ваемый двухстраничный разделитель экрана, имеющий восемь ви-
деовходов, коммутируемых j'pyинами но четыре.
Разделители экрана обладают достаточно большими возмож-
ностями.
• полноэкранное отображение;
• электронное увеличение;
• запоминание последнего (перед пропаданием видеосигнала)
изображения;
• возможность последовательного автоматического переклю-
чения;
• наличие входов датчиков тревоги, срабатывание которых фор-
мирует работу прибора в режиме тревоги;
• формирование сигнала тревоги при пропадании видеосигнала
(появляется соответствующая надпись па экране и звучит зум-
мер);
• наличие встроенного детектора движения, реагирующего на из-
менение изображения;
• возможность регулировки уровней входных видеосигналов для
их выравнивания;
• возможность дистанционного управления, обеспечивающая гиб-
кость инсталляции СВН, например с управлением от удаленно-
го поста охраны;
• наличие встроенного текстового генератора, формирующего
надписи на экране видеомонитора, что облегчает оператору
принятие решения в чрезвычайных ситуациях;
• блокировка доступа, повышающая уровень защищенности СВН.
Основным недостатком разделителей экрана является то, что
они не позволяют получить видеозапись приемлемого качества.
Связано это с тем, что выходной сигнал подвергается цифровой
обработке, что и снижает разрешающую способность. Но главная
причина низкокачественной видеозаписи заключается в том, что на
устройство видеорегистрации поступает видеосигнал, соответствую-
щий такому режиму отображения, при котором на каждое из четы-
рех изображений приходятся в два раза меньше элементов разло-
жения и по горизонтали, и по вертикали, чем при полноэкранном
отображении (так называемый «квадовый» режим).
70
Раздел 2
Видеомулътиплексоры (Multiplexers) предназначены для ор-
ганизации качественной видеозаписи информации от нескольких ви-
деокамер с минимальными временными потерями в сигналах. Это
достигается тем, что зидеомультиплексор формирует на выходе му-
льтиплексированный видеосигнал, получаемый переключением ви-
деокамер с частотой полей (если подключить видеомонитор к это-
му выходу видеому льтиплексора, на экране будут видны мелькаю-
щие изображения от подключенных видеокамер). Таким образом, с
видеомультиплексора на устройство видеозаписи с частотой полей
поступают видеосигналы, соответствующие полноэкранному отоб-
ражению, и в этом заключается основное преимущество видеомуль-
типлсксоров перед разделителями экрана.
Понятно, что чем больше входов у видеомультиплексора, тем
больше время между обращениями к каждой видеокамере, а зна-
чит, тем сильнее проявляется «строб-эффект». Например, если под-
ключено 16 видеокамер, то время между обращениями к каждому
каналу равно 0,3 с, что близко к тому пределу, когда движущееся
изображение воспринимается как слитное.
Однако реальное ьрсмя коммутации в видеомультиплсксорах
существенно больше указанного. С одной стороны, для нормальной
работы устройств, оцифровывающих видеосигналы, в общем' случае
не требуется синхронизация видеокамер. С другой стороны, поско-
льку видеосигналы могут приходить несинхронизированными, то во
избежание искажений в большинстве видеомультиплексоров закла-
дывается пауза (на гарантированное завершение предыдущего поля)
в два-три поля — отсюда на экране видеомонитора появляется уже
явно заметная прерывистость движущихся изображений.
Данная проблема ретена в видеомультиплексорах, использую-
щих функцию PVP (Parallel Video Processing), — параллельное ис-
пользование двух поочередно подключаемых к четным и нечетным
входам прибора видеопроцессоров. Благодаря этому, обращение к
каждому каналу происходит действительно па частоте полей, а зна-
чит, и запись производится с меньшей потерей информации.
При фиксированном значении суммарной скорости обновления
информации (25 полей/с или 50 полей/с) на все каналы и задан-
ном числе коммутируемых видеовходов повышение информативнос-
ти отдельных каналов может достигаться только за счет уменьше-
ния информативности оставшихся каналов, иначе говоря, путем пе-
рераспределения потоков видеоинформации. Таким образом, для
ускорения обновления информации по отдельным видеовходам по-
рядок коммутации каналов должен меняться (например, в случае
Компоненты систем видеонаблюденпя
71
срабатывания внешнего датчика тревоги или встроенного детекто-
ра движения). В этом случае возможны режимы.
• приоритетный (переключение каналов происходит с нарушени-
ем порядка номеров каналов, а именно: к каналу с тревогой
обращение идет чаше и каждый раз осуществляется возврат к
нему после обращения к очередному каналу без тревоги);
• эксклюзивный (отображаются только каналы с тревогой).
Некоторые видеомулътиплексоры позволяют заранее запрограм-
мировать порядок переключения каналов при видеозаписи (даже
при отсутствии тревоги), априорно предполагая большую инфор-
мационную значимость отдельных зон. Важно и то, что в течение
цикла может быть не одно, а произвольное количество обращений
к приоритетным видеокамерам в любом порядке (в том числе и к
нескольким подряд в последовательности). Еще одна особеннос-
ть некоторых приборов — видеовходы, к которым не подключены
видеокамеры, автоматически исключаются из мультиплексируемой
последовательности (за счет чего повышается скорость обновления
остальных видеовходов).
Кроме видеозаписи видеомультиплексоры широко используют-
ся для одновременного отображения сигналов от нескольких видео-
камер (в литературе такой режим называют мультисценоьым, му-
льтиэкранным, мультикартинкой и т.п.).
По функциональным возможностям ьидеомультиплексоры де-
лятся на три типа:
• симплексные — позволяют отображать мультиецзновое изобра-
жение в конкретный момент только в одном режиме, например,
при наблюдении (запись в это время не производится);
• дуплексные — обеспечивают видеозапись с одновременным ви-
деонаблюдением в мультисценовом режиме или просмотром за-
писанного материала;
• триплексные — на экране видеомонитора одновременно могут
отображаться мультисценовые изображения, как наблюдаемые,
так и записанные.
Видеомультиплексоры могут иметь 4, 8, 9, 10 и 16 входов и
два выхода на видеомониторы (аналоговый и цифровой), "что обеспе-
чивает одновременное наблюдение мультисценовогс отображения и
полноэкранного от любой видеокамеры. При наличии в СВН неско-
льких видсомультиплексоров они могут управл_.чтьс.ч от одной кла-
виатуры через интерфейс P.S-485.
Ьидеомультиплексоры могут быть цветными или черно-белы-
ми. Они характеризуются следующими параметрами:
72
Раздел 2
• формат мультисценового отображения (например, 2x2, 3x3,
4x4, кадр в кадре и др.),
• количество пикселов (например, 720x576);
• количество градаций яркости (например, 256) — чем больше это
значение, тем' изображение более естественное;
• частота обновления изображения (например, 50 Гц);
• частота выборок при цифровой обработке, которая определяет
размер мелких деталей (например, 16 МГц);
• электронное увеличение.
Видеомультиплексоры обладают следующими возможностями:
• программирование по экранному меню;
• наличие детектора движения, позволяющего обнаруживать по-
явление в кадре нового объекта;
• электронное панорамирование;
• автоматическая регулировка усиления входных видеосигналов,
приводящая их к единому нормируемому размаху (при этом
контрастность сегментов мультисценового отображения на эк-
ране видеомонитора остается одинаковой);
• запоминание последнего (перед пропаданием видеосигнала)
изображения;
• наличие стоп-кадра, позволяющего детально рассмотреть изоб-
ражение;
• возможность последовательного автоматического переключе-
ния видеовходов;
• формирование сигнала тревоги нри пропадании любого видео-
сигнала;
• наличие встроенного текстового генератора (время, дата, сооб-
щение о тревоге, потере видеосигнала, наименование контроли-
руемой зоны);
• наличие макрокоманд, позволяющих осуществлять гибкое прог-
раммирование прибора на выполнение последовательности раз-
личных операций;
• блокировка доступа:
• возможность дистанционного управления с клавиатуры неско-
лькими видеомультиплексорами, а также поворотными устрой-
ствами;
• возможность дистанционного программирования;
• наличие запрета на вывод сигнала от одной из видеокамер на
экран (например, для конфиденциальной записи действий ох-
раны);
• сохранение всех настроек в энергонезависимой памяти;
Компоненты систем видеонаблюденпя
73
• возможность ИК дистанционного управления.
Ьидеомудьтиплексоры, как и видеомониторы, имеют, как пра-
вило, сквозной видеопроход, т. е. устройство согласования коаксиа-
льного кабеля с оконечным резистором сопротивлением 75 Ом, от-
ключаемым различными способами:
• механически вручную (переключателем);
• механически автоматически (при подключении байонетного ра-
зъема);
• программно.
2.4. Устройства регистрации видеосигналов
Ранее основным устройством регистрации видеосигналов в СВН
были охранные видеомагнитофоны (VCR — Video Cassette Record-
er). Однако, в связи с присущими им недостатками (сравнительно
медленный доступ к интересующей оператора записи, большой рас-
ход ленты и необходимость ее перемотки и замены, снижение качес-
тва при перезаписи и др.) в настоящее время им па смену пришли
цифровые устройства видеозаписи — цифровые видеорегистраторы.
Цифровые видеорегистраторы (DVR — Digital Video Recorder)
или устройства видеозаписи на жесткий диск пришли на смену ох-
ранным видеомагнитфонам вследствие того, что они имеют сущес-
твенные преимущества перед ними:
• практически мгновенный доступ к любому месту видеозаписи;
• отсутствие искажений изображения, присущих видеомагнито-
фонам;
• возможность многократного выполнения записей и неограни-
ченного числа просмотров записей без ухудшения их качества;
• практически идеальный стоп-кадр;
• отсутствие задержки старта записи, присущей видеомагнитофо-
нам;
• возможность записи событий, произошедших до момента тре-
воги;
• отсутствие затрат, присущих использованию видеомагнитофо-
нов (на обслуживание и видеокассеты);
• возможность подключения к компьютерной сети для просмотра
«живого» или записанного изображения на удаленном компью-
тере или управления/программирования устройства,
• файловая структура, позволяющая архивировать все файлы ли-
бо только те, которые интересны, и пересылать их по компью-
терной сети или с помощью электронной почты, а также распе-
чатывать изображения на принтере;
74
Раздел 2
• реализация в одном приборе нескольких функций (так называ-
емый пентаплексный режим), видеонаблюдение, видеозапись,
воспроизведение записанного, просмотр и управление по ком-
пьютерной сети, архивация на внешние накопители;
• наличие встроенного детектора движения, позволяющего осу-
ществлять более экономную видеозапись в плане использова-
ния носителя.
Перспективность этого направления видеозаписи обусловлена
бурным развитием компьютерной техники, улучшением характерис-
тик и снижением стоимости составных частей компьютеров, которые
в качестве компонентов используются в цифровых видеорегистрато-
рах. Нельзя не учитывать и существенное снижение цены цифро-
вых видеорегистраторов по мере значительного увеличения объема
их производства.
Автономные видеорегистраторы с аппаратной оцифровкой изо-
бражения и компрессией выпускаются как одноканальными, так и
многоканальными (имеющими от 4 до 24 видеоьходов). В последнем
случае они представляют собой законченную конструкцию, сочета-
ющую в себе собственно устройство записи на жесткий диск и ви-
деомультиплексор (симплексный, дуплексный или триплексный) с
встроенным детектором движения (активности) и входами тревоги.
Одним из неоспоримых достоинств автономных цифровых ви-
деорегистраторов является их дружественный, интуитивно понят-
ный интерфейс, который особенно важен при эксплуатации прибо-
ров работниками служб безопасности. Дизайн таких видеорегист-
раторов сознательно подчеркивает их преемственность с охранными
видеомагнитофонами — все это делается в расчете на более легкую
адаптацию пользователей к этим приборам.
Одним из параметров, по которым оценивают работу цифровых
видеорегистраторов, является стабильность их работы, которая во
многом определяется типом операционной системы. Автономные
видеорегистраторы, использующие операционную систему Linux, в
настоящее время являются наиболее стабильными в работе.
Оцифрованное изображение может иметь различное количество
элементов изображения — чаще всего 720x576 пикселов в режиме
кадра и 720x288 пикселов в режиме ноля. Возможны и меньшие
значения (при этом, естественно, увеличивается скорость передачи
видеоинформации по сети и уменьшается занимаемое пространство
жесткого диска, необходимое для видеозаписи), однако идентифика-
ция объектов на таком изображении может оказаться нереализуемой
в силу низкой разрешающей способности видеосистемы.
Компоненты систем видеонаблюдения
75
Другим параметром, служащим для оценки видеорегистрато-
ров, является скорость видеозаписи fps (field per second, т. e количес-
тво полей в секунду) — этот параметр иначе называют частотой за-
писи, темпом записи Нередко здесь возникают недоразумения, пос-
кольку не учитывается, что большинство видеорегистраторов для
записи использует не полные кадры видеосигнала, а видеополя (ес-
ли это не указывается дополнительно) Игнорируя данный факт,
некоторые поставщики оборудования указывают значение скорос-
ти видеозаписи с размерностью «кадров/с», вкладывая в значение
«кадр» смысл слова «изображение». Однако другие производители
видеорегистраторов более строго относятся к обозначению данно-
го параметра, используя для указания размерности обозначение pps
(pictures per second — количество изображений в секунду)
Для многоканальных видеорегистраторов указывается либо
скорость записи по каждому каналу, либо суммарная скорость в рас-
чете на все каналы (например, если в паспорте для 16-канального
видеорегистратора указана полная скорость записи 400 полей/с, то
это означает, что видеорегистратор осуществляет видеозапись по
каждому каналу в режиме реального времени 25 полей/с, а если
указана полная скорость 25 полей/с, то в пересчете на каждый ка-
нал скорость будет равна 1,56 поля/с). \ некоторых видеорегис-
траторов скорость видеозаписи и скорость отображения изображе-
ния различны, и при выборе оборудования это надо иметь в
виду.
Следует также иметь в виду, что иногда экономически более
выгодно использовать не многоканальный видеорегистратор, а од-
ноканальный совместно с видеомультиплексором. Однако надо по-
нимать, что в этом случае невозможно использовать встроенный в
цифровой видеорегистратор детектор движения.
Вообще же выбор цифрового видеорегистратора неизбежно свя-
зан с неким компромиссом. Дело в том, что технические ресур-
сы видеорегистратора (как и любого прибора) ограничены, поэтому
перед проектировщиком СВН нередко стоит дилемма, что лучше:
иметь «живую» видеозапись, но с меньшим разрешением, или ви-
деозапись, состоящую из сравнительно редко обновляемых изобра-
жений (несколько раз в секунду), но с высоким разрешением.
Последний вариант предполагает, что в случае какого-либо ин-
цидента каждое поле видеозаписи можно будет подробно проанали-
зировать, распечатать, увеличить и т. п. Представляется, что для
«живого» отображения видеоинформации более важным является
высокая скорость обновления информации (опэратор меньше утом-
76
Раздел 2
ляется, меньше вероятность того, что он пропустит появление како-
го-либо объекта, — здесь важна скорость обнаружения).
При осуществлении видеозаписи более важной является высо-
кая разрешающая способность, поскольку она является предпосыл-
кой для надежной идентификации человека, распознавания номера
автомобиля и т п. В любом случае этот вопрос должен решаться,
исходя из реальных секторов обзора видеокамер, устанавливаемых
на объекте.
Высокая скорость видеозаписи влечет за собой увеличение ар-
хива, поэтому весьма важным является отыскание нужного фраг-
мента. Поиск требуемого места может осуществляться различными
способами:
• по времени и дате;
• по номеру видеокамеры;
• по записи сигналов тревоги или события;
• по месту на диске (что является наиболее оперативным).
При использовании видеорегистраторов важна величина полно-
го времени, в течение которого может осуществляться видеозапись.
Этот параметр зависит от нескольких факторов, таких как-
• скорость видеозаписи;
• объем пространства жесткого диска,
• объем информации, соответствующий оцифрованному изобра-
жению.
Скорость видеозаписи может быть установлена максимальной,
но, как правило, возможна и работа в режиме, аналогичном режи-
му замедленной записи TL (Time Lapse) охранных видеомагнитофо-
нов, — эго позволяет увеличить время записи.
Жесткие диски, используемые в настоящее время в цифровых
видеорегистраторах, бывают съемными или встроенными емкостью
80, 120, 160, 250 и 320 Гбайт (в некоторых приборах имеется два,
четыре или даже восемь встроенных дисков с общей емкостью до
десятков терабайт). Когда в процессе видеозаписи на диске оста-
ется мало свободного места, на экране видеомонитора появляется
предупреждающее об этом сообщение. Оператор может либо выб-
рать режим записи до полного заполнения диска с последующей
остановкой записи, либо перейти в режим записи последующих со-
бытий поверх записанных (естественно, с потерей предыдущей ин-
формации). Для сохранения произведенных записей можно осущес-
твить их архивацию на внешние накопительные устройства: NAS
(Network Attached Storage), DAT (Digital Audio Tape), AIT (Advanced
Компоненты систем видеонаблюденпя
77
Intelligent Таре), CD-R (может быть встроенным), RAID (Redundant
Array of Independent Disks), Compact Flash-карту и др.
Сетевая система хранения данных (сетевое хранилище) NAS,
ио сути, — это тот же компьютер, только без видеокарты, устройств
ввода/вывода, клавиатуры, монитора и DVD-привода. Основная его
функция — это хранение всего мсдиаконтента, поэтому главной ха-
рактеристикой устройства является объем жесткого диска и возмож-
ность подключения еще нескольких дисков по мере необходимости.
NAS должен иметь разнообразные возможности коммутации (LAN,
USB), возможность подключения по Wi-Fi и др.
Иногда можно встретить термин «сетевой диск» — но сути это
тот же NAS, только по-другому названный. Часто «сетевым дис-
ком» называют упрощенный вариант NA.S, имеющий один физичес-
кий жесткий диск и не умеющий делать резервное копирование, но
с более гибкой системой адаптации к остальному оборудованию, ши-
рокими возможностями подключения, перепрошивки и т.п.
Размер оцифрованного изображения зависит от нескольких
факторов:
• от вида компрессии;
• от уровня компрессии (качества изображения);
• от того, оцифровывается цветное или черно-белое изображение
(некоторые цифровые видеорегистраторы имеют опцию выклю-
чения цвета, что позволяет экономить место на жестком диске).
R цифровых видеорегистраторах используются различные ви-
ды компрессии (например, MPEG-2, MPEG-4, Н.263, 11.264), каж-
дый из которых имеет свои достоинства и недостатки в отношении
степени сжатия, качества изображения (наличия артефактов), тре-
бований к каналу передачи данных и объему жесткого диска. В на-
стоящее время нет однозначного ответа на вопрос, какой из видов
компрессии лучший для использования в СВН. С потребительской
точки зрения вид компрессии не имеет решающего значения — ва-
жен результат, достигнутый в конкретном видеорегистраторе при
использовании того или иного вида компрессии.
Объем сжатого изображения (в зависимости от вида и уровня
компрессии) может быть уменьшен до единиц или десятков кило-
байт, а время непрерывной видеозаписи цифровых видеорегистра-
торов при скорости записи 25 нолей/с может составлять несколько
часов.
Для сокращения дискового пространства широко применяется
выборочная запись по тревоге (реакция на замыкание контактов ох-
78
Раздел 2
ранных датчиков) либо по движению (срабатывание детектора дви-
жения или активности).
Цифровые видеорегистраторы обеспечивают различные виды
видеозаписи
• непрерывную запись;
• запись 1Ю таймеру;
• запись по срабатыванию внешних тревожных датчиков;
• запись по срабатыванию встроенного детектора движения.
Некоторые видеорегистраторы имеют буфер, обеспечивающий
запись событий, произошедших в зоне с тревогой, до нее и после.
Длительность записи в зависимости от модели может быть от 5 с
до 15 мин. С целью увеличения времени записи отдельные модели
допускают каскадное соединение приборов (с соответствующим сое-
динением видеовходов). Многоканальные видеорегистраторы обес-
печивают мультиплексированную запись. По тревоге возможен пе-
реход в эксклюзивный режим или режим записи с приоритетом.
Скорость записи может быть установлена индивидуально по каж-
дому видеовходу.
Переход в режим тревоги и дальнейшее функционирование в
этом режиме после срабатывания тревожного датчика или детекто-
ра движения может варьироваться по выбору пользователя:
• в течение всего времени, пока существует тревога;
• до тех пор, пока не будет нажата кнопка, подтверждающая, что
работником охраны тревога принята во внимание;
• в течение определенного, заранее запрограммированного време-
ни после срабатывания датчика.
Состояние тревоги может сопровождаться звучанием зуммера,
срабатыванием, контактов реле (нормально замкнутыми или нор-
мально разомкнутыми) для управления внешними устройствами.
Кроме того, изображения, соответствующие состоянию тревоги, с
видеорегистратора могут быть отправлены по электронной почте.
Весьма ценной является возможность отображения и видеозаписи
по тревоге не только зоны с тревогой, но и связанных с ней зон,
которые заранее программируются. Все это позволяет продолжить
отображение и видеозапись злоумышленника, даже если он поки-
нул данное помещение.
Для сохранения тревожных видеозаписей, как особенно важ-
ных, на жестком диске могут использоваться специальные облас-
ти Кроме того, для исключения потерь ценной информации может
использоваться функция защиты от перезаписи. Еще один способ
защиты — организация параллельной записи на другом диске.
Компоненты систем видеонаблюдения
79
В памяти видеорегистратора должна храниться информация
(включая дату и время) обо всех нештатных ситуациях.
• запись по тревоге;
• запись по детектору движения;
• пропадание видеосигнала,
• включение стоп-кадра («freeze»), поскольку в это время видео-
наблюдение было невозможно.
Кроме записи видеосигналов, видеорегистраторы обеспечивают
запись звука. Как правило, приборы имеют один аудиовход и один
аудиовыход, нс некоторые модели имеют несколько аудиовходов.
Для предоставления видеозаписи в качестве свидетельства в
суде некоторые видеорегистраторы имеют возможность наложения
пак называемых электронных «водяных знаков», что исключает не-
заметное редактирование видеозаписи с целью ее фальсификации.
При необходимости видеорегистраторы обеспечивают возмож-
ность микширования на видеоизображении цифровой информации
от кассовых терминалов или банковских платежных систем, что поз-
воляет использовать видеосистему для борьбы со злоупотреблени-
ями в этой сфере
Видеорегистраторы обеспечивают следующие режимы воспро-
изведения:
• обычное (включая стоп-кадр);
• ускоренное или замедленное (вперед или назад);
• покадровый просмотр (вперед или назад);
• поиск и воспроизведение места, записанного по тревоге, пэ дви-
жению (в том числе по выделенным частям изображения), по
дате и времени (с ручным или автоматическим переходом на
летнее время).
Видеорегистраторы допускают следующие варианты управле-
ния:
• с передней панели (в некоторых случаях съемной, допускающей
удаление от основного блока, что позволяет на посту охраны
размещать только саму клавиатуру);
• с выносной клавиатуры;
• с компьютера;
• с ИК-пульта.
Программирование прибора может осуществляться:
• с передней панели по экранному меню,
• от компьютера непосредственно;
• по компьютерной сети или с помощью модема (что актуально,
например, если пользователь находится ь другом городе).
80
Раздел 2
Цифровые видеорегистраторы поддерживают варианты отобра-
жения визуальной информации с различной разрешающей способ-
ностью, например 720x570, 720x288, 656x528, 656x256, 512x448,
512x224, 352x288 пикселов, что позволяет экономно использовать
их дисковое пространство и обеспечивать достаточно высокую ско-
рость передачи информации по сети. Само качество изображения
может быть достаточно высоким (например, 256 градаций серого,
16,8 млн оттенков цветов, YUV 4:2:2).
Цифровые видеорегистраторы могут иметь два видеовылода
подключения мониторов — один для оцифрованного изображения,
другой для аналогового, полноэкранного (например, по тревоге).
Однако существуют модели, у которых оба выхода могут исполь-
зоваться для различных видов оцифрованного изображения. Су-
ществуют и другие решения, например с возможностью подключе-
ния до пяти видеомониторов (один для воспроизведения, а каждый
из оставшихся четырех отображает «живое» изображение в режиме
разделителя экрана, т. е. от 16 видеокамер). Кроме обычных ви-
деомониторов некоторые видеорегистраторы допускают подключе-
ние компьютерных мониторов SVGA. Мультисценовое представле-
ние видеоинформации может иметь значительное количество вари-
антов (включая автоматическое последовательное переключение),
например для 16-капалытаго прибора па экран может одновременно
выводиться различное число изображений: от 1 до 16, что позволяет
осуществлять гибкую настройку СЕН на оптимальное отображение
контролируемых зон.
В некоторых приборах заложены возможности автоматического
определения вида видеокамеры (цветная или черно-белая), включе-
ния согласующего резистора, регулировки усиления.
Для подробного рассмотрения изображения может использо-
ваться цифровое увеличение. Некоторые модели обеспечивают оп-
тимальную настройку изображения по каждому видеовходу с уче-
том подключенной видеокамеры в реальных условиях освещения.
Ьезопасность систем на базе цифровых видеорегистраторов
обеспечивается необходимым количеством паролей и уровней дос-
тупа к их установкам (включая блокировку органов управления).
Кроме того, приборы могут разрешать отображение некоторых ви-
деокамер только после ввода пароля. Некоторые видеорегистрато-
ры имеют функцию обнаружения саботажа (поворот видеокамеры,
расфокусировка или закрытие ее объектива). Некоторые приборы
имеют съемную переднюю панель, которая кабелем соединяется с
системным блоком. Таким образом, в помещении охраны может на-
Компоненты систем видеонаблюдения
81
ходиться лишь передняя панель, что снижает вероятность несанк-
ционированного доступа к СВН.
Для защиты приборов от электромагнитного воздействия в не-
которых из них используются безвентиляторные блоки питания с
защитой от скачков напряжения.
Цифровые видеорегистраторы играют рель системообразую-
щих устройств Их применение обеспечивает модульный принцип
построения СВН. Это позволяет безболезненно для существующей
системы осуществлять ее наращивание и модификацию. Кроме то-
го, такое построение СВН обеспечивает простоту ее диагностики (за-
меной одного видеорегистратора на другой любого типа), а также
высокую живучесть системы.
Требования к уровню подготовки персонала, использующего
цифровые видеорегистраторы, минимальны.
В тех случаях, когда не ставится задача тотальной записи все-
го происходящего на охраняемом объекте, экономически весьма эф-
фективным может оказаться использование устройств видеопа-
мяти.
В этих приборах по команде осуществляется оцифровка одного
кадра видеосигнала и запоминание его в энергонезависимой памяти
с указанием даты и времени записи. Подобные устройства способны
запоминать десятки, сотни и даже тысячи кадров с разрешением
256x256 или 512x512 пикселов. Приборы не содержат каких-либо
механических частей, а потому практически безынерционны и не
требуют никакого обслуживания
Активизация видеопамяти может осуществляться:
• по нажатию кнопки;
• 110 срабатыванию внешнего охранного датчика;
• по срабатыванию встроенного детектора движения.
Нередко устройства видеопамяти используются совместно с ви-
деопереговорными устройствами (видеодомофонами) для фиксации
прихода каждого посетителя.
Видеопринтеры предназначены для оперативной распечатки
выбранного кадра. Они обычно используются в больших СВН, ког-
да необходимо получить твердые копии «живого» или записанного
изображения для их последующей оценки или использования в ка-
честве свидетельства.
Видеопринтеры бывают черно-белыми и цветными. В первых
носителем информации обычно служит термографическая бумага,
которая не долговечна и поэтому для длительного хранения не пред-
назначена.
82
Раздел 2
Цветные видеопринтеры выводят печать на специальную бума-
гу, при этом качество печати очень высокое, но число копий для
одного картриджа невелико.
Основными характеристиками видеопринтеров являются разре-
шающая способность, размер снимка и возможность многокадровой
печати.
Достаточно высокая цена как самих видеопринтеров, так и рас-
ходных материалов, и небольшой размер отпечатков ограничивают
их применение. С другой стороны, в современных СВН неслож-
но ввести видеосигнал в компьютер и распечатать изображение на
обычном принтере, тем более что делать это приходится не так уж
часто.
2.5. Устройства анализа видеосигналов
К устройствам анализа видеосигналов относят детекторы дви-
жения, регистраторы (детекторы) потери сигнала и саботажа, уст-
ройства отслеживания и подсчета объектов и др.
Детектор движения (Motion Detector), или видеосенсор —
это устройство, анализирующее поступающие на вход видеосигна-
лы и определяющее наличие изменений в них. Детектор движе-
ния служит для привлечения внимания оператора в случае обна-
ружения изменений в контролируемой зоне, для изменения режи-
ма работы СВН (например, включения видеорегистрации) и (или)
включения внешних устройств (например, системы охранной сигна-
лизации). Причиной срабатывания детектора движения является
изменение в видеосигнале, соответствующем изображению контро-
лируемой зоны.
В детекторах движения следует различать функции обнару-
жения активности (Activity) и обнаружения вторжения (Intrusion).
Первая функция имеет целью поиск изменений в видеосигнале (на-
пример, яркости отдельных участков изображения), и, если эти из-
менения превышают установленный порог, то детектор трактует его
как активность. К сожалению, бывают случаи, когда изменение ос-
вещенности объекта или вибрация видеокамеры ложно истолковы-
ваются как активность. Использование функции приемлемо для тех
контролируемых зон, где ложное обнаружение не имеет существен-
ного значения и (или) активность не трактуется как тревожная си-
туация, а само перемещение людей здесь является обычным и ожи-
даемым явлением, которое необходимо наблюдать и регистрировать.
Функция обнаружения вторжения имеет' целью поиск реального
движения в зоне наблюдения запрещенного объекта и активизацию
Компоненты систем видеонаблюденпя
83
тревоги в случае его обнаружения. Она используется для монито-
ринга участков, где не разрешено или не предполагается перемеще-
ние людей. Если движение обнаруживается, то наиболее вероятно,
что онс было вызвано чьим-то вторжением Естественно, что для
эффективной работы СВН детекторы вторжения не должны вызы-
вать ложные тревоги вследствие изменения освещенности, вибра-
ции видеокамеры, случайных отражений света в зоне наблюдения
и т. п. Поэтому основным отличием детектора вторжения от детек-
тора активности являются более широкие возможности отстройки
от ложных тревог.
Детекторы движения можно классифицировать следующим об-
разом:
• аналоговые или цифровые;
• одиоканальные или многоканальные (с параллельной обработ-
кой каждого видеосигнала);
• с аппаратной или программной реализацией.
Аналоговые детекторы движения имеют достаточно простые
функции, что определяет их экономическую эффективность. Такой
прибор обычно имеет один сквозной видеонроход Прибор позволяет
произвольным образом устанавливать на экране видеомонитора мес-
тоположение, например, четырех маркеров в виде полупрозрачных
прямоугольников, в которых контролируется изменение изображе-
ния, причем чувствительность срабатывания детектора движения
может регулироваться Например, один из маркеров может быть ус-
тановлен по экрану в то место, где располагается дверь, — при обна-
ружении изменения в сигнале, вызванного ее открыванием, звучит
зуммер и срабатывают контакты реле. Для повышения секретности
работы устройства отображение маркеров на экране видеомонитора
может быть отключено. Подобные детекторы удобно использовать в
местах с постоянным освещением (большей частью в помещениях).
Цифровые детекторы движения позволяют осуществлять обна-
ружение тревоги с достаточно высокой степенью достоверности за
счет дифференциальной, а не интегральной (как в аналоговых при-
борах) оценки параметров видеосигнал.ов. При этом осуществляется
достаточно гибкая отстройка от ложных тревог, вызванных появле-
нием облаков, падающей листвы, снега, качанием видеокамеры и
пр., и селекция контролируемых целей но размеру, скорости и нап-
равлению перемещения. Отображение тревожной ситуации сопро-
вождается окраской областей, в которых обнаружено движение.
Программирование цифровых детекторов движения осуществ-
ляется выбором в меню прибора специальной точечной сетки (на-
84
Раздел 2
пример, 16x10), накладываемой на изображение, с последующим
указанием активных зон, чувствительности и пр. При программиро-
вании зон детектора движения следует отключать активность зон,
в которых может быть случайное, несущественное движение (рас-
качивание деревьев на ветру, движение автомобилей или людей в
неконтролируемых зонах, изменяющееся отражение от окон, воды
и других поверхностей).
Встроенные детекторы движения, как правило, имеют 256 зон
с программируемой чувствительностью, хотя в некоторых прибо-
рах детектор движения имеет более 1000 таких зон. Кроме того,
существуют встроенные детекторы движения с программируемыми
размерами и скоростью контролируемых объектов, а также с разре-
шенным/запрещенным направлением движения.
Функция детектирования движения предусмотрена для эконо-
мии места на жестком диске, путем записи только тех событий, ко-
торые возникают при движении в кадре Фактически при исполь-
зовании детектора движения регистратор будет записывать только
событие, возникающее при обнаружении движения. Причем сам де-
тектор имеет несколько уровней чувствительности для уменьшения
вероятности ложных срабатываний (например, от снега или лис-
топада).
Регистратор или детектор потери сигнала позволяет пре-
дупредить пользователя о потере сигнала с видеокамеры и произ-
вести видеозапись, предшествующую этому событию.
Детектор саботажа позволяет фиксировать диверсии (сдвиг
или поворот камеры, засветку, расфокусировку и закрытие камеры
злоумышленником), которым подвергаются видеокамеры, и, тем са-
мым, повысить эффективность работы СВН. Это не всегда может
быть замечено оператором, особенно когда происходит видеонаблю-
дение за большим количеством объектов, однако при наличии детек-
тора подобное событие не пройдет бесследно — детектор саботажа
моментально сообщит пользователю СВН об инциденте.
Устройства отслеокивания и подсчета объектов предназ-
начены для обнаружения и классификации объектов. С помощью
них можно епредел.ять несанкционированные проходы, например
ситуации, когда один человек с помощью карточки открывает дверь,
а проходит через неё несколько человек.
"Устройства позволяют определить границу или область, доступ
в которую будет контролироваться. Если объект пересекает эту гра-
ницу, входит или покидает определённую область, устройство может
посылать сигнал тревоги оператору.
Компоненты систем видеонаблюдення
85
Обнаружение оставленных без присмотра предметов, сумок и
пакетов на многих публичных объектах, около правительственных
зданий и крупных магазинов и их анализ является важным компо-
нентом системы безопасности. Программное обеспечение наблюдает
за областью, сохраняя информацию о перемещении объектов внутри
неё. Если объект сначала двигается, а потом становится неподвиж-
ным и долгое время остаётся без движения, система поднимает тре-
вогу и передаёт информацию о подозрительном объекте оператору.
Обнаружение слоняющихся без дела людей, что может быть
признаком преступных намерений, — функция отслеживания вре-
мени и количества людей, находящихся в определённой области,
например на парковке или рядом с банкоматом.
Одно из важных применений этих устройств — это подсчёт лю-
дей. Например, в розничной торговле технология позволяет полу-
чить исчерпывающую информацию для оптимизации расположения
товаров и обслуживания клиентов. При анализе потока покупате-
лей продавцы имеют возможность считать количество входящих и
выходящих из магазина людей, а администраторы — анализировать
количество людей, ожидающих в очередях, и таким образом при-
нимать решения о необходимости открытия новых точек обслужи-
вания.
Благодаря возможности считать количество людей в определён-
ных областях (контроль толпы) устройства могут посылать предуп-
реждения при наличии большого близкого к критическому количес-
тва людей или в ситуациях, когда что-то препятствует свободному
проходу.
2.6. Устройства передачи видеосигналов
Удаленность места расположения видеокамер от поста наблю-
дения (или видеосервера) требует решения задачи передачи виде-
осигналов на значительные расстояния. Каждое из имеющихся в
распоряжении разработчика решений имеет свои достоинства и не-
достатки.
Стандартным и наиболее распространенным решением переда-
чи видеосигналов является использование коаксиального кабели с
волновым сопротивлением 75 Ом. Как правило, в зависимости от
вносимого кабелем затухания приемлемое качество изображения мо-
жет быть достигнуто, если видеокамера удалена от поста наблюде-
ния на расстояние не более 200... 300 м. При больших расстояниях
для компенсации потерь в кабеле рекомендуется использовать ма-
гистральные видеоусилители.
86
Раздел 2
Следует иметь в виду, что затухание коаксиальных кабелей нор-
мируется в полосе частот свыше 50 МГц, в то время как рабочий
диапазон видеосигналов СВН не превышает 5 МГц, и пет оснований
полагать, что в полосе частот от 50 МГц до нуля затухание снижа-
ется монотонно. Кроме того, экранирующее действие оплетки ко-
аксиального кабеля на сравнительно низких частотах уменьшается,
что оказывается критическим на объектах с неблагоприятной элек-
тромагнитной обстановкой и при прокладке близко расположенных
кабелей. В частности, в практике встречались случаи, когда да-
же при длине коаксиального кабеля примерно 30 м наводка на нем
оказывалась слишком большой, чтобы использовать эту трассу для
целей видеонаблюдения
Поэтому в ряде случаев лучшие результаты дает использова-
ние специальных коаксиальных кабелей с повышенной плотностью
оплетки (около 90 %) или с дополнительной экранировкой слоем
фольги Дальнейшая защита от наведенных полей заключается в
размещении кабелей в металлических трубах, коробах и пр. (если
это, конечно, позволяет бюджет заказчика).
Коаксиальные кабели со стальной медненой центральной жи-
лой (обозначение CCS), помимо того, что создают определенные
проблемы при их разделывании, пригодны только для использо-
вания на сравнительно высоких частотах (где активно проявляется
скин-эффект) и мало подходят для использования в СВН, поскольку
потери на рабочих частотах здесь недопустимо велики и существен-
но превосходят потери медных кабелей (обозначение ВС). В качество
иллюстрации можно привести погонное сопротивление (в расчете на
100 м) постоянному току (а спектр видеосигнала начинается с нуля
герц) двух типов конкретных кабелей:
• сопротивление внутреннего проводника кабеля ВС — 3 Ом, а
CCS - 41 Ом;
• сопротивление внешнего проводника кабеля ВС — 14 Ом, а
CCS - 23 Ом.
Известно, что коаксиальный кабель не должен иметь разрывов,
поскольку любая неоднородность приводит к потерям и искажени-
ям видеосигнала. Тем не менее, монтажники часто сначала мон-
тируют уличную видеокамеру в термокожухе, а затем сращивают
коаксиальный кабель, что нежелательно. Однако если представить
монтажника в лютый мороз или под проливным дождем на уличной
стремянке — вопросы отпадут сами собой (естественно, при условии,
что качество получаемого при таком монтаже изображения оказы-
вается приемлемым для целей видеонаблюдения).
Компоненты систем видеонаблюдения
87
Как было сказано, при длине линий, превышающей 300 м, ис-
пользуют магистральные видеоусилители, причем для повышения
отношения сигнал/шум их желательно располагать как можно бли-
же к видеокамерам.
Основными параметрами магистральных видеоусилителей яв-
ляются:
• коэффициент усиления (желательно регулируемый);
• входное и выходное сопротивления, равные 75 Ом,
• ширина полосы пропускания;
• удобство монтажа;
• диапазон рабочих температур;
• допуск на величину питающего напряжения;
• влияние пульсаций питающего напряжения на параметры вы-
ходного видеосигнала;
• наличие защиты от переполюсовки питающего напряжения,
• наличие защиты по видеовыходу от короткого замыкания.
Необходимо помнить, что на граничных частотах полосы про-
пускания усилителя его коэффициент передачи по напряжению па-
дает на 3 дБ но сравнению с коэффициентом передачи на средних
частотах.. Это значит, что в этом случае на выходе усилителя спект-
ральная составляющая передаваемого видеосигнала будет уменьше-
на примерно на 30% по сравнению с составляющими средних частот.
Кроме того, надо иметь в виду, что в некоторых видеоусилителях
применяются разделительные конденсаторы, емкости которых по-
рой бывает недостаточно для эффективной передачи низкочастот-
ных составляющих видеосигнала, а также кадровых синхроимуль-
сов. Это может проявляться в виде искажений при передаче мед-
ленно изменяющихся сюжетов, например при передаче сигналов от
видеокамеры, установленной на поворотном устройстве.
Следует сказать, что коаксиальный кабель вносит не только ак-
тивное затухание, но и «завал» амплитудно-частотной характерис-
тики (АЧХ), главным образом на высоких частотах, что отрицатель-
но сказывается на результирующей разрешающей способности СЕН.
Для корректировки АЧХ могут использоваться видеоусилители-
корректоры, которые на практике применяются крайне редко, пос-
кольку при этом следует помнить о возможном появлении в выход-
ном видеосигнале фазовых искажений.
Одна из функций, реализуемых некоторыми моделями магист-
ральных видеоусилителей, — гальваническая развязка входа и вы-
хода с целью устранения токовых петель, возникающих от разных
88
Раздел 2
точек заземления оборудования (для этой же цели применяются раз-
делительные трансформаторы).
В тех случаях, когда видеосигнал требуется подавать на 75-
омные входы нескольких устройств одновременно, удобно исполь-
зовать видеоусилители-распределители (обычно они имеют 2, 4 или
6 выходов).
Преимущества использования таких усилителей:
• согласование по каждому кабелю постоянно и не зависит от под-
ключенной нагрузки в соседнем кабеле,
• стоимость использования видеоусилителя-распределителя по-
рой гораздо меньше стоимости кабеля, необходимого для реа-
лизации цепочечной конфигурации из нескольких устройств.
Недостатками такого решения можно считать следующее:
• наличие активных элементов, снижающее надежность;
• необходимость наличия источника питания.
Одним из простейших методов борьбы с помехами, наводимы-
ми на видеосигнал в процессе его передачи по кабелю, является его
усиление в определенное число раз на передающей стороне с пос-
ледующим делением в такое же число раз в аттенюаторе на прием-
ной стороне. Ограничением применения данного метода может быть
только значение питающего напряжения усилителя на передающей
стороне Если для этого используется стандартное значение 12 В,
то при работе усилителя в линейном режиме максимальный размах
симметричного выходного сигнала не должен превышать 6 В, т. е.
усиление стандартного видеосигнала (а значит, улучшение соотно-
шения сигнал/наьодка) может быть поднято в 6 раз
На смену коаксиальным кабелям пришли еолокопно-оптпиче
ские кабели, достоинства которых известны:
• невосприимчивость к электромагнитным помехам;
• низкие потери при передаче видеосигнала на расстояния до
50 км;
• они обеспечивают гальваническую развязку оборудования (не
возникают упомянутые выше токовые петли);
• возможность передачи по одному кабелю одновременно видео-
сигналов, аудиосигналов и сигналов данных.
К недостаткам волоконно-оптических кабелей до недавнего вре-
мени можно было отнести их сравнительно высокую стоимость и
невысокую технологичность, однакэ за последнее время технология
работы с волоконно-оптическими кабелями значительно упрости-
лась, а цены продолжают снижаться. При использовании волокон-
но-оптических кабелей на передающей и приемной сторонах уста-
Компоненты систем видеонаблюдения
89
павливаются согласующие устройства, стоимость которых пока еще
весьма значительна.
Еще одним слабым местом систем с волоконно-оптическими ка-
белями является их низкая живучесть. Это выражается в том, что
при случайном или преднамеренном повреждении такого кабеля са-
мостоятельное восстановление его силами эксплуатирующей орга-
низации, как правило, невозможно.
Кабели витой пары по эффективности использования занима-
ют промежуточное положение между коаксиальными и волоконно-
оптическими кабелями, а их стоимость намного ниже стоимости ко-
аксиальных кабелей, а уж волоконно-оптических кабелей и подавно.
Применение кабелей витой пары весьма оправдано для терри-
ториально-распределенных СВН, особенно в условиях неблагопри-
ятной электромагнитной обстановки (в этом случае аддитивная по-
меха нейтрализуется, так как видеосигнал передается симметрично
относительно общего провода).
Следует иметь в виду, что для создания СВН в ряде случа-
ев могут использоваться резервные телефонные витые пары, кото-
рые, как правило, уже имеются в ранее проложенных по террито-
рии предприятия кабелях, а это экономит средства на их прокладку.
Ценным является и то, что оборудование для передачи видеосигна-
лов по кабелю витой пары допускает использования кабелей самого
разного качества — от кабеля F'1'Р 5-й категории де ТИП. исполь-
зование которого является предпочтительным.
Система видеонаблюдения с использованием кабелей витой па-
ры строится следующим образом. На передающей стороне (у видео-
камеры) устанавливается передатчик, задачами которого являются:
• усиление видеосигнала,
• внесение в пего высокочастотных предыскажений;
• обеспечение перехода от несимметричного (коаксиального) ка-
беля к симметричной витой паре.
Отмстим, что качественная высокочастотная коррекция требу-
ет широкого динамического диапазона используемых усилителей и,
что важно, сравнительно высокого питающего напряжения. Для
решения этой задачи в некоторых приборах иногда специально осу-
ществляют преобразование входного питающего напряжения в бо-
лее высокое напряжение, используемое для питания выходного уси-
лителя. Дело в том, что в результате введения предыскажений на
АЧХ передатчика поднимаются высокие ч астоты (чтобв! скомпенси-
ровать «завал» этих частот, вносимый кабелем). Как известно, по-
дъем высоких частот во временной области проявляется в виде появ-
90
Раздел 2
ления всплесков на фронтах прямоугольных импульсов или резких
переходах сигнала. Продифференцированные импульсы, соответс-
твующие резким яркостным переходам изображения, могут иметь
весьма значительную амплитуду, и чем резче такой переход, тем его
амплитуда больше. Эти всплески необходимо передать на приемную
сторону, «не обрезав» в передатчике, поскольку в них, собствен-
но, и содержится информация о размерах минимальных элементов
изображения, определяемых разрешающей способностью видеообо-
рудования. Отметим, что без коррекции сигнала на передающей
стороне (т. е. с пассивными передатчиками) добиться качественного
изображения весьма трудно, хотя в простейших системах передачи
видеосигналов по кабелю витой пары сказанное, как правило, иг-
норируется.
На приемной стороне осуществляется обратное преобразова-
ние — от симметричного сигнала к несимметричному, а кроме того,
здесь также осуществляется коррекция и усиление видеосигнала.
Комплекты устройств передачи видеосигналов по кабелю витой
нары выпускаются следующих модификаций.
• пассивные, т е. не требующие подключения источников пита-
ния и без регулировок (такие устройства могут использоваться
при передаче видеосигналов на небольшие расстояния, при этом
качество изображения невысокое);
• активные, но без регулировок (изготавливаются под заказ на
определенное расстояние передачи видеосигналов и под опреде-
ленный тип кабеля);
• активные со ступенчатой регулировкой;
• активные с плавной регулировкой.
В последнем случае можно добиться практически идеальной пе-
редачи видеосигнала на расстояние до 2 км, однако выполнение ре-
гулировок на протяженных объектах оказывается не слишком тех-
нологичным процессом.
Для увеличения необходимого расстояния используют каскад-
ное включение устройств (как правило, не более 3-5 каскадов, бла-
годаря чему перекрывается расстояние до 5-6 км).
Важной регулировкой устройств передачи видеосигналов по ка-
белю витой пары является балансировка сигналов. Это продикто-
вано тем, что реальные параметры таких кабелей (а тем более теле-
фонных кабелей) далеки от идеальных (ь частности, это относится
к шагу повива и разбросу характеристического сопротивления кабе-
лей, которое составляет примерно 10 %). При отсутствии баланси-
ровки сигналов эффективность работы витой пары резко падает —
Компоненты систем видеонаблюдения
91
как в смысле защиты от внешних наводок, так и в смысле воздейст-
вия на соседние пары в кабеле (а в кабеле их может быть несколько).
Следует помнить, что перекрестные наводки между витыми парами
в кабеле минимальны только в том случае, если все видеосигна-
лы передаются в одну сторону («паразитное пролезание» сигнала
может быть весьма значительным, если хотя бы по одной паре ви-
деосигналы передаются во встречном направлении но отношению к
другим сигналам).
Одним из признаков точной настройки устройств передачи ви-
деосигналов по кабелю витой пары является плоская, без переко-
сов и выбросов, вершина синхроимпульсов в полном видеосигнале.
Если для аналоговых устройств СВН неточность настройки может
оказаться несущественной и на экране видеомонитора малозамет-
ной, то при использовании цифровых устройств это может приво-
дить к неправильной оцифровке видеосигналов, приводящей к ис-
кажениям. Поэтому в ряде случаев оказывается более правильным
настраивать устройства на передачу видеосигналов с «недокоррек-
цией», чем с «перекоррекцией», т. е. предпочтительнее оказывается
настройка на чуть меньшее расстояние, чем на большее.
Практика показывает на необходимость наличия в оборудова-
нии устройств защиты от наведенных электрических разрядов (гро-
зозащиты), а также защиты от нерадивых монтажников (защита от
короткого замыкания). Отсутствие грозозащиты чревато выходом
из строя не только устройств передачи видеосигналов по кабелю
витой пары, но и гальванически связанного с ними более дорогого
видеооборудования.
Системы передачи видеосигналов по телефонной сети оциф-
ровывают изображение и с помощью встроенного модема со скорос-
тью обновления около нескольких секунд передают на приемную
сторону, расположенную неограниченно далеко, причем активиза-
ция передачи может осуществляться, например, по срабатыванию
охранного датчика. По этому же кабелю с приемника на передаю-
щую сторону могут быть посланы сигналы дистанционного управ-
ления какими-либс приборами, поворотными устройствами и т. п.
Некоторые системы целиком занимают телефонный канал, другие
осуществляют передачу видеосигналов, не мешая одновременно вес-
ти телефонные переговоры.
Подобные системы выпускаются двух типов:
• специализированные блоки передатчика и приемника (box to
box);
92
Раздел 2
• специальные блоки на передающей стороне, компьютеры на
приемной стороне (box to PC).
Теоретически подобные устройства достаточно перспективны —
они сравнительно просто позволяют передавать изображение в лю-
бую точку земного шара. Но практически оказывается, что не в
любую — в России, например, низкое качество телефонных линий
не позволяет организовать широкое использование подобных уст-
ройств.
Для передачи видеосигналов на расстояния используется и ра-
диоканал. Существуют маломощные передатчики (для передачи
видеосигнала на расстояние около 30 м прямой видимости), но есть
и мощные со специальными антеннами (на 60 км и более), что свя-
зано, кроме всего, и с определенными сложностями по их монтажу.
Маломощный передатчик нередко монтируют в одном корпусе
с видеокамерой, а приемник в — корпусе видеомонитора. Для кон-
фиденциальности передачи используется скремблирование (шифро-
вание) видеосигналов. Существуют системы, которые одновременно
по одному радиоканалу передают до четырех видеосигналов от раз-
ных видеокамер, причем одновременно с аудиосигналами.
Весьма перспективным является диапазон частот 2,4 ГГц, в ко-
тором помехи на качество изображения практически не влияют. Од-
нако для использования подобных видеосистем нужны разрешения
соответствующих инстанций, что усложняет и удорожает их реали-
зацию.
Кабель телевизионного вещания иногда прокладывают в жи-
лых домах, где для отображения визуальной информации может ис-
пользоваться телевизор. В этом случае применяют радиомодулятор
и фидер антенны коллективного пользования с тем, чтобы замешать
в него сигнал видеокамеры с транспонированным спектром (чаще
всего в диапазон ДМ В).
Такие устройства экономически эффективны, при желании с
помощью одного модулятора и одной видеокамеры можно обеспе-
чить видеонаблюдением обстановки перед входной дверью жильцов
всего подъезда жилою дома. При выборе типа радиомодулятора
следует обращать внимание на следующие параметры:
• уровень побочных продуктов частотного преобразования (боль-
шой уровень будет мешать нормальному просмотру телевизи-
онных передач);
• стабильность несущей частоты (в противном случае пользовате-
лю придется периодически осуществлять подстройку частоты);
• уровень шумов.
Компоненты систем видеонаблюдення
93
Для исключения конфликта радиомодулятора с антенным уси-
лителем системы коллективного пользования может использовать-
ся так называемый ответвитель с затуханием, равным, например, 8
дВ, причем в необычном включении:
• к его разъему GUT следует подключить выход антенного уси-
лителя;
• разъем ТАР необходимо подключить к выходу RF-радиомсду-
лятора;
• разъем IN следует использовать как выходной (к антенным вхо-
дам телевизоров).
2.7. Установочные и защитные устройства
Для защиты видеокамеры от воздействий внешней среды и для
маскировки направления видеонаблюдепия ее размещают внутри
специального кожуха (Housing). Если главным требованием яв-
ляется поддержание внутри объема требуемого температурного ди-
апазона, то такие устройства называются термокожухами, если же
главным является обеспечение герметичности объема, то — гермо-
кожухами.
Как было сказано выше, видеокамеры могут работать при тем-
пературе не ниже —10 °C, поэтому термокожухи, в первую очередь,
предназначены для обеспечения работоспособности видеокамер при
пониженных температурах, т. е. в реальных уличных условиях..
Конструкция термокожуха представляет собой замкнутый, до
статично герметичный объем, в передней части которого размеща
ется смотровое стекло и козырек (рис 2.12).
Класс защиты уличных термо-
кожухов, как правило, IP66 (защи-
та от пыли и водяных потоков) или
IP67 (защита от пыли и проникно-
вения воды при частичном погру-
жении). В термокожухе с опреде-
ленной точностью поддерживается
температура, приемлемая для ра-
боты видеокамеры. С этой целью
внутри него располагается нагре-
вательный элемент, включение ко-
торого осуществляется с помощью
термореле. Нагревательный эле-
мент зачастую выполняется в ви-
де объемного резистора, который
Рис. 2.12. Внешний вид термоко-
жуха
94
Раздел 2
обычно располагается вблизи смотрового стекла с тем, чтобы уме-
ньшить образование на нем с внутренней стороны конденсата, а с
наружной — налипание снега и обледенение. Мощность нагревате-
льного элемента (от 20 до 8G Вт) определяет максимальную (по абсо-
лютной величине) отрицательную температуру, при которой внутри
термокожуха сохраняется рабочая температура видеокамеры. От-
дельные производители выполняют нагревательный элемент в виде
токопроводящего покрытия по периферии смотрового стекла.
'Гермокожухи различаются напряжением питания нагреватель-
ного элемента. С точки зрения удобства монтажа и экономии про-
водов хорошо, когда напряжение питания нагревательного элемента
в термокожухе имеет такое же значение, как напряжение питания
видеокамеры — в этом случае не требуется прокладывать дополни-
тельный кабель
Следует отметить, что нагревательный элемент служит не толь-
ко для борьбы с запотеванием стекла и обеспечением «комфортной»
температуры работы видеокамеры, но и с возникновением конден-
сата на самой видеокамере. Дело в том, что видеокамеры чувст-
вительны к повышенной влажности (в особенности это относится к
бескорпусным видеокамерам), поэтому в качестве дополнительной
меры борьбы с влажностью внутрь термокожуха обязательно сле-
дует закладывать силикагель, абсорбирующий влагу.
Реализация поддержания стабильной температуры внутри тер-
мокожуха за счет включения/выклю чения нагревательного элемен-
та может осуществляться различными методами: в некоторых мо-
делях эту задачу выполняет электронная схема, однако чаще всего
это реализуется с помощью термореле, выполненного на базе биме-
таллической пластинки.
Термокожухи, как правило, поставляются с защитным выдвиж-
ным козырьком, который позволяет исключить прямую засветку
объектива солнечными лучами и в теплое время года предохраняет
видеокамеру от перегрева.
Кроме собственно термозащиты видеокамер, термокожухи ре-
шают и смежные задачи: защищают видеокамеру от атмосферных
осадков, пыли, а в ряде случаев от падающего с крыш льда и про-
явлений вандализма.
Некоторые термокожухи поставляются со встроенным источни-
ком питания, чаще всего преобразующим переменное напряжение
220 В в постоянное 12 В, питающего видеокамеры, что, как указы-
валось, позволяет уменьшить число подводимых кабелей.
Компоненты систем видеонаблюдення
95
Обязательным условием конструкции термокожухов является
обеспечение электроизоляции корпуса видеокамеры, а также объек-
тива, от корпуса термокожуха, который через металлические конст-
рукции крепления может оказаться заземленным (а по нормам элек-
тробезопасности и должен). Это необходимо для того, чтобы защи-
тить видеокамеру от возможных электрических разрядов, могущих
привести к выходу' ее из строя. Кроме того, это необходимо, чтобы
исключить образование в видеосигнале помех, вызванных растека-
нием токов от мощных источников индустриальных помех и элек-
трических разрядов в атмосфере, что приводит к образованию так
называемых «токовых петель». Для обеспечения указанной элек-
троизоляции в комплект термокожуха может входить специальная
диэлектрическая пластина, устанавливаемая между внутренним ос-
нованием термокожуха и видеокамерой.
Что касается заземления самого корпуса термокожуха, то оно
необходимо как с точки зрения электробезопасности обслуживаю-
щего персонала, так и как элемент молниезащиты.
Для удаления пыли и грязи со смотрового стекла совместно с
термокожухом могут использоваться:
• дистанционно упраьляемый омыватель смотрового стекла (с ус-
таиовливаемым рядом резервуаром для омывающей жидкости
и со специальным насосом);
• дистанционно управляемый очиститель стекла (представляет
собой устанавливаемый у смотрового стекла механизм, анало-
гичный «дворникам» автомобиля).
Для предотвращения перегрева видеокамеры в качестве аксес-
суара иногда применяется охлаждающий вентилятор.
Покрытие термокожуха должно быть стойким к внешним воз-
действиям и сохранять привлекательный вид в течение многих лет.
Некоторые производители предлагают пластмассовые термокожу-
хи, гарантируя их устойчивость к отрицательным температурам и
отсутствие старения материала, однако до настоящего времени эти
приборы в России широкого применения не нашли.
При выборе типоразмера термокожуха нужно учитывать его по-
лезный объем, чтобы быть уверенным, что видеокамэра с объекти-
вом гарантировано разместится внутри него. Это особенно важно
при использовании вариобъективов с сервоуправлением. Дело в
том, что конструкция подобных объективов нередко бывает асим-
метричной относительно оптической оси, поэтому при расчете тре-
буемых размеров поперечного сечения полезного объема (свободного
пространства, предназначенного для его установки) надо учитывать
96
Раздел 2
не только габаритные размеры объектива, но и установочные разме-
ры видеокамеры Если в термокожухе нужно использовать встроен-
ный источник питания, то кроме ширины и высоты полезного объ-
ема, следует также учитывать и глубину свободного пространства.
С другой стороны, не следует выбирать и неоправданно боль-
шой тсрмоксжух, ибо при этом следует помнить:
• чем больше его габаритные размеры, тем выше стоимость;
• масса термокожуха оказывает влияние па выбор соответствую-
щего кронштейна или поворотного устройства;
• чем тяжелее термокожух, тем труднее монтажнику с ним ра-
ботать.
Установленный термокожух может явиться объектом посягате-
льств злоумышленников. Для защиты от их действий могут приме-
няться механические и электронные средства.
К механическим средствам можно отнести:
• использование кожухов с отверстием для проводки кабеля в по-
лом кронштейне, что защищает кабели от внешних неблагопри-
ятных воздействий, создает более эстетичный вид инсталляции,
а главное, служит средством защиты от повреждения злоумыш-
ленниками (следует, однако, помнить, что с другим кронштей-
ном подобный термокожух использовать нельзя — нарушается
его герметичность);
• использование в качестве крепежа болтов со специальными го-
ловками (под специальный ключ).
К электронным средствам защиты от вандализма можно от-
нести следующие решения. Для защиты от несанкционированного
вскрытия термокожухов в некоторых из них имеется контактный
датчик вскрытия (так называемый тамперный датчик). Следует,
однако, отметить, что вероятность попытки злоумышленниками вс-
крыть термокожух прямо на объекте не так уж велика. Практика
показывает, что, действуя в условиях цейтнота, они просто переру-
бают кабели и выламывают из степы термокожух вместе с кронш-
тейном Поэтому более эффективным и простым средством защиты
термокожухов от хищения является ввод в них (и вывод транзитом)
провода, который, таким образом, образует петлю. Оба конца этого
провода можно подключать в качестве охранного датчика к шлейфу
охранной сигнализации. При повреждении кабелей (и этой петли в
том числе) формируется сигнал тревоги, привлекающий внимание
охранника. Также для защиты термокожуха с находящейся внутри
него видеокамерой используются охранные датчики, реагирующие
на механический удар, вибрацию или наклон термокожуха.
Компоненты систем видеонаблюдення
97
Для обнаружения злоумышленника на более раннем этапе по-
пытки хищения, т. е. на подступах к термокожуху, могут использо-
ваться, например, ИК-извсщатели. Достаточно эффективным сред-
ством защиты оборудования (без риска для здоровья охранника)
может явиться отпугивание злоумышленников с помощью сирены,
включаемой автоматически (по срабатыванию извещателя) или
вручную — оператором поста охраны
Опыт установки и эксплуатации термокожухов позволяет сде-
лать несколько полезных замечаний:
• не следует пытаться размещать в нем видеокамеру с встроенным
микрофоном — герметичность термокожуха не позволит эффек-
тивно его использовать. Также не следует располагать внут-
ри термокожуха видеокамеру со светодиодами ИК-подсветки —
на изображении появится засветка, вызванная отражением ИК-
лучей от смотрового стекла в объектив видеокамеры;
• класс защиты IP6G говорит о заявленной производителем за-
щищенности термокожуха от попадания в него влаги. Однако
в реальной обстановке под действием влаги термокожухи раз-
личных производителей ведут себя по-разному Причина этого в
точности изготовления частей термокожуха, точности сопряже-
ния смотрового стекла с корпусом, а также качестве прокладок
и муфт для проводки кабелей внутрь термокожуха (лучше, ког-
да эти муфты располагаются не горизонтально, а с наклоном,
обеспечивающим прохождение кабелей снизу вверх);
• одним из методов снижения стоимости СВН является исполь-
зование для наружного наблюдения бескорпусных видеокамер,
размещаемых в термокожухах небольшого объема, в которых
предусмотрено специальное крепление. Действительно, уход от
варианта «матрешки», т. е. размещения кожуха в кожухе, поз-
воляет получить экономический эффект, однако не следует за-
бывать, что подобные видеокамеры должны иметь возможность
управления объективом с автодиафрагмой. Кроме того, приме-
нение бескорпусных видеокамер однозначно диктует необходи-
мость организации низковольтного питания в самом термоко-
ж.ухе или вне его (как правило, 12 В);
• после необходимой регулировки объектива видеокамеры и фик-
сации термокожуха все места возможного проникновения влаги
должны быть обработаны специальным герметиком.
1'ерметичные кожухи, в которых отсутствует нагревательный
элемент, как правило, используются в помещениях, характер про-
изводства которых связан с наличием в воздухе повышенной влаж-
98
Раздел 2
ности, пыли, мелкодисперсных (мука, песок и т. п.) и химически
активных веществ.
Существуют гермокожухи, предназначенные для установки в
местах с повышенной вероятностью проявления вандализма (под-
земные переходы, лифты). Такие гермокожухи отличаются повы-
шенной прочностью корпуса и смотрового стекла, зачастую имеют
потолочное крепление и, естественно, вандалозащитные крепежные
Элементы. Отметим, однако, что наличие в некоторых гермокожу-
хах пуленепробиваемого стекла само по себе не решает борьбы с
вандализмом; даже если при выстреле стекло защитит видеокаме-
ру от1 разрушения, появление на нем множества трещин не позволит
в дальнейшем осуществлять видеонаблюдение.
Существуют специальные виды кожухов, предназначенных для
работы в экстремальных условиях, а именно.
• гермокожухи ддя работы в химически активных средах;
• термокожухи с жидкостным охлаждением! для работы при вы-
соких температурах;
• взрывобезопасные термокожухи
Резюмируя сказанное можно наметить ряд параметров, которые
должны быть определены па этапе выбора кожуха для видеокамеры:
• габаритные размеры полезного пространства внутри кожуха,
• диапазон рабочих температур, при которых должен работать
кожух;
• напряжение питания видеокамеры и требуется ли встроенный
источник питания;
• предпочтительное напряжение питания нагревательного эле-
мента;
• требования по вандалозащищенности (нужен ли специальный
полый кронштейн);
• необходимость омывателя стекла и стеклоочистителя;
• предпочтительный метод открывания кожуха;
• специальные требования (например, взрывобезопасность);
• требования к цвету и качеству покрытия кожуха.
Для установки видеокамер используют специальные крон-
штейны (Brackets), которые можно разделить на два основных ти-
па- кронштейны для видеокамер и кронштейны для кожухов.
Кронштейны для видеокамер (как и сами видеокамеры, уста-
новленные в помещении) зачастую находятся в поле зрения посе-
тителей. Они оказывают влияние на интерьер помещений, поэтому
главное требование к ним — это привлекательный дизайн. Для вы-
Компоненты систем видеонаблюдення
99
бора положения видеокамеры в пространстве в кронштейне имеется
шарнир, фиксируемый стонорным винтом или рантовым зажимом.
Существенной механической нагрузки подобные кронштейны не
несут (масса видеокамер составляет всего десятки или сотни грам-
мов), они изготавливаются из металла или армированной пластмас-
сы. Некоторые миниатюрные видеокамеры поставляются с собст-
венным кронштейном
Кронштейны для термокожухов, как правило, служат для ус-
тановки их вне помещений, поэтому наряду с повышенной нагру-
зочной способностью (от 20 до 40 кг) они должны иметь хорошее
покрытие, стойкое к воздействию перепадов температур и влажнос-
ти. Немаловажным является и материал, используемый для крон-
штейнов: стальные кронштейны более прочные, чем силуминовые,
которые могут раскалываться при механическом воздействии. Для
предотвращения коррозии стальные кронштейны должны иметь ка-
чественное покрытие.
Технологически кронштейны могут быть литыми, фрезерован-
ными, либо выполняться методом гнутья из листового материала.
Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки,
оказывает решающее влияние на качество и цену кронштейна и во
многом определяется производственными мощностями изготовите-
ля, а также программой выпуска изделий Особо важным узлом
кронштейна является шарнир, который, с одной стороны, должен
обеспечивать легкость юстировки термокожуха с видеокамерой, с
другой — должен жестко фиксировать его в нужном направлении и
не ослабевать под действием ветра.
Дополнительным преимуществом некоторых кронштейнов яв-
ляется их специальное антивандальное крепление, например, за счет
использования болтов с головкой псд специальный ключ. Пустоте-
лые кронштейны позволяют прокладывать кабели внутри них не-
посредственно в пространство термокожуха, что, кроме антиванда-
льной защиты, защищает кабели от неблагоприятных атмосферных
воздействий и формирует привлекательный дизайн инсталляции.
Как правило, длина производимых за рубежом уличных крон-
штейнов не превышает 300 мм, что в ряде случаев бывает недоста-
точно, например, при монтаже видеокамер на зданиях со сложной
формой фасада, для того, чтобы «обойти» выступы, водосточные
трубы и пр. Б таких случаях весьма удобными бывают отечествен-
ные сварные кронштейны длиной около полуметра и более.
Кроме крепления на стену (с помощью специального фланца
с отверстиями), иногда бывает необходимо осуществить крепление
100
Раздел 2
кронштейна на потолок — для этого существуют специальные крон-
штейны. Нередко встречаются и случаи монтажа термокожуха на
углу здания, на столбе, на потолке. Для решения подобных задач
существуют готовые технические решения: крепежные приспособ-
ления, которые адаптируют конструкцию объекта к возможности
сочленения с ней фланца кронштейна.
С помощью поворотных устройств (Pan&Tilt) можно изме-
нять положение видеокамер в пространстве и коммутировать фик-
сировано установленные видеокамеры. Как правилю, изменение по-
ложения видеокамер в пространстве осуществляется путем их пово-
рота в горизонтальной и вертикальной плоскостях, однако сущест-
вуют устройства (например, для использования их на складах), в
которых видеокамера может перемещаться в горизонтальной плос-
кости по специальной достаточно длинной направляющей.
Поворотные устройства состоят из исполнительного механизма
и устройства управления — в простейшем случае контроллера.
Исполнительные механизмы поворотных устройств могут быть
выполнены для эксплуатации как внутри, так и вне помещений
В первом случае они используются только для изменения положе-
ния видеокамеры, поэтому они не очень мощные, во втором — уп-
равляют ориентацией видеокамеры, установленной в кожух, поэто-
му являются достаточно мощными (они способны нести нагрузку
до 40 кг).
Поворотные устройства могут быть выполнены во взрывобезо-
пасном исполнении, для работы в агрессивных средах, при пони-
женной температуре (с дополнительным подогревом).
Простейшим устройством управления является пульт управле-
ния, на выходах которого вырабатываются напряжения управле-
ния двигателями исполнительного механизма поворотного устройс-
тва (например, 220, 24, 12 В — в зависимости от модификации).
За счет соответствующей установки концевых датчиков поворотно-
го устройства устанавливаются предельные положения поворотной
платформы, что позволяет исключить повреждение конструкции
в реальных условиях эксплуатации. Кроме того, можно реализо-
вать режим автоматического сканирования видеокамеры по гори-
зонтали в пределах задаваемого сектора наблюдения. Как правило,
подобный пульт позволяет осуществлять и ручное управление ва-
риообъективом видеокамеры (приближение/удаление, фокусировка
изображения, управление диафрагмой). Максимальное расстояние
между пультом управления и поворотным устройством определяет-
Компоненты систем видеонаблюдения
101
ся потерями в соединительных проводах и, как правило, не превы-
шает сотни метров.
При наличии достаточно удаленных (до 1500 м) от поста ох-
раны исполнительных механизмов поворотных устройств исполь-
зуются адресуемые приемники сигналов телеуправления (Telemetry
Receivers), соединенные с контроллером управления кабелем витой
пары (стандарт RS-485). Количество приемников, включенных в
цепь управления контроллера, может быть достаточно большим,
а функциями приемников телеуправления могут быть управление
поворотным устройством, объективом, омывателем стекла, стекло-
очистителем, вентилятором кожуха и т. п. Управление приемника-
ми телеуправления допускают и некоторые видеомультиплексоры,
а также клавиатуры управления.
Очевидно, что новоротное устройство является довольно слож-
ным и дорогим решением (комплект поворотной системы с видео-
камерой и пультом управления стоит примерно столько же, сколь-
ко 2-3 стационарно установленные видеокамеры). При этом надо
учитывать, что ракурс изображения, получаемого от видеокамеры,
установленной на поворотном устройстве, существенно отличается
от ракурса, получаемого от двух или трех фиксированно установ-
ленных, разнесенных в пространстве видеокамер, которые могли бы
заменить ее. Наиболее информативной оказывается СВН с поворот-
ной видеокамерой, когда последняя установлена в центре свободного
пространства.
Кроме того, следует оценить эффективность поворотного ус-
тройства. Стандартные поворотные устройства в силу инерцион-
ности обеспечивают скорость поворота в горизонтальной плоскости
примерно 6° в секунду (в вертикальной — 3° в секунду), что в ря-
де случаев может оказаться недостаточным. Столь низкая скорость
продиктована, с одной стороны, необходимой точностью работы ме-
ханических устройств и отсутствием в них заметного люфта, а с
другой стороны, инерционностью механической системы, обладаю-
щей значительной массой. Тем не менее, подобные устройства могут
с успехом эксплуатироваться в зонах со сравнительно медленным из-
менением обстановки — на складах, таможенных терминалах, пор-
товых территориях, автостоянках и автозаправочных станциях, т е
там, где фактор времени не диктует оператору необходимость быст-
рого изменения настроек наблюдения, там, где можно сравнительно
медленно выбрать объект наблюдения, например автомашину, по-
вернуть видеокамеру в требуемом направлении, увеличить изобра-
жение, чтобы рассмотреть ее помер и т. п.
102
Раздел 2
Еще одним негативным моментом применения поворотных уст-
ройств является то, что они не позволяют использовать детектор
движения для установленных на них видеокамер.
Колее широкими возможностями обладает так называемая ско-
ростная поворотная видеокамера, выполняемая в стеклянном кожу-
хе куполообразной формы или в виде шара. Подобное устройство,
по сути, является законченным узлом, состоящим из весьма легкой
бескорпусной видеокамеры, объектива с трансфокатором, поворот-
ного устройства, источника питания, приемника сигналов телеуп-
равления и кожуха. Скорость поворота такой видеокамеры может
быть достаточно высокой (более 360° в секунду), однако здесь для
оператора кроется другая трудность: слабому нажатию на клави-
шу илш джойстик пульта управления соответствует значительное
изменение положения видеокамеры в пространстве, поэтому для ре-
шения этой проблемы джойстики пультов управления имеют опцию
пропорционального увеличении скорости
Кроме того, в пультах управления имеется память положений
и настроек на определенные углы обзора, что позволяет заранее
запрограммировать режим автоматического функционирования ус-
тройства. При выборе опции порядка просмотра зон наблюдения
такие предустановки могут автоматически выбираться на заданное
время (их может быть достаточно много, например 100). Данная
опция может быть весьма полезной в местах, где важным является
контроль над быстроменяющейся ситуацией, например за столика-
ми казино. Некоторые устройства позволяют запоминать действия
оператора, что облегчает их программирование. Еще одна инте-
ресная опция — запоминание основного положения: если оператор
вручную изменил настройку, такая поворотная видеокамера через
некоторое время вернется в исходное положение.
Некоторые скоростные видеокамеры позволяют автоматически
изменять ракурс при наблюдении и обеспечивают большое увеличе-
ние и автоматическую фокусировку. Такие устройства выпускают-
ся как для установки в помещениях, так и в уличном исполнении,
при этом может использоваться как прозрачный, так и дымчатый
колпак, что визуально не позволяет определить, в какую сторону в
данный момент направлена видеокамера.
Все более популярными становятся скоростные видеокамеры,
которые способны перемещаться по потолочному направляющему
профилю («рельсу»). Эти устройства могут быть полезны при ор-
ганизации видеонаблюдения на складе или в большом магазине.
Альтернативой описанным выше фиксированным видеокамэ-
Компоненты систем видеонаблюдення
103
рам являются видеокамеры с функциями поворота, наклона и мас-
штабирования (иначе известные как PTZ-видеокамеры), получив-
шие название благодаря способности поворачиваться влево и вправо,
наклоняться вверх и вниз и увеличивать изображение. Поворотные
видеокамеры выполняют эти действия благодаря уникальному со-
четанию функций управления панорамированием, наклоном и объ-
ективом с приближением
Таким образом, PTZ-видеокамера (от англ. Pan, Tilt, Zoom —
панорама, наклон, увеличение) — это видеокамера, расположенная
на поворотном устройстве, смонтированная в едином корпусе с сис-
темой её позиционирования (сервоуправление) и снабжённая варио-
обьективом, позволяющим получать качественное, увеличенное изо-
бражение (оптическое увеличение). Направлением «взгляда» и крат-
ностью увеличения такой видеокамеры можно управлять дистанци-
онно в реальном времени или но заранее заданной программе. Мно-
гие модели позволяют автоматически ориентировать видеокамеру в
зависимости от изменения окружающей обстановки и сопровождать
движущиеся объекты.
На рис. 2.13 показан внешний вид
одной из PTZ-видеокамер фирмы Axis.
В грамотно спроектированных
СВН правильно подобранная PTZ-bit-
дэокамера способна заменить несколь-
ко обычных видеокамер.
Общая способность PTZ-видеока-
меры по приближению изображения
складывается из значения цифрового и
оптического зумов. Цифровой зум ис-
пользует электронику, предназначен-
ную для увеличения и уменьшения изо-
бражения, в то время как оптический
Рис. 2.13. Внешний вид PTZ-
видеокамеры фирмы Axis
зум использует движение
линз. Общее значение возможности приближения видеокамеры
можно рассчитать, перемножив значения цифрового и оптического
зумов. Для обеспечения видеокамер возможностями панорамирова-
ния, наклона и масштабирования необходимы клавиатура и прием-
ник сигналов. Волыпинство купольных PTZ-видеокамер поставля-
ется со встроенными в них приемниками.
Поворотные PTZ-видеокамеры бывают двух типов: для наруж-
ного и внутреннего применения Видеокамеры для наружного при-
менения оснащаются прочным корпусом, устойчивым к воздействию
сложных погодных условий. Они более надежны, чем видеокамеры,
104
Раздел 2
предназначенные для установки в помещениях, прежде всего пото-
му, что им приходится перемещать тяжелый корпус, оснащенный
ИК-прожектором. Поворотные видеокамеры, предназначенные для
размещения в помещениях, часто выполняются в корпусах из плас-
тика и поэтому они легче.
Разновидностью PTZ-видеокамер являются известные куполь-
ные видеокамеры, особенностью которых является то, что устройс-
тва панорамирования и наклона и управляющая электроника нахо-
дятся внутри купола. Ассортимент куполов крайне разнообразен:
от прозрачных или полупрозрачных до непрозрачных , что делает
их подходящими даже для специального применения Поворотные
купольные видеокамеры имеют ряд преимуществ перед традицион-
ными PTZ-видеокамсрами: их «взгляд» может эффективно переме-
щаться во всех направлениях (в том числе вертикально вниз) на 360°
и в них есть функция Auto-Flip, заключающаяся в том, что, дос-
тигнув механического ограничителя, камерный блок автоматически
выполняет разворот на 360° и продолжает движение в выбранном
оператором направлении. Главное же отличие PTZ-видеокамер от
купольных роботизированных камер (Speed Dome) состоит в том,
что они могут видеть выше линии горизонта, т е их можно развер-
нуть вверх.
В большинстве PTZ-видеокамер можно создавать алгоритмы
автоматического слежения за зонами по определенному маршруту и
их обследования с заданной позиции Количество предустановлен-
ных позиций варьируется в зависимости от производителя и модели
видеокамеры от 8 до 32. Способность видеокамеры точно вернуться
к заданной позиции различается в зависимости от механики, элект-
роники и программного обеспечения. PTZ-видеокамеры можно нас-
траивать таким образом, чтобы они действовали только в случае
конкретных изменений в наблюдаемой зоне, например при движе-
нии. Это возможно с помощью детекторов движения, встроенных в
видеокамеру или интегрированных с ней.
2.8. Устройства подсветки
Устройства подсветки — инфракрасные (1ЛК) осветители
(их иногда называют ИК-прожекторам и) могут быть рекомендованы
для установки в местах, где для нормальной работы видеокамеры
существующей освещенности недостаточно Их применение обуслов-
лено следующими обстоятельствами:
• протяженностью спектральной чувствительности видеокамер в
ИК-область;
Компоненты систем видеонаблюдення
105
• незаметностью или малозаметностью подсветки для злоумыш-
ленников (однако следует учитывать, что реально незаметными
для человеческого глаза являются источники ИК-излучения с
длиной волны излучения, начиная примерно с 930 нм и более);
• возможностью осуществления незаметной подсветки там, где
обычная подсветка может вызывать неудовольствие окружаю-
щих в силу своей яркости или из-за того, что она может нега-
тивно влиять на восприятие исторических памятников и соору-
жений,
• незаметностью, а значит, меньшей подверженностью проявле-
ниям вандализма;
• возможностью перевода видеонаблюдения главным образом в
ИК-область при использовании видеокамер с ИК-пропускающи-
ми фильтрами (даже в дневное время), чтобы избежать влия-
ния бликов на точность автоматического распознавания авто-
мобильных номеров
ИК-осветители характеризуются следующими основными пара-
метрами.
• углом освещаемого сектора;
• радиусом (дальностью) действия;
• длиной волны излучаемого света;
• током (мощностью) потребления.
Конструктивно ИК-осветители могут быть выполнены на осно-
ве галогенных ламп и с применением светоизлучающих диодов.
ИК-осветители на основе галогенных ламп flR-Lamps) с уста-
новленными перед ними ИК-фильтрами характеризуются рядом не-
достатков:
• значительной потребляемой мощностью (в зависимости от мо-
дели от 20 до 500 Вт);
• диапазоном длин волн 730... 830 нм, что практически попада-
ет в область видимого человеком света, поэтому подобный ИК-
осветитель достаточно легко может быть обнаружен;
• сравнительно небольшим сроком службы галогенных ламп
(1000 .. 2000 часов) из-за избыточного нагрева внутри освети-
теля.
Эти недостатки способствовали внедрению в освещение новых
технологий, одна из которых — твердотельные ИК-светодиоды (1R-
LED), объединенные в матричную структуру. Они не такие мощ-
ные, как галогенные лампы, но обладают очень большой эффектив-
ностью и излучают значительное количество света. Осветители с
106
Раздел 2
использованием светоизлучающих диодов ИК-диапазона обладают
следующими преимуществами:
• существенно меньшой потребляемой мощностью (от 5 до 50 Вт);
• довольно большим сроком службы (более 100000 часов);
• малыми габаритами и массой,
• большей безопасностью при эксплуатации.
В целом можно сказать, что ИК-осветители на базе галогенных
ламп чаще всего используются в уличных условиях для освещения
достаточно удаленных объектов, а твердотельные осветители на ба-
зе ИК-светодисдов чаще применяются в помещениях, на лестнич-
ных площадках и они могут быть закомуфлированы под различные
предметы: таблички с номерами квартир, головки болтов и т. п. Хо-
тя в последнее время увеличилось число предложений и уличных ви-
деокамер со встроенной в их корпуса светодиодной ИК-подсветкой
Кроме того, ИК-светодиоды устанавливаются в наружные панели
видеодомофонов (нередко за темным стеклом).
Классический вариант расположения светодиодов подсветки —
вокруг или рядом с объективом, в одном корпусе с самой видеока-
мерой. Одним из недостатков такого расположения является взаим-
ное влияние теплового излучения светодиодов и видеокамеры. При
этом тепло, излучаемое светодиодами, увеличивает шумы матрицы
видеокамеры, что отрицательно сказывается на чувствительности
устройства в темное время суток. Еще одним минусом такого реше-
ния являются блики и переотражения от поверхности смотрового
стекла, которые могут создавать светодиоды. Например, при не-
избежном загрязнении смотрового окна видеокамеры ИК-подсветка
будет все больше и больше подсвечивать эту грязь, что особенно чув-
ствительно для купольных видеокамер. Чтобы справиться с этим
явлением, производители придвигают бленду объектива вплотную
к смотровому стеклу и дополнительно используют для объектива и
светодиодов два независимых стекла, разделенных светонепроница-
емой герметичной шайбой.
Поэтому наилучший вариант с точки зрения эффективности —
это вынесение подсветки из корпуса с видеокамерой и ее располо-
жение ь отдельных «саттелитах». При этом благодаря возможнос-
ти установки более мощных светодиодов увеличивается «дальнобой-
ность» подсветки и обеспечивается лучшее охлаждение светодиодов.
Если конструкция имеет два вынесенных «сателлита» на шарнирах,
то изменяя углы каждого из них по отношению к корпусу видеокаме-
ры, можно изменять параметры диаграммы направленности, а сле-
довательно, обеспечивать равномерность освещенности поля зрения
Компоненты систем видеонаблюдения
107
видеокамеры в зависимости от угла обзора объектива. Разумеется,
такая конструкция более дорога и массивна.
Подсветка работает при переводе видеокамеры в черно-белый
режим (режим «ночь») Наиболее эффективны видеокамеры с меха-
ническим переключением «день/ночь». При этом ИК-светофильтр
расположен перед матрицей днем в цветном режиме и сдвигается
ночью при включении ИК-подсветки.
Существует несколько общих правил выбора видеокамер с ИК-
подсветкой:
• чем больше в совмещенном в одном корпусе с видеокамерой ос-
ветителе светодиодов, тем дальше будет распространяться сум-
марное излучение подсветки (в современных системах исполь-
зуются сверхмощные светодиоды примерно одинаковой мощ-
ности);
• чем дешевле видеокамера, тем больше вероятность того, что в
совмещенном с ней осветителе установлены маломощные недо-
рогие светодиоды;
• видеокамеры с вынесенными ИК-осветителями более «дально-
бойны»;
• при одной и той же излучаемой мощности ИК-осветители могут
иметь различные углы освещаемого сектора (как правило, чем
уже этот сектор, тем больше радиус действия);
• чем выше длина волны излучения, тем радиус действия ИК-
осветителя меньше.
Отметим, что применительно к ИК-осветителям радиус дейст-
вия — довольно условное понятие, так как обычно не оговаривается,
с какими видеокамерами этот радиус действия обеспечивается (в
данном случае важно не только значение минимальной освещеннос-
ти на объекте, необходимой ,гдя нормальной работы видеокамеры,
но и ее спектральной чувствительности). Следует отметить, что
радиус действия ИК-осветителя зависит еще и от коэффициента от-
ражения освещаемого объекта и что на радиус действия в конкрет-
ной инсталляции оказывает влияние и формат используемого объ-
ектива Для получения энергетического выигрыша ИК-осветители
следуют располагать как можно ближе к освещаемому объекту (уро-
вень освещенности обратно пропорционален квадрату расстояния до
него).
ИК-осветители выпускаются для работы с различными источ-
никами питания, чаще всего это питающая сеть переменного тока
напряжением 220 Б или источник постоянного напряжения 12 В.
108
Раздел 2
а) б) в)
Рис. 2.14. Внешний вид: а — автономного ИК-прожектора; б— уличной
видеокамеры со встроенным ИК-прожектором; з — видеокамеры для
помещений со встроенным ИК-прожектором
Они могут быть включены круглосуточно (что целесообразно с точ-
ки зрения эксплуатационной надежности), а могут по мере необхо-
димости включаться и выключаться вручную или автоматически с
помощью специального фотоэлемента.
Следует учесть, что ток потребления галогенных ИК-осветите-
лей от источника напряжения 12 В может достигать 10 Л, что тре-
бует использования источника питания соответствующей мощности
и коротких проводов достаточно большого сечения. Оптимальным
является применение для этого специальных источников питания
(как правило, в уличном исполнении), которые рекомендуется раз-
мещать в непосредственной близости от осветителей. Срок службы
ИК-осветптелей будет выше, если использовать стабилизированные
источники питания. Не рекомендуется запитывать от одного ис-
точника питания несколько осветителей, так как из-за разных длин
проводов на них будут подаваться различные напряжения.
Необходимо знать, что в случае применения ИК-осветителя при
использовании совместно с видеокамерой обычного объектива воз-
можна некоторая расфокусировка изображения, поскольку фокус-
ные расстояния для инфракрасного и вид имого диапазонов неско-
лько различаются Необходимо помнить также, что использование
ИК-осветителей совместно с обычными цветными видеокамерами
приводит к некоторому нарушению цветопередачи.
Не рекомендуется монтировать ИК-осветитель в непосредствен-
ной близости от видеокамеры в случае, когда та устанавливается вне
помещения, поскольку тепловое излучение осветителя может прив-
лекать большое количество летающих насекомых в пространство
перед объективом видеокамеры.
В каждом конкретном случае следует решать, что целесообраз-
нее — использовать ИК-осветители или организовать па объекте об-
Компоненты систем видеонаблюдення
109
ычное освещение (которое дешевле и, кроме того, отпугивая злоу-
мышленников, уменьшает вероятность попыток реализации право-
нарушений). Возможно, что экономически выгоднее окажется при-
менение более чувствительных видеокамер, не требующих дополни-
тельной подсветки.
На рис 2.14, а показан внешний вид автономного ИК-нрожек-
тора, па рис. 2.14,6 — уличной видеокамеры со встроенным ИК-
нрожектором, а на рис. 2.14,о — видеокамеры для помещений со
встроенным ИК-прсжектором.
2.9. Источники питания
Как уже было сказано, основными напряжениями питания ком-
понентов СВН являются 220В переменного тока частотой 50 Гц и
12 В постоянного тока. От сети переменного тока напряжением 220
В питаются практически все мониторы, коммутаторы, квадраторы,
мультиплексоры, видеорегистраторы, видеопринтеры, поворотные
устройства, гермокожухи, а также некоторые видеокамеры. Напря-
жением 12 В постоянного тока питается большинство видеокамер,
а также некоторые устройства коммутации и обработки видеосиг-
налов и поворотные устройства. В очень редких случаях питание
компонентов СВН осуществляется напряжением 24 В постоянного и
переменного тока, а также 9 В постоянного тока. Для питания от-
дельных компонентов СВН на рынке предлагается широкий выбор
сетевых адаптеров: 220/12 В и 220/9 В.
Электропитание всей СВН должно быть организовано таким об-
разом, чтобы обеспечивать работоспособность системы в автоном-
ном режиме, т. е. при пропадании напряжения питающей сети пе-
ременного тока. С этой целью питание компонентов осуществля-
ют от источников бесперебойного питания LIPS или от специализи-
рованных источников питания, снабженных аккумуляторами. Для
питания некоторых компонентов СВН, например видеомониторов,
иногда используют инверторы — приборы, преобразующие постоян-
ный ток напряжением 12 В в переменный ток напряжением 220 В
и частотой 50 Гц.
При построении СВН ее компоненты следует выбирать таким
образом, чтобы номенклатура питающих напряжений и потребля-
емая мощность (ток) были минимальными. Организация питания
видеокамер является одной из проблем в системах с беспроводными
каналами связи. С одной стороны можно обеспечивать их питание
по проводам, но тогда проблема проводов все же остается. С дру-
гой — можно питать видеокамеры от аккумуляторов, однако прихо-
110
Раздел 2
дится производить их частую зарядку или замену из-за достаточно
большого потребления (200. . 400 мА) даже современных приборов.
При организации электропитания СВН от источников постоян-
ного напряжения для них нормируются следующие электрические
выходные параметры:
• номинальное напряжение питания;
• номинальный выходной ток;
• максимальный размах пульсаций выходного напряжения.
Номинальное значение выходного напряжения источника пита-
ния должно быть выбрано исходя из паспортных данных на ком-
поненты СВН с учетом падения напряжения на проводах Поэтому
желательно, чтобы в источнике питания имелась регулировка вы-
ходного напряжения, обеспечивающая компенсацию этого падения
напряжения.
Номинальный выходной ток источника питания должен обеспе-
чивать хотя бы 30%-ный запас ио току нагрузки. Когда для некото-
рых источников питания в паспорте указывается двойное обозначе-
ние выходного тока, следует помнить, что большее значение отно-
сится только к кратковременной токовой нагрузке.
Пульсации выходного напряжения могут негативно сказывать-
ся на работе как аналоговых узлов (искажения изображения и/или
звука), так и цифровых (сбои в работе). Следует обращать вни-
мание еще и на то, что для оценки важен именно максимальный
размах пульсаций напряжения, а не его действующее значение, как
иногда некорректно указывают некоторые разработчики источни-
ков питания: форма сигналов пульсации далека от синусоидальной,
в то время как понятие «действующее значение» относится только
к синусоидальному напряжению.
На мепее важным является знание не только абсолютного зна-
чения выходного напряжения и его пульсаций, нс и пределов из-
менения этих значений при наибольшем и наименьшем значениях
сетевого напряжения, а также при наибольшем токе нагрузки.
Кроме электрических параметров, для источников питания пос-
тоянного напряжения важны и конструктивные параметры. Важно,
например, каким образом осуществляется подсоединение проводов:
«под винт», с помощью клеммы (с металлической шайбой или без
нее), с помощью пружинной клеммы («закусывающие» контакты),
с помощью разъемов. Каждый из указанных видов подсоединения
проводов имеет свои достоинства и недостатки, в частности по опера-
тивности подключения, по надежности контактов, по переходному
сопротивлению контактов, по электробезопасности.
Компоненты систем видеонаблюдения
111
Не менее важным является вопрос крепления источников пита-
ния. Если речь идет о маломощных источниках питания (сетевых
адаптерах), то их кропление только за счет вилки в степной розетке
никак нельзя назвать надежным (уборщица офиса неосторожным
движением швабры может таким образом вывести из строя самую
сложную систему). Поэтому более предпочтительным является ус-
тановка источников питания в более надежном месте (например, за
подвесным потолком) — отсюда требование к подключению сетево-
го кабеля.
Крепление и подключение источника питания должны обеспе-
чивать возможность его оперативной замены на заведомо исправ-
ный. Должна быть обеспечена возможность быстрой и безопасной
замены плавких предохранителей, если таковые имеются. Предпоч-
тительным является использование в источниках питания тороида-
льных трансформаторов, которые не ухудшают электромагнитную
обстановку в месте установки СВН.
Корпус прибора должен исключать попадание внутрь каких-
либо предметов или касание извне частей схемы. В силу энергоем-
кости источника питания следует помнить о его потенциально воз-
можном возгорании, поэтому предпочтение для материала корпуса
следует отдавать металлу.
Использование единого источника питания постоянного напря-
жения для компонентов СВН имеет свои достоинства и недостатки.
Удобство такого решения заключается в том, что когда источник
питания (PS — Power Supply) один, его легче обслуживать и проще
диагностировать неисправности системы.
С другой стороны, очевидны и недостатки такого решения:
• мощность источника питания может оказаться значительной (а
это — габариты, а в случае невысокого КПД — тепло, большая
потребляемая мощность);
• необходимость использования проводов достаточно большого
сечения;
• возможность возникновения нежелательных связей между ком-
понентами СВН («пролезание» видеосигналов из канала одной
видеокамеры в канал другой, звуковые помехи в переговорных
системах, сбои в работе цифровых устройств);
• «живучесть» такой системы ниже, чем в случае использования
нескольких независимых источников питания (нарушение ра-
боты источника питания или замыкание в одной из нагрузок
приводит к выходу из строя всей СВН). Тем не менее, исполь-
зование одного источника питания для всей СВН практикует-
112
Раздел 2
Рис. 2.15. Подключение нагрузок: а— последовательное; б— параллельное;
в — смешанное
ся достаточно широко, поэтому рассмотрим особэнности такого
решения.
Подключение нагрузок /?£,...,/?/. к источнику питания постоян-
ного напряжения PS возможно различными способами:
• последовательное подключение — рис. 2.15,а,
• параллельное подключение — рис. 2.15,6;
• смешанное подключение — рис 2.15,о.
С точки зрения идеализированной принципиальной электричес-
кой схемы подключение нагрузки при каждом из этих способов осу-
ществляется параллельно выходным клеммам источника питания
(рис. 2 16).
Однако реальные СВН нередко являются достаточно протяжен-
ными в пространстве, поэтому’ приходится учитывать сопротивле-
ние соединительных проводов п, на которых происходит падение
напряжения (рис. 2.17). В результате этого даже при подключении
Рис. 2.16. Подключение нагрузок к источ-
нику питания
Рис. 2.17. Напряжение на наг-
рузке 7?i
Компоненты систем видеонаблюдения
113
одной нагрузки сопротивлением R± напряжение
Щ = UPS
Ri
Ri + 2ri ’
где Ups — выходное напряжение источника питания.
В соответствии с законом Ома сопротивление нагрузки /?, мо-
жет быть получено из паспортных данных па прибор путем деления
напряжения питания прибора Щ на ток потребления прибора Д:
Например, на сайте www.security-bridge.com при выборе источ-
ников питания постоянного напряжения и способов их подключения
можно в режиме on-line выполнить расчеты напряжения на нагруз-
ке в зависимости от длины соединительных проводов и их погонного
сопротивления, номинального сопротивления и рассеиваемой мощ-
ности гасящего резистора.
Цифровые и сетевые системы
видеонаблюдения
3.1. Особенности цифровых систем
в идсонаблюдсния
Понятие «цифровые системы видеонаблюдения» используется
для обозначения приборов и систем, в которых запись, обработка
и передача сигналов изображения (а в некоторых случаях и испо-
льзование их в качестве выходных для визуального отображения}
осуществляются в цифровой форме Используемое иногда в проти-
вовес данному термину выражение «аналоговые системы видеона-
блюдения», в которых выходной сигнал представлен в аналоговой
форме, нельзя признать вполне корректным, поскольку и в тра-
диционных СВН широко применяется оцифровка видеосигналов, а
также используются цифровые сигналы управления. Стоит отме-
тить, что в настоящее время цифровые СВН постепенно «теснят»
аналоговые системы в силу функциональных и технических харак-
теристик, а учитывая бурное развитие цифровых технологий, по
стоимости цифровые СВН уже приближаются к аналоговым.
Известно, что основная проблема аналоговых сигналов — воз-
никновение шума и его накопление на каждом этапе формирования,
обработки и передачи видеосигналов. И чем длиннее путь прохожде-
ния видеосигналов, тем больше накладывающийся на них шум. Так
вот, одним из наиболее существенных отличий цифровых сигналов
от аналоговых является их иммунитет к шумам. Шумы также воз-
действуют и на цифровые сигналы, но поскольку они могут иметь
только два значения (логический нуль и логическая единица), шум
будет воздействовать на сигналы только в том случае, если его вели-
чина достигает уровней, превосходящих помехоустойчивость циф-
ровых систем Это означает, что цифровые устройства допускают
превышение уровня шума до очень высокого уровня по сравнению
с аналоговыми устройствами, и, в конечном счете, это обеспечива-
ет высокую помехозащищенность, более протяженные расстояния
Цифровые и сетевые системы видесшаблюдения
115
передачи сигналов и отсутствие их деградации, т. е. более высокое
качество изображения.
Цифровые СВН — одна из самых динамично развивающихся
частей рынка систем безопасности. Это отчасти связанс с тем рыв-
ком в научно техническом прогрессе, который наблюдается в пос-
леднее время. Основной же причиной быстрого развития этой от-
расли является неоспоримое преимущество цифровых СВН перед
остальными видами систем безопасности по объему информации о
происходящем на объекте. Ведь по данным исследований человек
получает &0 % информации посредством зрения.
Для обеспечения безопасности особо ответственных или терри-
ториально-распределенных объектов используют именно цифровые
СВН, которые более надежны и легко интегрируются в комплексные
системы безопасности. Современные интегрированные комплексы
безопасности фиксируют, записывают и анализируют информацию,
поступающую от цифровой СВН, системы контроля и управления
доступом (СКУД) и охранных и пожарных датчиков, а также «ре-
шают», как действовать системе: в автономном режиме или по ука-
занию оператора
Модульный принцип построения позволяет свободно наращи-
вать СВН, тем самым обеспечивая подключение дополнительных
видеокамер и других устройств, а также оперативно изменять кон-
фигурацию систем. Цифровые СВН, в принципе, способны содер-
жать неограниченное число видеокамер, что очень важно для глоба-
льных охранных комплексов, расположенных на крупных объектах.
Особенностью цифровых СВН является их высокая произво-
дительность: многие из них могут вести запись видеоизображения
со скоростью 25 кадров в секунду с высоким разрешением. Кро-
ме того, цифровые СВН обеспечивают высокую скорость доступа
к видеоархиву и высокое качество воспроизводимого изображения.
Программное обеспечение позволяет объединять в единую сеть рас-
пределенные локальные СВН для их дальнейшего централизован-
ного администрирования и контроля — оператор может одновремен-
но вывести на любой монитор изображение с любой видеокамеры,
подключенной к цифровой СВН. Может осуществляться также дис-
танционное управление системой. Здесь также широко использу-
ются современные средства компрессии видео- и аудиоданных, что
позволяет существенно экономить место па носителях, не влияя на
качество архивов.
Цифровые СВН позволяют обеспечить круглосуточный видео-
контроль за объектами с всзможностью организации непрерывной
116
Раздел 3
видеозаписи на цифровой видеорегистратор или жёсткий диск ком-
пьютера.
С помощью сетевых видеокамер цифровые СВН позволяют сни-
мать, оцифровывать, сжимать и передавать готовое изображение
непосредственно в сеть по стандартным сетевым протоколам.
Благодаря цифровым беспроводным видеокамерам предостав-
ляется возможность ведения наблюдения за людьми и объектами
удаленно (по радиоканалу). Поэтому важным преимуществом бесп-
роводных СВН является возможность их установки в любом месте,
куда дотянуться кабелем трудно или вообще невозможно.
В заключение перечислим основные особенности цифровых
СВН:
• высокое качество воспроизводимой видеозаписи;
• цифровое увеличение и масштабирование любых кадров;
• высокая скорость доступа к видеоархиву;
• мгновенный поиск и просмотр видеозаписи по номеру камеры,
дате и времени;
• легкая и недорогая трансляция видеоархивов но внутренним и
внешним каналам связи;
• возможность интеграции с другими компьютерными системами
безопасности;
• возможность отправки электронных тревожных сообщений с
помощью SMS и электронной почты;
• возможность быстрого переноса видеоинформации на совмести-
мые внешние носители информации.
К цифровым СВН можно отнести следующие рассматриваемые
ниже технические решения: СВН на базе компьютеров, сетевые сис-
темы с IP-видеокамерами (IP — Internet Portal — сетевой адрес узла
в компьютерной сети), сетевые видеосерверы и др.
3.2. Системы пидеонаблюдения на базе
компьютеров
Системы видеонаблюдения на базе компьютеров существуют
сравнительно давно, однако до последнего времени их реальное
продвижение на рынке систем безопасности тормозилось необходи-
мостью использования чрезвычайно больших ресурсов компьютеров
и компьютерных сетей.
Прорыв, который произошел в этой области, явился следствием
нескольких причин:
• бурным развитием компьютерных технологий и систем переда-
чи данных и, как одно из следствий этого, массовым производс-
твом сравнительно недорогих жестких дисков большой емкости;
Цифровые и сетевые системы видеоиаблюдения
117
• созданием эффективных методов компрессии видеосигналов;
• освоением производства чипов для аппаратной компрессии ви-
деосигналов
Основное преимущество компьютерных СВН перед системами
с использованием автономных цифровых видеорегистраторов зак-
лючается в значительной гибкости конфигурирования при реализа-
ции больших систем произвольной структуры для территориально-
распределенных объектов Кроме того, многие компьютерные СВН
позволяют осуществлять и многоканальную аудиорегистрацию, на-
пример по 16 каналам, в то время как автономные видеорегистра-
торы, как правило, имеют не более четырех аудиовходов.
Еще одно преимущество компьютерных СВН — возможность ре-
ализации встроенных детекторов движения на большое число зон,
детекторов оставленных и унесенных вещей, детектора прекраще-
ния движения, идентификатора человека по его лицу, распознава-
теля государственных номерных знаков автомобилей и регистраци-
онных номеров вагонов и цистерн, видеоконтроля работы кассовых
терминалов и банкоматов, компенсатора дрожания видеокамеры и
т. п. Отдельной задачей является поиск важных мест записи в ар-
хивах большого объема — здесь возможны как простейшие решения
(использующие время/дату записи, номер видеокамеры, срабаты-
вание датчика тревоги, детектор движения), так более сложные с
использованием признаков контролируемого объекта.
Системы видеонаблюдения на базе компьютеров позволяют ин-
тегрировать их с другими системами безопасности (охранной и по-
жарной сигнализации, СКУД и т.п.)
К недостаткам СВН на базе компьютеров можно отнести сле-
дующее:
• меньшая (по сравнению с автономными цифровыми регистра-
торами) стабильность работы и живучесть;
• достаточно высокие технические требования к используемому
компьютеру (в случае большого числа каналов с высокой ско-
ростью обновления информации и высокой разрешающей спо-
собностью получаемых изображений);
• относительная сложность инсталляции системы;
• сравнительно высокие требования к уровню подготовки обслу-
живающего персонала;
• возможность нецелевого использования персоналом охраны
компьютеров при эксплуатации СВН;
• необходимость защиты системы от компьютерных вирусов.
118
Раздел 3
Компьютерные СЕН поставляются либо в виде устанавливае-
мых в компьютеры плат видеозахвата (другие названия: плата вво-
да видео в компьютер, плата видеоввода, видеобластер, видеограб-
бер и др.) с соответствующим программным обеспечением, либо в
виде собранного под заказ компьютера с установленным програм-
мным обеспечением, полностью готового к эксплуатации
В платах видеозахвата, во многом определяющих характерис-
тики компьютерной СВН, происходит оцифровка аналогового виде-
осигнала (сначала дискретизация, т. е. получение временных выбо-
рок сигнала, а затем их квантование, т. е. представление значений
выборок в виде двоичного кода). В некоторых платах видеозахва-
та осуществляется и компрессия (сжатие) видеосигнала, благодаря
чему уменьшается объем информации, хотя в большинстве систем в
настоящее время компрессия осуществляется программно.
При сжатии используются особенности человеческого восприя-
тия, допускающие в определенных пределах снижение качества изо-
бражения (ради уменьшения объема передаьаемой и регистрируе-
мой цифровой информации). Естественно, что оператору комфорт-
ней работать с качественным изображением, не имеющим искажений
в виде артефактов, т. е. при сравнительно малых степенях сжатия.
Однако дело не только в комфорте оператора — потери информа-
ции при сжатии могут быть такими, что пе позволят реализовать
функции видеонаблюдения не только человеком, но и компьюте-
ром, а кадры с потерей информации от компрессии нельзя будет в
дальнейшем использовать для подробного анализа. В случае пред-
варительного осуществления аппаратной компрессии изображения в
дальнейшем уже невозможно будет обеспечить качественную работу
детектора движения с такой информацией.
Требования к качеству поступающего на плату видеозахвата
видеосигнала достаточно жесткие. С помощью встроенного апер-
турного корректора (устройства подъема частотной характеристи-
ки тракта в области высоких частот) можно добиться некоторого
улучшения зрительного восприятия изображения оператором в ви-
де повышения четкости на переходах вертикальных линий. Однако
разрешающая способность исходного видеосигнала не может быть
улучшена, т. е. реальная информативность видеосистемы при этом
не увеличивается.
В некоторых случаях искажения при оцифровке видеосигнала
могут быть связаны с нарушением в нем стандартных соотношений
между уровнями белого и черного, размахом и формой синхроим-
пульсов.
Цифровые и сетевые системы видесшаблюдения
119
Объем оцифрованного поля после компрессии составляет еди-
ницы-десятки килобайт. Требуемый для видеорегистрации в тече-
ние заданного времени объем жесткого диска определяется особен-
ностями конкретной СВН и выбранными режимами работы.
Иногда для указания информативности оцифрованного изобра-
жения используются следующие обозначения:
• QCIF (Quarter Common Intermediate Format). 176x144 пиксела
(одна восьмая полного кадра);
• GIF (Common Intermediate Format): 352x288 пикселов (одна
четверть полного кадра);
• 2CIF: 704x288 пикселов,
• 4CTF: 704x576 пикселов.
В технической документации указывается количество немуль-
типлексированных видеовходов: 1, 2, 4, 8 — по этим входам сиг-
нал обрабатывается в режиме реального времени, т. е. 50 или 25 по-
лей/с (для соответствующего размера видеоизображения, например
768x576 или 768x288 пикселов). В некоторых случаях указывается
суммарная скорость обработки видеосигналов по всем входам (на-
пример, 400 нолей/с нри 16 видеовходах — в случае прихода всех
16 видеосигналов синфазпо).
В настоящее время из-за ограничения пропускной способности
PCI-шины (Peripheral Component Interconnect — шина ввода/вывода
для подключения периферийных устройств к материнской плате
компьютера) при максимальном разрешении 704x576, либо 720x576,
либо 768x576 пикселов и скорости 25 полей/с для записи и отобра-
жения информации к компьютеру можно подключить не более двух
цветных или четырех черно-белых видеокамер.
Ограничение пропускной способности FCl-шины в случае отсут-
ствия компрессии на плате видеозахвата диктует следующие альтер-
нативы выполнения видеозаписи в компьютерных СВН:
• с высоким разрешением и высокой скоростью, но с малым ко-
личеством каналов;
• с высоким разрешением и большим количеством каналов, но с
малой скоростью;
• с высокой скоростью и большим количеством каналов, но с ма-
лым разрешением.
Следует отметить, что в современных СВН стремятся исполь-
зовать изображения максимального размера, поскольку в против-
ном случае становится сомнительной возможность распознавания
объектов, а значит, и ценность самой компьютерной видеосистемы.
120
Раздел 3
Использование изображений малого размера может быть в какой-
то мере оправдано в видеонаблюдении при уменьшенном размере
их файлов, что может оказаться существенным в сетях с низкой
пропускной способностью (в этом случае особенно ценным может
оказаться удачный выбор тина компрессии, допускающий высокие
степени сжатия без заметных искажений).
В настоящее время имеются различные стандарты компрессии,
например JPEG, M-JPEG, MPEG, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 и др.
(правда, не все из них применяются в СВН). Они различаются дос-
тижимой степенью сжатия (это определяет объем занимаемого дис-
кового пространства компьютеров и требования к пропускной спо-
собности канала связи), а также уровнем и заметностью вносимых
искажений. Сжатие осуществляется за счет устранения избыточнос-
ти, вызванной корреляцией соседних пикселов одного поля, а также
соседних полей (собственно тоже происходит в цифровом телевиде-
нии). Однако для решения задач видеонаблюдения проблематич-
ным остается оптимальность удаления «лишней» информации не
только с точки зрения уменьшения ее объема, но и с точки зрения
ценности этой информации.
Следует отметить, что ь СВН вообще велика корреляция пере-
даваемых изображений, т. е. изначально существует априорная ин-
формация об изображении" объекта, которую условно можно обозна-
чать как «декорация», на фоне которой могут разыгрываться неш-
татные ситуации, важные для «зрителей» — операторов и работни-
ков охраны. В этом случае нельзя назвать рациональным такое ис-
пользование ресурсов, когда производится запись не несущих новиз-
ны, неинформативных кадров. Поэтому, если используется сжатие,
то целесообразно передавать или записывать только информатив-
ную часть видеополш, в то время как «декорации» можно передавать
значительно реже или с меньшим разрешением.
Очевидно, что при большей скорости записи заполнение жес-
ткого диска происходит быстрее. Уменьшение занимаемого диско-
вого пространства достигается за счет его экономичного расходова-
ния, например выполнением видеозаписи с высокой скоростью то-
лько тогда, когда срабатывает внешний датчик тревоги или детек-
тор движения. В ряде случаев может оказаться полезной видеоза-
пись, инициируемая оператором, когда тот видит на экране что-то
подозрительное. Одним из способов значительного уменьшения объ-
ема видеоархива может быть использование записи изображения в
черно-белом режиме.
Поскольку размер файла, соответствующего оцифрованному
Цифровые и сетевые системы видесшабл^одения
121
изображению, зависит от вида компрессии и степени сжатия, то,
задавая требуемое качество изображения, оператор может изменять
объем занимаемого дискового пространства, а значит, и максималь-
ное время записи (емкость видеоархива). С другой стороны, исходя
из качества, скорости и объема архива непрерывной видеозаписи
можно определить требуемый для решения конкретной задачи объ-
ем жесткого диска.
В тех зонах видеонаблюдения (и регистрации), где допусти-
ма меньшая скорость обработки видеосигналов (3, 4 или 6 изоб-
раженное на канал), может использоваться мультиплексирование
входных видеосигналов на платах видеозахвата. В этом случае к
компьютеру удается подключить большее число видеокамер (если,
например, используются микросхемы, каждый мультиплексирован-
ный вход которых позволяет обрабатывать до четырех видеосигна-
лов, то подключенных видеокамер может быть в четыре раза боль-
ше). Следует, однако, иметь в виду, что скорость обработки видео-
сигналов при мультиплексировании оказывается меньше значения,
получаемого простым делением суммарной скорости по немультип-
лексируемому видеовходу (например, 25 полей/с) на количество му-
льтиплексируемых видеовходов. Дело в том, что в больших СВН,
как правило, используются видеокамеры без внешней синхрониза-
ции, а это значит, что для каждого последующего ввода поля (от
следующей видеокамеры) требуется задержка.
Количество видеокамер на объекте и количество видеовходов
на платах видеозахвата определяет требуемое количество указан-
ных плат. Использование для создания единого кадра двух оциф-
рованных полей соседних кадров (например, только нечетных) стан-
дартного видеосигнала, сдвинутых во времени на 20 мс, приводит
к появлению зубчатости строк изображения движущихся объектов
(так называемая «гребенка»). Этот недостаток программно нивели-
руется использованием так называемой функции деинтерлейсинга,
что создает более комфортные условия наблюдения для операто-
ра, но не повышает информативность видеосигнала и не улучшает
изображение в режиме стоп-кадра.
Надежность и стабильность работы СВН на базе компьютера
в первую очередь определяется качеством аппаратных ресурсов и
типом используемой в них операционной системы. Широко расп-
ространенная Windows, к сожалению, не отвечает данным требова-
ниям, поэтому в качестве средства борьбы с зависаниями процессо-
ра компьютера используют встроенный аппаратный контроль (так
называемый таймер WatchDog). Некоторые специалисты считают,
122
Раздел 3
что более надежны в работе системы, использующие Linux, а не
Windows.
Для отображения видеоинформации в компьютерных СВН ча-
ще всего используется многооконный интерфейс. Представление ин-
формации может быть выполнено самым различным образом в со-
ответствии с конфигурацией системы по предпочтениям оператора
(для чего, например, при большом числе одновременно выводимых
изображений могут использоваться два и более монитора, работаю-
щих совместно с одним системным блоком компьютера).
Ниже приводится набор параметров, используемых для оценки
возможностей и сравнения компьютерных СВН:
• тип операционной системы (сервера, клиента);
• интерфейс экрана системы (Windows-подобный либо специали-
зированный) ;
• максимальное количество одновременно отображаемых на эк-
ране монитора изображений;
• тип компрессии, ее реализация: программная или аппаратная,
• минимальный размер оцифрованного изображения;
• емкость видеоархива (длительность видеозаписи);
• максимальное количество пикселов изображения при отображе-
нии/записи но горизонтали и по вертикали,
• тип платы видеозахвата, количество видеовходов и количество
каналов обработки;
• система цветности: PAL, NTSC, SECAM;
• максимальная скорость просмотра/записи видеосигналов для
определенного размера цветного изображения;
• возможность триплексного режима (вид еозапись с одновремен-
ным просмотром как «живого» изображения, так и записанного
ранее);
• возможность цифрового увеличения изображения;
• наличие детектора движения с указанием его возможностей и
количеством контролируемых зон;
• возможность телеуправления поворотными устройствами и объ-
ективами;
• количество входов подключения датчиков тревоги;
• количество аудиовходов;
• количество аналоговых видеовыходов,
• количество выходов управления внешними устройствами;
• возможность оповещения о произошедших событиях (дозвон по
телефону, отправка SMS и E-mail);
• возможность удаленного наблюдения и управления;
Цифровые и сетевые системы видеоиаблюдения
123
• возможность записи непрерывно, но расписанию, по команде
оператора, по тревоге (с регистрацией событий, ей предшеству-
ющих), с индивидуальной настройкой по каждой видеокамере;
• возможность создания графического плана объекта;
• возможность удаленного архивирования;
• возможность печати изображений на принтере;
• возможность экспорта изображений в стандарте JPEG и виде-
офрагментов в стандарте AVI;
• наличие средств программирования системы и разработки прог-
раммного обеспечения SDK (Software Development Kit);
• наличие системы разграничения прав доступа;
• возможность интеграции с другими системами безопасности;
• наличие системы самотестирования.
Следует иметь в виду, что перечисленные требования не мо-
гут претендовать на полноту. В некоторых случаях важными могут
оказаться не указанные требования, например наличие интерфей-
са управления (клавиатура, «мышь» или специальный пульт). Для
некоторых реализаций ряд требований не столь важен, например
максимальное количество одновременно отображаемых изображе-
ний или возможность цифрового увеличения изображения.
3.3. Сети и сетевые технологии
в видеонаблюдении
Сеть — общее обозначение системы передачи, в которой або-
ненты обмениваются друг с другом информацией и имеют доступ к
устройствам коллективного пользования. Объединение в сеть поз-
воляет одному компьютеру пересылать информацию на другой, а
также самому получать информацию.
В современных СВН компьютеры занимают доминирующие по-
зиции независимо от того, работают ли они на базе полнофункцио-
нальных операционных систем, таких как Windows или Linux, или
на базе встроенных операционных систем. Одной из основных и
необходимых характеристик компьютеров является их способность
соединяться с другими компьютерами по сети и совместно исполь-
зовать информацию. Создание СВН в рамках таких сетей сводится
к подсоединению сетевых кабелей к цифровым видеорегистраторам,
сетевым камерам или, как было сказано выше, к компьютерам, снаб-
женным специальными платами видеозахвата.
Скорость передачи зависит от физических свойств сети и от се-
тевого протокола, регулирующего преимущественно процесс обмена
данными между отдельными компонентами.
124
Раздел 3
В зависимости от пространственной протяженности сетей при-
нято говорить о локальных LaN (Local Area Network) и глобальных
WAN (Wide Area Network) сетях.
Локальные сети соединяют целый ряд устройств, находящих-
ся в относительной близости друг от друга, чаще всего в пределах
одного здания. В классической конфигурации локальной сети один
компьютер назначается в качестве сервера. На нем хранится все
программное обеспечение, управляющее сетью, включая програм-
мы, которые могут совместно использоваться компьютерами. Ком-
пьютеры, соединенные с сервером, называются клиентами, или ра-
бочими станциями. В большинстве локальных сетей для соединения
сетевых интерфейсных плат компьютеров используется кабель.
Глобальные сети объединяют множество компьютеров, которые
могут находиться на значительных расстояниях друг от друга, и
обеспечивают связь на более обширных географических территори-
ях как внутри стран, так. и в международном масштабе. В таких
сетях могут использоваться спутниковые каналы связи или выде-
ленные трансокеанские кабельные линии. Интернет можно рассмат-
ривать в качестве самой крупной глобальной сети. Объединение в
сеть позволяет получать доступ к данным, находясь в любой точке
земного шара. При соответствующем уровне защиты и правиль-
ном пароле доступ ко всей информации, собранной цифровой СВН,
а также ее отображение и копирование осуществляются из любой
точки сети.
Используемый подавляющим большинством современных вы-
числительных сетей протокол называется Ethernet (от англ. Ether —
эфир, Net — сеть). Главная идея, лежащая в его основе, заключает-
ся в том, что сеть обеспечивает среду передачи, посредством которой
все сетевые узлы могут обмениваться данными.
Спецификации Ethernet были опубликованы Институтом инже-
неров по электротехнике и электронике IEEE (Institute of Electrical
and Electronics Engineers) еще в 1983 г. в качестве стандарта IEEE
802 3. Этот стандарт позволял передавать данные со скоростью
10 Мбит/с, а индивидуальные сетевые узлы подключались к сети
коаксиальным кабелем в шинной топологии. При ней вся среда пе-
редачи данных доступна для всех сетевых узлов одновременно. Это
означает, что в каждый момент только один сетевой узел может
отправлять данные в сеть, а остальные узлы должны ждать своей
очереди С тех пор Ethernet постоянно дорабатывался и улучшал-
ся, что позволило ему использовать новые среды передачи данных
и значительно повысить скорость. Она достигает теперь 100, 1000
Цифровые и сетевые системы видеоиаблюденля
125
Рис. 3.1. Звездообразная топология
и даже 10000 Мбит/с. Кроме того, современные сети Ethernet боль-
ше не строятся по шинной топологии, а используют звездообразную
топологию (рис. 3.1), в которой отдельные узлы соединены в конфи-
гурацию звезды через центральную точку, в роли которой обычно
выступает сетевой коммутатор.
Существует несколько версий стандарта Ethernet, отличающих-
ся используемой средой и скоростью передачи данных.
Первая версия стандарта Ethernet, известная под именем ЮВа-
зе-5, испсльзовала для соединения узлов и передачи данных толстый
коаксиальный кабель RG-8. Затем появилось дополнение стандарта
IEEE 802.3а, которое известно как 10Base-2, в котором использовал-
ся тонкий коаксиальный кабель RG-58 Он очень похож на антен-
ный кабель или кабель RG-59, используемый в аналоговых системах,
однако его внешний диаметр составляет всего 2,95 мм, а волновое
сопротивление — 50 Ом в противоположность сопротивлению 75 Ом
кабеля RG-59. Недостатки применения коаксиального кабеля выра-
жаются в том, что скорость передачи данных ограничена 10 Мбит/с
и разрыв кабеля шины в одном месте приводит к сбою всей сети.
Поэтому сейчас при построении сетей коаксиальные кабели уже не
используются.
Новая версия стандарта, которая получила имя 10Base-T (IEEE
802.3i), использует для соединения узлов и передачи данных ка-
бель витой пары (рис. 3.2), который с целью улучшения электричес-
ких характеристик состоит из восьми проводов, образующих четыре
скрученные пары. Это нужно для того, чтобы снизить электромаг-
нитные помехи, представляющие собой один из главных источников
проблем для любой медной проволоки. Электромагнитные помехи
являются потенциально вредными для систем связи, в том числе и
126
Раздел 3
Рис. 3.2. Кабель витзй пары
Рис. 3.3. Типовая схема шты-
ревых контактов разъема RJ-45
по стандартам EIA/TIA 568
СВН, так как вызывают искажения сигналов, их затухание и ухуд-
шают общую производительность передачи.
Другим способом уменьшения влияния электромагнитных по-
мех является экранирование, которое работает как электромагнит-
ная защита витых пар, находящихся внутри кабеля.
Кабели витой пары используются в сочетании с вилками и ра-
зъемами RJ-45 (рис. 3.3).
Существует два основных стандарта обжимки — EIA/TIA 568А
и EIA/TIA 568В, которые отличаются между собой только тем, что
рабочие пары поменяны местами На практике наиболее распрост-
ранен вариант EIA/TIA 568В.
В настоящее время распространены следующие типы кабелей
витой пары:
• незащищенная витая пара UTP (Unshielded Twisted Pair) — тип
кабеля, имеющего только защищающую от физического пов-
реждения пластиковую изоляцию, в котором экранирование во-
обще отсутствует;
• защищенная витая пара STP (Shielded Twisted Pair) — тип ка-
беля, в котором каждая пара защищена отдельным экраном, в
роли которого выступает металлическая оплетка или фольга,
• экранированная незащищенная витая пара S/UTP (Screened
Unshielded Twisted Pair) — тип кабеля, в котором все пары за-
щищены одним общим экраном;
• экранированная защищенная витая пара S/STP (Screened Shiel-
ded Twisted Pair) — тип кабеля, в котором каждая пара защище-
на отдельным экраном, а также все пары защищены еще одним
общим экраном.
Для обозначения 100-мегабитовых сетей Ethernet — самых расп-
ространенных сетей в настоящее время — используется термин Past
Цифровые и сетевые системы видеоиаблюдения 127
Ethernet, также известный под именем l()0Base-T. Он был опубли-
кован в дополнении 802. Зи как усовершенствованное решение для
передачи данных по кабелю витой пары (100Base-TX) и по оптово-
локонному кабелю (100Base-FX) Большинство устройств, подклю-
ченных к компьютерным сетям, оборудованы интерфейсом lOBase-
T/100Base-TX, т. е. поддерживают 10-мегабитовыс сети Ethernet и
100-мегабитовые сети hast Ethernet.
Оптовое оконный кабель применяется сейчас в сетях достаточно
часто, хотя это и не самое дешевое решение. У него есть ряд серьез-
ных преимуществ. Оптоволокно абсолютно не подвержено элект-
ромагнитным помехам, что является очевидным достоинством при
прокладке сети, например, на производственных территориях. При-
менение оптоволоконных кабелей в сетевых СВН позволяет устанав-
ливать видеокамеры на значительном удалении от сетевого комму-
татора.
В оптоволоконных кабелях для передачи данных используется
излучение светодиодов или специальных лазеров Излучение свето-
диодов имеет длину волны 850, 1300 или 1550 нм. В зависимости от
типа кабеля излучение распространяется в нем по-разному: сущес-
твует два основных типа оптоволоконных кабелей — одномодовые
и многомодовые.
Одгюмодовые кабели характеризуют ся намного меньшим диа-
метром, чем многомодовые, вследствие чего существует лишь один
эффективный путь, или мода, по которому может распространяться
свет. Диаметр сердцевины такого кабеля равен 9.. 10 мкм, а внеш-
ний диаметр составляет 125 мкм.
Центральная жила многомодовых кабелей имеет сравнительно
большую толщину, что позволяет свету распространяться вдоль оп-
тических волокон, следуя многими путями, или модами При этом
многомодовый оптоволоконный кабель допускает распространение
световых волн нескольких частот (несколько мод) за счет того, что
у него диаметр сердцевины на порядок превышает длину волны лу-
ча. Диаметр сердцевины многомодового кабеля может быть равен
50 или 62,5 мкм, а внешний диаметр составляет те же 125 мкм.
Оптоволоконные кабели, соответствующие стандартам EN 50173
и ISO/IEC-11801, подразделяются на отдельные категории, похожие
на рассмотренные выше категории кабелей витой нары.
Третье поколение сетей Ethernet, называемое Gigabit Ethernet,
было стандартизовано с появлением дополнений 802. Зи, которое опи-
сывает оптоволоконные сети, и 802.ЗаЬ, которое предназначено для
сетей на основе витой пары (1000Base-T). В интерфейсе lOOOBase-
128
Раздел 3
Т, в отличие от 10Base-T и lOOBase-ТХ, для достижения высоких
скоростей передачи данных в кабеле витой пары задействуются все
4 пары.
Также существуют такие версии сетевых интерфейсов Gigabit
Ethernet, как lOOOBase-SX и 1 OOUBase-LX, которые предназначены
для передачи на дальние расстояния нс оптоволоконным кабелям.
Первая из них — коротковолновая версия с длиной волны 830 нм, а
вторая — длинноволновая с длиной волны 1270 нм.
10 Gigabit Ethernet — последнее поколение сетей Ethernet, кото-
рое теоретически позволяет достичь скорости передачи 10 1’бит/с с
использованием как витой пары, так и оптоволокна*. Интерфейсы
10GBase-LX4, 10GBase-ER и lOGBase-SR используют оптоволокон-
ные кабели для передачи на расстояния до 10000 м.
Выше шла речь о проводных сетях, но в GBH альтернативой
им благодаря своей гибкости и экономичности стали и беспровод-
ные сети. Зачастую беспроводные сети могут быть единственной
альтернативой в тех случаях, когда невозможно или нерентабельно
прокладывать кабель. Например, установка беспроводной видеока-
меры на автомобильной парковке обходится дешевле, чем вариант
с видеокамерой, подключенной к сети кабелем, так как придется
тянуть его по земле.
Беспроводные видеокамеры можно быстро и экономно установи-
ть на обширных территориях, что особенно удобно ь СВН городского
масштаба. Беспроводные сети несут с собой мобильность, поскольку
видеокамеры можно свободно перемещать в пределах зон покрытия
сети. Это значит, что видеокамера, установленная, например, в ав-
тобусе, может передавать «живое» видео в любую удаленную точку
сети. Е старинных зданиях и охраняемых государством памятниках
архитектуры беспроводная сеть может быть единственной альтер-
нативой, если прикладка кабелей запрещена.
К беспроводной сети можно подключить как беспроводную ви-
деокамеру со встроенным беспроводным интерфейсом (рис. 3.4), так
и сетевую видеокамеру с помощью беспроводного моста (рис. 3.5).
Беспроводные сети бывают разных типов. Технология беспро-
водных локальных сетей WLAN (Wireless Local Area Networks) no
большей части основана на серии стандартов IEEE 802.11. Беспро-
водные сети работают в разных частотных диапазонах, которые еще
* В 2010 юду принят стандарт IEEE Std 802.3ba-2010 Ethernet на ско-
рости 10и Гбит/с, его особенность — одновременная передача по восьми
линиям связи (lane). — Прим. ред.
Цифровые и сетевые системы видесшаблюдения
129
Рис. 3.4. Сетееая видео-
камера со встроенным
беспроводным интерфейсом
Рис. 3.5. Подключение сетевой видеока-
меры с помощью беспроводного моста
называют полосами частот. Одно из преимуществ стандартов IEEE
802.11 заключается в том, что они работают в нелицензируемом час-
тотном диапазоне, который не требует разрешения использования
С помощью технологий, положенных в основу семейства стан-
дартов IEEE 802.11, можно создавать самые различные беспровод-
ные сети Это может быть простая сеть, соединяющая ноутбук и
сетевую видеокамеру, которая находится поблизости. Но это может
быть и довольно сложная сеть, в которой множество устройств обме-
ниваются данными с большим числом сетевых устройств, которые
разбросаны на большой территории.
Самый простой тип беспроводных сетей состоит из двух узлов
с соответствующим сетевым интерфейсом. Каждый узел с беспро-
водным интерфейсом формирует беспроводную ячейку, называемую
базовым набором сервисов BSS (Basic Service Set), где могут при-
сутствовать и другие узлы. Если один из узлов находится в зоне
действия ячейки BSS, а его интерфейс использует тот же капал, то
между двумя узлами возможен обмен данными напрямую.
Чтобы использовать базовый способ работы децентрализован-
ной беспроводной сети — Ad Нос, нужно в интерфейсе адаптера бес-
проводной сети выбрать данный режим. Зона покрытия в зданиях
составляет 30...50 м, тогда как на открытых пространствам она воз-
растает до 300 м. Если требуется больший охват территории бесп-
роводной сетью, то несколько ячеек BSS объединяют в общую сеть
Индивидуальные ячейки BSS объединяются с помощью так называ-
емой распределительной системы DS (Distribution System).
130
Раздел 3
Рис. 3.6. Перекрытие зон покрытия разных точек доступа
В большинстве случаев система DS представляет собой провод-
ную сеть Ethernet, которая соединяет ячейки BSS Теоретически бес-
проводная сеть может быть любого размера за счет подключения
множества ячеек BSS и объединения их через распределительную
систему. Вся эта конфигурация называется расширенным набором
сервисов ESS (Extended Service Set).
Беспроводная точка досту па имеет проводной интерфейс Ether-
net и хотя бы один интерфейс беспроводной сети. При необходи-
мости покрытия обширных территорий можно использовать неско-
лько точек доступа. Тогда их необходимо располагать таким об-
разом, чтобы соседние беспроводные ячейки немного перекрывали
друг друга: это гарантирует незаметный для пользователя переход
из одной ячейки в другую (рис. З.б). В этом случае соседние ячей-
ки должны работать на разных каналах, чтобы не создавать друг
другу помех.
Подключенные к сети точки доступа имеют собственные иден-
тификаторы SS1D (Service Set Identifier), с помощью которых сете-
вые узлы определяют, к каким сетям принадлежат те или иные
точки доступа. Если требуется подключить какое-либо устройст-
во, например видеокамеру СВН, к беспроводной сети, то следует в
настройках выбрать SSID, чтобы гарантированно правильно подк-
лючиться к нужной сети.
Беспроводные сети стандартов IEEE 802 11 работают в радио-
частотных диапазонах 2,4 или 5 ГГц. Первый из них наиболее расп-
Цифровые и сетевые системы видесшабл^одения
131
рострален, но имеет недостаток, связанный с тем, что эти же часто-
ты имеют и другие беспроводные технологии, например Bluetooth,
что может вызвать взаимные помехи.
Диапазон 5 ГГц не столь хорошо освоен. Хотя помех в нем ме-
ньше, имеются и недостатки. Один из них заключается в том, что
чем выше частота передачи при прочих равных, тем меньше ее да-
льность. В этом случае для покрытия равной территории требуется
больше точек доступа.
Частотный диапазон 2,4 ГГц разделен на 13 радиоканалов в Ев-
ропе и на 11 радиоканалов вс всем остальном мире Каналы выде-
лены таким образом, что соседние из них перекрываются. Б резуль-
тате только три независимых канала можно использовать в одной
беспроводной ячейке Например, можно одновременно использовать
каналы 1, 7 и 13 или 1,6 и 11. Все это ограничивает количество бесп-
роводных видеокамер, которые можно использовать в одном районе.
Точное количество видеокамер зависит от требуемой для них сред-
ней пропускной способности. Так, например, если каждая видео-
камера требует 5 Мбит/с, то к беспроводной точке доступа можно
подключить не более четырех видеокамер. На одной территории
могут работать не более трех точек доступа, что ограничивает ко-
личество используемых здесь видеокамер двенадцатью.
В заключение раздела приведем основные понятия сетевых тех-
нологий:
сеть — группа компьютеров, соединенных таким образом, что
между ними становится возможным обмен информацией;
узел — любое устройство, подключенное к сети;
сегмент — часть сети, отделенная от других частей коммута-
тором, мостом или маршрутизатором;
магистраль — основной кабель сети, к которому подключены
все сегменты;
повторитель (Repeater) — сетевое устройство, используемое
для наращивания и взаимосвязи сегментов, что обеспечивает даль-
нюю связь; повторитель получает сигналы от одного сегмента, а за-
тем усиливает их, восстанавливает синхронизацию и ретранслирует
эти сигналы в другую сеть;
сетевой концентратор (Hub) — устройство, соединяющее в
локальной сети множество компьютеров и устройств с топологией
типа «звезда»; концентратор представляет собой самый простой тип
сетевого оборудования. Все узлы, подключенные к нему, образуют
конфликтный домен, в [ту три которого в определенный момент то-
лько один узел может отправлять данные, тогда как все остальные
132
Раздел 3
узлы получают их; в современных сетях концентраторы использу-
ются редко — их заменили коммутаторы,
мост (Bridge) — устройство передачи данных, соединяющее ло-
кальные сети на базе однотипных компьютеров или единой прог-
раммной платформы и предоставляющее возможность пересылки
пакетов данных между такими сетями;
коммутатор (Switch) — устройство передачи данных, следую-
щее непосредственно за мостом и манипулирующее большим коли-
чеством портов, нежели он; коммутатор снижает количество конф-
ликтов при передаче данных через сегменты, которые он соединяет,
и обеспечивает выделенную полосу пропускания для каждого сег-
мента, коммутатор обычно одновременно поддерживает различные
скорости передачи данных — 10/100/1000 Мбит/с, т е Ethernet, Fast
Ethernet и Gigabit Ethernet; коммутатор позволяет также работать
подключенным устройствам в полудуплексном режиме, т. е. однов-
ременно отправлять и принимать данные, что повышает скорость
обмена данными,
маршрутизатор (Router) — специализированный простой ком-
пьютер, рассылающий сообщения адресатам; устройство, делающее
возможным обмен потоками сообщений между сетями с различными
сетевыми технологиями, а не внутри них, при этом обеспечивающее
кратчайшие пути доставки информации от источника к получателю;
традиционно маршрутизаторы называют шлюзами;
сетевая интерфейсная карта — сетевой адаптер, который
подключается через слот шины FC1 системной платы компьютера;
MAC адрес — физический адрес любого устройства сети, тако-
го, например, как сетевая интерфейсная карта, делящийся на две
равные части и состоящий из шести разрядов.
3.4. Компоненты и оборудование цифровых
и сетевых систем видеонаблюдения
Цифровые и сетевые СВН, также как и аналоговые, включают
в себя компоненты и оборудование. Рассмотрим основные их виды.
Цифровыми видеокамерами принято называть видеокамеры
со встроенными цифровыми видеопроцессорами и контроллерами.
Фактически цифровыми здесь являются только схемные элементы
между матрицей (формирователем видеосигнала) и видеовыходом.
Цифровая обработка сигналов в этих камерах дает значительное
улучшение качества изображения.
Цифровая IP-видеокамера отличается от аналоговой видеока-
меры тем, что не только позволяет преобразовывать видеосигнал в
Цифровые и сетевые системы видеонаблюдения
133
Центральный процессор
Интегральная микросхема,
работой всех остальных компонентов
Литиевая аккумуляторная
батарея
Флэш-память
Контроллер Ethernet
Выбор сетевых настроек
и управление передачей
Порт Ethernet
Блок синхронизации
работы компонентов
Привод управления настройкой апертуры
Блок управления
выбором апертуры
Процессор обработки
видосигнала
Рис. 3.7. Конструкция IP-видеокамеры
Усилитель
Сенсор изображения
CCD/CMOS-матрица
Печатная плата
Соединительные
клеммы
Фильтр
Блок линз
подключения
блока питания
Процессор
управления
сжатием
Настройка
увеличения (зум)
Настройка
резкости
цифровую форму, но и обеспечивает его одновременную передачу по
IP-сети для последующего воспроизведения и/или сохранения. Ес-
ли трансляция ведется на общедоступный Web-сервер, то наблюдать
за происходящим может любой пользователь Интернета.
IP-видеокамеры иногда путают с Web-камерами, которые ча-
ще всего используют для проведения видеоконференций и связи в
Skype: у них нет встроенных средств сетевого обмена и ряда других
функций, присущих IP-видеокамерам.
В IP-видеокамерах, также как и в обычных, используются ПЗС-
и КМОП-матрицы. Применение КМОП-технологии помимо относи-
тельной дешевизны имеет и еще одно достоинство: она позволяет
создавать более компактные корпуса для IP-видеокамер. Однако у
них более низкая светочувствительность но сравнению с ПЗС, поэ-
тому при недостаточной освещенности картинка оказывается более
темной и зашумленной.
Конструкция IP-видеокамеры показана на рис. 3.7
Поступивший с датчика видеосигнал с целью оптимизации пе-
редаваемого по сети трафика подлежит сжатию Эта операция вы-
полняется специальным процессором (например, в IP-видеокамере
компании AXIS Communications используется процессор ARTPEC —
134
Раздел 3
A.xis Real Time Picture EnCoder). Он производит оцифровку видео-
сигнала и его сжатие (компрессию) чаще всего по стандартам MPEG
(Moving Picture Experts Gioup). Это наиболее известные стандарты,
к которым относится несколвко разновидностей методов сжатия, ис-
нолвзуемого для потоковых аудио- и видео. Главный принцип сжа-
тия заключается в сравнении передаваемых кадров таким образом,
что первый сжатый кадр является ссылкой (прототипом) для дру-
гих, следующих за ним кадров. В них содержится информация то-
лько о тех частях кадра, которые были изменены по сравнению с
прототипом При воспроизведении сжатого этим методом видео вы-
полняется обратная задача: по первому восстановленному кадру с
использованием передаваемой информации об «отклонениях» дост-
раиваются последующие кадры.
К группе MPEG относится ряд стандартов, из которых в СВН
нашли применение MPEG-2, MPEG-4 и его модификации. Первый
из них, используемый в цифровом, кабельном и спутниковом те-
левидении, предназначен для передачи данных высокого разреше-
ния. Увеличение размера кадра и повышение качества изображения
достигается в нем благодаря использованию более низких коэффи-
циентов сжатия и повышенного битрейта (скорости передаваемого
видеопотока). В стандарте MPEG-4 реализовано множество новых
инструментов, обеспечивающих достижение высокого качества изо-
бражения, с учетом применяемого прикладного программного обес-
печения или отображаемой сцены. Новый стандарт сжатия AVC
(Advanced Video Coding), который еще называют Н.264 или MPE-G-
4 Part 10, имеет главное достоинство — обеспечение более высокого
качества изображения при более низком битрейте.
Для организации подключения видеокамер к IP-сети исполь-
зуется отдельный контроллер, в состав которого входят процессор,
ОЗУ (DRAM), флэш-память и периферийные адаптеры. С помо-
щью этих средств осуществляется передача данных по сети, выде-
ление собственного IP-адреса, работа сетевых служб: Web- и FTP-
серверов, Web-браузера, маршрутизатора Благодаря этим возмож-
ностям можно не только передавать видеосигнал на сервер для да-
льнейшего мониторинга, но и выполнять оповещение по E-mail, про-
водить дистанционный опрос СВН, включающей несколько видео-
камер.
Кроме указанных сетевых функций, современные 1Р-видеокаме-
ры позволяют использовать ряд дополнительных прикладных
функций: детектирование движения, управление сигналами трево-
ги и т. д.
Цифровые и сетевые системы видеоиаблюдения
135
Стационарные IP-видеокамеры — это наиболее простые и часто
встречающиеся цифровые камеры. Их главная особенность — вы-
сокая заметность и очевидная направленность съемки. Любой про-
хожий ясно видит со стороны, какой именно объект находится под
наблюдением в данный момент. Эти камеры часто применяются в
СВН для охраны зданий, территорий и т. п.
Купольные 1Р-видеокамеры (их еще называют минисферами)
представляют собой стационарно установленные камеры, находящи-
еся внутри небольшой закрытой конструкции куполюобразпой фор-
мы. Особенность таких камер — способность разворачиваться прак-
тически на любой угол, что позволяет вести наблюдение по любому
направлению, причем со стороны практически невозможно опреде-
лить, в каком направлении ведется съемка. Ограничение примене-
ния видеокамер этого типа — выбор сменных линз жестко ограничен
малыми габаритами пространства внутри защитной сферы.
Панорамные 1Р-видеокамеры (типа PTZ, о которых уже гово-
рилось выше) выполняют следующие основные функции: плавную
горизонтальную прокрутку области просмотра, наклон в вертика-
льной плоскости, масштабирование изображения. Такие камеры ис-
пользуются, например, в СВН позничных супермаркетов. При этом
оператор имеет возможность вручную отслеживать ситуацию в тор-
говом зале, выбирая между просмотром всего зала па полный угол
обзора и детальным рассмотрением выбранного участка.
Скоростные купольные IP-видеокамерьт имеют основное досто-
инство — круговой обзор на 360°.
Панорамные немеханические IP-видеокамеры обеспечивают
угол обзора от 140 до 360°, причем оператор может выполнять лю-
бые традиционные для PTZ-камер операции, в том числе создание
панорамного кадра с бесшовным совмещением объектен и масшта-
бирование. Просмотр можно вести по любому направлению, при-
чем для этого не требуется выполнять механических перемещений
внутри самой камеры, что позволяет упростить механическую часть
конструкции.
Бескорпусные IP-видеокамеры предназначены для их монтажа
в стены, двери, пожарные датчики, различные предметы интерье-
ра. Они обеспечивают скрытое видеонаблюдение там, где от них.
требуется стабильная работа при пониженном уровне освещенности
и даже в полной темноте, когда имеется подсветка ИК-прожектором.
Сетевые видеокамеры (или ]Р-видеокамеры) представляют
собой некий симбиоз видеокамер и элементов рассмотренной выше
СВН на базе компьютера. Если на выходе обычной видеокамеры
136
Раздел 3
существует стандартный аналоговый видеосигнал, то на выходе IP-
камеры — цифровой сигнал, предназначенный для передачи по ком-
пьютерной сети. Таким образом, внутри IP-видеокамеры осущес-
твляется формирование аналогового видеосигнала, его оцифровка,
сжатие, а соответствующий интерфейс обеспечивает ее подключение
к сети Ethernet 10/100 Мбит/с ("протоколы TCP/IP, HTTP и др.).
Встроенный Web-сервер обеспечивает просмотр изображения от IP-
видеокамеры (которой присваивается свой IP-адрес) на включенном
в сеть компьютере с помощью стандартного интериет-браузера или
специальной программы.
Современные IP-видеокамеры отвечают всем требованиям, не-
обходимым для использования их в СВН, например чувствительнос-
тью 0,3 лк для цветного изображения и 0,005 лк при переключении
в черно-белый режим, форматом изображения 720x576 пикселов и
более и т. д.
Существуют модификации IP-видеокамер со встроенным жест-
ким диском, детектором движения, с возможностью подключения
аналоговых видеокамер (например, при четырех аналоговых видео-
камерах изображение может передаваться как в полноэкранном, так
и в «квадовом» режиме, т. е. 2x2).
Использование IP-видеокамер особенно экономически оправда-
но на объектах, где уже существует локальная компьютерная сеть,
обеспечивающая необходимый трафик.
Среди характеристик современных IP-видеокамер можно наз-
вать следующие:
• стандартные функции обычных видеокамер: автоматическая
регулировка усиления, автоматический баланс белого, компен-
сация встречной засветки;
• автофокусирозка встроенного объектива, трансфокатор, авто-
диафрагма;
• управление по компьютерной сети;
• уровни доступа, пароли, фильтрация lP-адресов;
• детектор движения;
• входы подключения датчиков тревоги, срабатывание которых
может использоваться для отправки изображений по E-mail,
для позиционирования скоростного поворотного устройства ь
соответствии с заданными предустановками и для включения
внешних устройств;
• скорость передачи (до 25 изображений/с);
• встроенная операционная система (нередко используется Li-
nux);
Цифровые и сетевые системы видесшабл^одения
137
• многопользовательский доступ;
• возможность отображения на изображении времени/даты, тек-
ста;
• возможность передачи аудиосигналов (у некоторых моделей на-
личие встроенного микрофона);
• возможность подключения модема;
• наличие буфера хранения изображений в момент тревоги, до
нее и после (флэш-накопитель);
• защита от переполнения сетевого трафика;
• цифровое увеличение;
• выход аналогового сигнала.
Недостатками некоторых IP-видеокамер является невысокая
частота передачи изображений, невозможность передачи по сети
несжатых кадров и сравнительно высокие требования к клиентским
компьютерам.
Цифровые видеорегистраторы DVR (Digital Video Recorder) —
устройства с жесткими дисками внутри, предназначенные для за-
писи, хранения и воспроизведения видеосигналов, а при наличии
микрофона и аудиосигналов. Видеосигналы в них оцифровывают-
ся и затем сжимаются, что позволяет создавать видеоархивы глу-
биной несколько недель и месяцев. Видеорегистраторы использу-
ются как в стационарных СВН (на объектах), так и в подвижных
(например, для видеорегистрации обстановки в процессе движения
автомобиля).
В ранних видеорегистраторах дисковое пространство было ве-
сьма ограниченным, поэтому длительность записи была невелика и
для ее увеличения приходилось снижать скорость записи и исполь-
зовать различные алгоритмы сжатия. По мере того как себесто-
имость дискового пространства быстро снижалась, а стандартные
алгоритмы сжатия, такие, как MPEG, получали все большее расп-
ространение, производители стали внедрять именно эти стандарты.
Большинство цифровых видеорегистраторов имеет несколько
видеовходов, как правило, 4, 16 или 32, а это означает, что они обла-
дают функциональностью квадратора или мультиплексора. Таким
образом, цифровые видеорегистраторы заменили мультиплексоры с
видеомагнитофонами, что сократило общее число компонентов, ис-
пользуемых в СВН.
Использование цифровых видеорегистраторов обеспечивает
следующие важные преимущества:
• отсутствие видеокассет и, как следствие, необходимость их
смены;
138
Раздел 3
• постоянное высокое качество записи,
• возможность быстрого поиска в большом видеоархиве;
• копирование и пересылка файлов,
• выбор отдельных изображений режимом покадрового отобра-
жения и возможность их распечатки на принтере.
Современные СВН на основе цифровых видеорегистраторов по-
зволяют передавать по сети как «живое» и записанное видео, так и
только видеозаписи. Таким образом, СВН на основе цифровых виде-
орегистраторов обладают возможностями удаленного мониторинга
и удаленной работы с системой' до компьютерной сети можно осу-
ществлять обновление программ ноге обеспечения, а также дистан-
ционно управлять поворотными устройствами и скоростными ви-
деокамерами.
Использование цифровых видеорегистраторов и компьютеров с
необходимым программным обеспечением позволяет создавать бо-
льшие распределенные СВН с различными постами наблюдения и
числом пользователей от единиц до десятков человек. Универсаль-
ность приборов достигается тем, что они поддерживают самые раз-
личные сетевые протоколы (TCP/IP, HTTP, UDP, FTP, PPP, SMTP
и др.).
Видеосерверы — это устройства, предназначенные для подк-
лючения одной или нескольких аналоговых видеокамер к компью-
терной сети за счет соответствующего интерфейса. В идеологии
видеосерверов по сравнению с IP-видеокамерами просматривается
большая гибкость (можно использовать аналоговые видеокамеры с
самыми различными техническими характеристиками).
В построении видеосерверов много общего с 1Р-видеокамерами
и те же решаемые задачи: оцифровка видеосигналов, компрессия,
передача по компьютерной сети. Это прослеживается и в парамет-
рах и возможностях видеосерверов:
• количество видеовходов,
• тип компрессии видеосигналов;
• скорость передачи видеоизображений;
• наличие детектора движения;
• наличие входов/выходов тревоги;
• возможность управления поворотным устройством и объекти-
вом;
• наличие буфера хранения изображений;
• возможность передачи аудиосигналов;
• возможность одновременного отображения на экране изображе-
ний от четырех видеокамер;
Цифровые и сетевые системы видесшабмодения
139
• многопользовательский доступ (уровни, пароли, фильтрация
IP-адресов),
• наличие оптимизации скорости передачи видеоизображений по
пропускной способности канала передачи данных.
Существуют видеосерверы с встроенным жестким диском, в ре-
зультате подобные устройства можно в равной степени относить как
к цифровым видеорегистраторам, так и к видеосерверам. Видеосер-
веры без жесткого диска иногда называют видеохабами.
Детекторы движения с программной реализацией появи-
лись в связи с развитием компьютерных СВН. Возможности таких
детекторов движения очень широкие. В первую очередь это отно-
сится к количеству контролируемых зон (которых может быть бо-
лее полутора тысяч). Кроме того, детекторы движения позволяют
решить проблемы, которые принес с собой прогресс в области циф-
ровых СВН, а именно:
• противоречие между желанием записывать изображения с мак-
симальной скоростью при максимальном разрешении и ограни-
ченностью дискового пространства компьютера;
• необходимость оперативного поиска требуемого фрагмента ви-
деозаписи в больших архивах.
В отличие от широко используем ого анализа изменения изобра-
жения в дискретных зонах, прогрессивным направлением в области
детекторов движения является обработка видеосигнала, соответст-
вующего полному изображению
В последнее время в детекторах движения используется техно-
логия детектирования замедления SDD (Slow Down Detection) — об-
наружение оставленных или унесенных предметов (например, оста-
новка движущегося автомобиля), а также детекторы движения, ко-
торые совместно с поворотными видеокамерами обеспечивают сле-
жение за объектом в случае обнаружения цели заданного типа.
3.5. Технология подключения 1Р-ьидсокамер
РоЕ
Использование технологии передачи питания по витой паре
вместе с данными — экономичное и эффективное решение при уста-
новке сетевых видеокамер, точек беспроводного доступа, 1Р-телефо-
пов и других сетевых устройств в местах, где поблизости отсутствует
электропроводка. Такая технология носит название РоЕ (Power of
Ethernet).
РоЕ — это промышленный стандарт передачи питания по сигна-
льному кабелю в IP-сетях по международной классификации IEEE
140
Раздел 3
Рис. 3.8. Подача питание на видеокамеру с помощью коммутатора и
сплиттера
802.3af. Данный стандарт позволяет передавать питание напряже-
нием в 48 В по сигнальному кабелю UTP5e (витая пара 5-й кате-
гории) на расстояние до 100 м. Максимальная мощность 15,4 Вт.
Применяется для подачи питания на беспроводные точки доступа,
оконечные сетевые устройства, в СВН позволяет запитывать ТР-
видеокамеры внутреннего исполнения, а также передавать питание
на видеосерверы (кодеры) с возможностью запитывания аналоговой
видеокамеры (12 В, 0,5 А) от этого сервера. В настоящее время
для устройств с более высокой потребляемой мощностью (до 24 Вт)
существует стандарт РоЕ+ (IEEE 802.3at).
Применение технологии позволяет не прокладывать отдельный
кабель питания к месту установки IP-видеокамеры, но для этого
требуется коммутатор с поддержкой РоВ или инжектор питания,
например FSE-4 (актуален, когда коммутатор уже есть, а РоЕ в нем
нет). В случае, если видеокамера не поддерживает питание по РоЕ,
используют сплиттер (например, FD-1 или FD-2). Коммутатор или
инжектор вводит напряжение питания в кабель витой пары UTP,
а сплиттер выделяет его и подает непосредственно на видеокамеру
(рис. 3 8).
Коммутатор с РоЕ и/или инжектор РоЕ обеспечивает совмест-
ную передачу данных и питания через стандартный Ethernet-кабель
категории 5. Он принимает на входе данные от коммутатора или
маршрутизатора, а на выходе формирует напряжение постоянного
тока, которое передается через неиспользуемые контакты сетевого
кабеля 4, 5 и 7, 8 или совместно с данными через контакты 1, 2 и 3,
6. До подачи напряжения инжектор автоматически тестирует линии
на предмет поддержки удаленным устройством технологии РоЕ, что
Цифровые и сетевые системы видеоиаблюдеаия
141
AXIS 210А
5-порговый Инжектор
коммутатор FSE-4
Ethernet 10/100 Base-T
Ethernet 10/100 Base-T + питание
Питание видеокамеры
Сплиттер AXIS 214 PTZ
FD-1
FD-2 AXIS 207
Рис. 3.9. Подключение четырех видеокамер к инжектору FSE-4
исключает случайное повреждение устройств, не поддерживающих
стандарт IEEE 802.3at.
Инжектор РоЕ FSE-4 имеет четыре капала (4 порта), что позво-
ляет подключить к нему 4 удаленных устройства (рис. 3.9) Каждый
канал защищен от перегрузок, коротких замыканий, перенапряже-
ний и статических разрядов. Устройство имеет широкий диапазон
температур эксплуатации.
Сплиттер РоЕ применяется для разделения данных и напряже-
ния питания, передаваемых по одному кабелю. Сплиттер обеспечи-
вает электрическим питанием сетевые устройства, не поддержива-
ющие технологию РоЕ. Питание к сплиттеру подается по стандарт-
ному Ethernet-кабелю категории S через неиспользуемые контакты
4, 5 и 7, 8 или совместно с данными по контактам 1, 2 и 3, 6.
Сплиттер РоЕ FD-1 имеет один канал, защищенный от перег-
рузки и короткого замыкания. Устройство имеет широкий диапазон
температур эксплуатации.
4 Тестирование оборудования систем
видеонаблюдения
Отсутствие метрологической базы в области СВН, а также не
всегда корректно указываемые паспортные данные на применяемые
компоненты, заставляют проектировщиков и моптажпиков тестиро-
вать приобретаемое оборудование перед его поставкой па объект.
В связи с отсутствием единого метрологического подхода к из-
мерениям параметров многих приборов, используемых в СВН, в том
числе и видеокамер, к заявленным в паспортных данных поставщи-
ков их техническим параметрам следует относиться весьма осторож-
но. В частности, это относится и к такому параметру видеокамер,
как разрешающая способность. Так, результаты тестирования ряда
видеокамер показали, что в ряде случаев их реальная разрешающая
способность оказывалась намного ниже той, которая была указана
в паспорте.
Как уже было сказано выше, разрешающая способность явля-
ется одной из важнейших характеристик СВН, которая характери-
зует способность системы различать мелкие детали и удаленные
предметы. Разрешающая способность измеряется в ТВЛ — коли-
честве предельно различимых на экране видеомонитора черных и
белых штрихов минимальной толщины. Чем больше количество
ТВЛ, тем мельче детали и тем более удаленные предметы можно
наблюдать. Поскольку разрешающая способность по вертикали ог-
раничена стандартным значением 575 ТВЛ, то наибольший интерес
вызывает определение значения разрешающей способности по гори-
зонтали. О разрешающей способности по вертикали важно помнить
при работе с цифровыми СВН, поскольку одни из них оцифровы-
вают полный телевизионный кадр, в то время как другие — только
одно поле (разрешающая способность в два раза меньше).
Следует подчеркнуть, что разрешающая способность видеока-
мер вносит существенный (по не единственный) вклад в разреша-
ющую способность всей СВН. Результирующая разрешающая спо-
собность всей системы определяется параметрами всех входящих в
систему элементов: видеокамер, объективов, усилителей, устройств
Тестирование оборудования систем видеонаблюдения
143
обработки видеосигналов, видеомониторов, устройств видеозаписи,
линий связи. Очевидно, что результирующая разрешающая спо-
собность будет хуже худшей разрешающей способности входящих в
СВН компонентов. К примеру, если видеокамера, имеющая разре-
шающую способность 420 ТВЛ, кабелем соединена с видеомонито-
ром, у которого разрешающая способность 800 ТВЛ, то результиру-
ющая разрешающая способность может быть, например, 390 ТВЛ
или 350 ТВл, но никак не будет более 420 ТВЛ
В настоящее время отсутствует методика, позволяющая ана-
литически рассчитать результирующую разрешающую способность
всей системы по значениям разрешающих способностей входящих
в нее компонентов. Волее того, нет единого международного стан-
дарта на измерение параметров СВН вообще и видеокамер в час-
тности; многие параметры измеряются разными производителями
по-разному, при различных условиях измерения.
Однакс у пользователя всегда имеется возможность экспери-
ментально оценить реальную разрешающую способность. В част-
ности, для сценки устройств обработки видеосигналов можно ис-
пользовать специальные генераторы телевизионных испытательных
сигналов. Для оценки разрешающей способности СВН в целом мож-
но использовать телевизионные испытательные таблицы различно-
го вида.
Использование таблиц позволяет решать следующие задачи:
• собрать и подключать всю систему на рабочем столе (включая
бухты используемого кабеля) и предъявить ее для согласования
и утверждения характеристик заказчику;
• выявить элемент СВН с наихудшей разрешающей способностью
для последующего анализа (псзволлт оценить, что дает его за-
мена) ;
• разрешать конфликтные ситуации с заказчиком;
• осуществлять входной контроль видеооборудования;
• производить сравнение характеристик компонентов различных
производителей.
Обычно измерение разрешающей способности по горизонтали
осуществляется с помощью телевизионных испытательных таблиц
по так называемому вертикальному испытательному «клину», т е.
по границе различимости узких сходящихся в одной точке линий.
На рис. 4.1 показана такая таблица, весьма похожая на устаревшую
телевизионную таблицу ТИТ-0249.
При этом надо отметить, что чем выше разрешающая способ-
ность тестируемого компонента, тем труднее но «клину» получить
144
Раздел 4
Рис. 4.1. Телевизионная испытательная таблица
точное значение этого параметра (точность таких измерений не пре-
вышает 10 %). Иначе говоря, вместо значения 380 ТВЛ в докумен-
тации может быть указано 420 ТВЛ, поскольку оба эти значения
лежат в поле инструментальной погрешности. С другой стороны,
именно указанное в прайс-листе значение разрешающей способнос-
ти подчас является решающим аргументом в пользу выбора того
или иного прибора для СВН
Для измерения разрешающей способности по горизонтали были
разработаны испытательные таблицы, выполненные в соответствии
с классическим определением этого параметра: они представляют
собой блоки, составленные из различного числа чередующихся чер-
ных и белых вертикальных штрихов («мира»). Поэтому они лишены
недостатков в измерении разрешающей способности, присущих таб-
лицам, использующим вертикальный клин. Кроме того, наличие в
таблицах блоков со штрихами позволяет судить и о равномерности
передачи видеосигналов в полосе частот различными компонента-
ми СВН.
Таблицы разделены по количеству штрихов, предназначенных
для измерения разрешающей способности в определенных пределах-
100... 190 ТВЛ; 200... 290 ТВЛ; 300... 390 ТВЛ;
400.. .490 ТВЛ; 500... 590 ТВЛ; 600... 090 ТВЛ.
Тестирование оборудования систем видеонаблюдения
145
Для работы с этими испы-
тательными таблицами их сле-
дует скачать с сайта www. secu-
rity-bridge. com и распечатать с
помощью лазерного принтера
на стандартных листах бумаги
формата А4. На рис. 4.2 в ка-
честве примера приведена таб-
лица с количеством ТВЛ от 400
до 450.
Для правильного использо-
вания таблиц каждую из них
следует располагать перпенди-
кулярно оптической оси объек-
тива видеокамеры на таком рас-
стоянии, чтобы реперные знаки
(черные треугольники вверху и
внизу таблицы) своими верши-
нами совпадали с верхним и ни-
жним краями экрана видеомо-
нитора. Более точный результат полечится при использовании спе-
циальных измерительных видеомониторов с функцией «Underscan»
(у которых отсутствует потеря части изображения на время обратно-
го хода кадровой развертки). Для повышения точности измерений
с использованием обычного видеомонитора необходимо попытаться
регулировкой частоты кадров видеомонитора добиться появления на
экране черной горизонтальной полосы (которая соответствует кад-
ровому гасящему импульсу). При этом таблица должна находиться
на таком расстоянии от видеокамеры, чтобы реперные треугольники
упирались в края этой черной полосы. Только в этом случае изме-
ренное число ТВЛ будет соответствовать действительности. После
фиксации видеокамеры на указанном расстоянии следует восстано-
вить кадровую синхронизацию.
Для тестирования видеокамер объектив и видеомонитор дол-
жны быть высокого качества, чтобы не вносить заметной погреш-
ности в результаты измерений. Оценка разрешающей способности
осуществляется но экрану видеомонитора — число в последнем из
различимых блоков четкости укажет искомую разрешающую спо-
собность Реально, в силу дискретного характера матрицы видеока-
меры, штрихи могут начать «биться» в нескольких блоках (прояв-
ляется муар). Чтобы определить реальное место, соответствующее
146
Раздел 4
разрешающей способности по горизонтали, следует перемещать в не-
больших пределах видеокамеру в горизонтальной плоскости — при
этом места биений будут перемещаться, а место, соответствующее
пределу разрешающей способности, будет неподвижно.
Испытательные таблицы также позволяют оценивать качест-
во фокусировки, нелинейные и геометрические искажения, вноси-
мые видеомонитором или широкоугольным объективом видеокаме-
ры Кроме того, по различной контрастности блоков со штриха-
ми можно судить о равномерности передачи видеосигналов в полосе
частот даже без использования измерителя амплитудно-частотных
искажений.
Известно, что на разрешающую способность но горизонтали
оказывает влияние ширина полосы пропускания тракта видеосигна-
ла. Для ориентировочной оценки примерное значение необходимой
для передачи видеосигнала верхней граничной полосы тракта /гр
может быть получено делением значения разрешающей способнос-
ти N на число SO.
Д.р = Д/80 [МГц].
Например, если требуется разрешающая способность видеокамеры
N — 420 ТВЛ, то говорят, что полоса пропускания ее тракта должна
быть не хуже 420:80 = 5,25 [МГц]
Коэффициент 80 получен на основании следующих соображе-
ний.
Известно, что период строчных импульсов равен 64 мкс, дли-
тельность строчного гасящего интервала равна 12 мкс. Отсюда дли-
тельность активной части строки равна 64 - 12 = 52 мкс.
Таким образом, если за время прямого хода строчной развертки
отображается суммарное число к черных и белых вертикальных шт-
рихов, то это соответствует fc/2 периодам электрических колебаний,
т. е. один период колебаний
Т = 52/(fc/2) = 104Д мкс,
а частота колебаний равна f = fc/104 МГц. С другой стороны (с уче-
том формата кадра 4:3), из определения разрешающей способности
по горизонтали N = (3/4)fc. Отсюда разрешающая способность
3 3
N - -к - - х 104 х f 78 х f ТВЛ.
4 4
Вместе с тем, следует помнить, что при таком подходе учиты-
вается лишь первая гармоника колебаний, соответствующих изоб-
ражению черных и белых полос. Некоторые методики используют
Тестирование оборудования систем видеонаблюдения
147
оценку разрешающей способнос-
ти но предельном}/ уменьшению
амплитуды синусоиды, измерен-
ной по экрану осциллографа, до
значения, например, 30 % от ам-
плитуды, соответствующей си-
нусоиде для средних значений
разрешающей способности N.
Таким образом, если идеа-
льным сигналом на выходе ви-
деокамеры (или на входе виде-
омонитора) от миры, состоящей
из вертикальных штрихов
(рис. 4.3,а), являются прямоу-
гольные импульсы со скважнос-
тью 2 (меандр) - рис. 4 3,6, ТО Рис- 4‘3’ Влияние полосы пропускания
канала на передачу видеосигнала
при замене такого сигнала на
синусоиду (рис. 4.3, о) и подаче ее на вход видеомонитора черные
полосы на его экране будут иметь яркостную модуляцию (в середи-
не темнее, по краям светлее, а переходы от черного к белому бу-
дут размазаны) — рис. 4.3,г. Чтобы исключить искажения и иметь
возможность передавать необходимый для получения качественного
изображения сигнал, близкий по форме к меандру, требуется пере-
давать хотя бы три гармоники такого колебания (рис. 4.3.6).
I Госкольку бесконечный спектр меандра состоит лишь из нечет-
ных гармоник, убывающих по амплитуде, то для передачи его без
искажений с достаточно четкой передачей переходов требуется обес-
печить прохождение в полосе пропускания, по крайней мере, тре-
тьей и пятой гармоник. Иначе говоря, при полосе частот до 5 МГц
можно рассчитывать на близкую к идеальной передачу изображе-
ния прямоугольных импульсов с частотой следования 1 МГц. Поэто-
му, например, производители некоторых видеоусилителей с запасом
указывают в их паспортах полосу пропускания до 15 МГц.
Отметим также, что поскольку абсолютное большинство цвет-
ных СВН, эксплуатирующихся в России, работает в системе PAL,
то для цветных видеокамер обязательным условием является пе-
редача спектра видеосит-налов вблизи поднесущей цветности PAL
(4,43 МГц).
В качестве примера можно добавить, что для проведения качес-
твенной оценки или проверки компонентов СВН научным отделом
Вританского министерства внутренних дел PSDB (Police Scientific
148
Раздел 4
Рис. 4.4. Тест-манекен
для качественной опен-
ки и испытаний СВН
Development Brandi) был разработан ма-
некен, представляющий собой похожую
на человека фигуру высотой 1,6 м и ши-
риной 0,4 м, на которой размещены об-
разцы разных размеров для определения
разрешающей способности (рис. 4 4).
При измерении чувствительности ви-
деокамер (минимальной освещенности)
имеется достаточно много неопределен-
ностей Остановимся на некоторых важ-
ных моментах этой проблемы.
Так как большое количество видео-
камер для СВН поставляется без объек-
тивов, то результат измерения минима-
льной освещенности зависит от парамет-
ров используемого при измерении объек-
тива и, в первую очередь, от величины
его относительного отверстия (Aperture).
Относительное отверстие объектива ука-
зывает, какая часть лучей пройдет через
объектив и достигнет светочувствитель-
ных элементов матрицы. Ясно, что че-
рез объектив с относительным отверсти-
ем F2.0 пройдет меньше лучей, чем через
объектив с относительным отверстием F1 4. Некоторые производи-
тели указывают минимальную освещенность следующим образом:
0,1 лк/Р1.4 (0,1 лк при относительном отверстии 1.4), другие ука-
зывают минимальную освещенность при относительном отверстии
2.0, например 0,3 лк/Р2.0.
При сравнении характеристик чувствительности видеокамер
следует помнить следующее:
• если имеются две видеокамеры, причем у первой из них указа-
на чувствительность 0,1 лк/FI 4, а у второй — 0.3 лк/Р1.4, то
первая видеокамера чувствительнее (измерения производились
при схожих объективах);
• если первая видеокамера имеет чувствительность 0,1 лк/Р1.4,
а вторая — 0,1 лк/Р2 0, то чувствительнее вторая видеокамера
(при измерении у второй видеокамеры был хуже объектив).
Хотя в паспортах на видеокамеры указывается значение полно-
го размаха выходного видеосигнала (Video Output) 1 В на нагрузке
75 Ом, реально мало кто из производителей выдерживает эту норму,
Тестирование оборудования систем видеонаблюдения
149
а значения параметра разнятся весьма существенно Отсюда понят-
но, что коль скоро видеокамера преобразует интенсивность свето-
вого потока в напряжение, то корректнее указывать минимальную
освещенность, приводя ее к одному уровню выходного напряжения.
Некоторые фирмы указывают чувствительность следующим об-
разом: 0,6 Lux @ F1.2 50 IRE. Это более корректно, так как 50 IRE
означает, что чувствительность была измерена, когда размах сигна-
ла от уровня черного др уровня белого уменьшился на 50 %, т. е. до
0,35 В. Следует пояснить, что полный размах собственно видеосиг-
нала 0,7 В принимается за 100 1RE, а размах всего видеосигнала с
синхроимпульсами равен 140 IRE. В некоторых случаях указывают
два значения чувствительности: Full Video (100 IRE) и Usable Picture
(50 IRE). Усилением сигнала, формируемого матрицей, можно «ра-
зогнать» видеосигнал довольно сильно, но при этом будут усилены и
шумы. Отсюда при оценке минимальной освещенности очень важно
обращать внимание на указанное отношение сигнал/шум на выходе
видеокамеры, которое не должно быть ниже 30 дБ, иначе шумы на
экране становятся весьма заметными (на изображении появляется
«снег»).
Вообще говоря, единица измерения «люкс» нормируется при оп-
ределенной длине волны (550 нм, что соответствует максимуму7 чув-
ствительности человеческого глаза). Спектральная чувствитель-
ность люксметров аналогична спектральной чувствительности гла-
за, поэтому, чтобы чувствительность видеокамер можно было кор-
ректно выражать в люксах, при измерении необходимо специальным
фильтром отсекать инфракрасную область, в которую простирается
спектральная чувствительность видеокамер.
Можно предположить, что тенденция повышения информатив-
ности СВН будет все больше проявляться в расширении спектра-
льного диапазона входных сигналов матриц за видимую область.
Возможно, это будет происходить с некоторым ущербом для естес-
твенности восприятия изображения оператором (но не компьюте-
ром!), однако, наверное, важнее обнаружить наличие нарушителя,
чем в точности передать, например, градации серого в его одеж-
де. Некоторой аналогией может служить использование в медицине
рентгеновского изображения или томографии, которые при всей их
информативности далеки от реального изображения человека. Кро-
ме того, все большее развитие находят методы цифрового анализа
изображений
Минимальную освещенность видеокамеры можно было бы из-
мерять, расположив ее внутри большого светонепроницаемого ко-
150
Раздел 4
жуха и регулируя реостатом или автотрансформатором накал рас-
положенной там лампы. При этом можно было бы освещенность
телевизионной испытательной таблицы измерять люксметром, рас-
положенным рядом с ней, а выгодной сигнал, видеокамеры контро-
лировать по экрану видеомонитора или осциллографа. Однако не-
возможность такого простого решения заключается в том, что с из-
менением интенсивности свечения лампы изменяется и излучаемый
ею спектр, а спектральная чувствительность у разных видеокамер
существенно разнится.
Таким образом, используя подобный принцип тестирования, не-
льзя получить точное значение минимальной освещенности. Тем не
менее, его достаточно удобно использовать, например, для сравните-
льной оценки чувствительности видеокамер различных производи-
телей (уменьшают накал лампы до тех пор, пока одна видеокамера
перестает показывать, а вторая еще продолжает работать).
Чтобы исключить влияние спектральной чувствительности ви-
деокамер при измерении минимальной освещенности, световой по-
ток в видеокамеру регулируют, используя набор нейтрально серых
фильтров различной плотности, которые устанавливают перед объ-
ективом до тех пор, пока выходной сигнал видеокамеры не умень-
шится до определенного значения (например, до 350 мВ). При таком
методе измерения напряжение (а значит, и излучаемый спектр) ис-
точника света остается стабильным.
Поскольку реальные условия эксплуатации видеокамеры могут
существенно отличаться от тех, которые использовались при тести-
ровании ее производителем, то для оценки реальной чувствитель-
ности иногда предлагается использовать поправочные коэффициен-
ты (на которые следует умножать значение указанной в паспорте
чувствительности):
• отношение стандартного коэффициента отражения 75 % к ко-
эффициенту отражения реально наблюдаемого объекта, прини-
мая во внимание, что, например, коэффициент отражения снега
9и %, травы 40 %, кирпича 25 %, черного автомобиля 5 %;
• квадрат отношения относительного отверстия реально исполь-
зуемого объектива к относительному отверстию, указанному’ в
паспорте на видеокамеру;
• отношение стандартного уровня видеосигнала (0,7 13) к реаль-
ному уровню выходного сигнала видеокамеры,
• отношение коэффициента АРУ, указанного в паспорте, к коэф-
фициенту АРУ, установленному при работе (децибелы следует
перевести в разы);
Тестирование оборудования систем видеонаблюдения
151
• отношение стандартного времени срабатывания электронного
затвора (1/50 с) к реально используемому времени срабатыва-
ния.
Если необходимо проверить работоспособность механизма авто-
диафрагмы, то это можно выполнить одним из следующих способов:
• кабелем подключают объектив к заведомо исправной видеока-
мере, но не наворачивают объектив па нее, а смотрят сквозь
него на просвет (например, положив его на лист белой бума-
ги) — объектив будет закрыт. Затем ладонью закрывают от-
верстие видеокамеры. Если объектив исправен, то на просвет
будет видно, как откроется механизм диафрагмы (разорванная
петля системы автоматического регулирования пытается увели-
чить световой поток, направленный на матрицу);
• резко направляют видеокамеру с установленным на ней объек-
тивом на ярко освещенный предмет (окно, лампу и т. п.). Если
работает только электронный затьор, то изображение на экране
видеомонитора, как правило, не пропадает. Если же включе-
на автодиафрагма, то в первый момент после наведения на яр-
ко освещенный предмет изображение заплывает белым светом
(на экране видеомонитора появляется белесый ореол), а затем
сравнительно медленно изображение восстанавливается через
интервал, определяемый постоянной времени системы автома-
тического регулирования диафрагмы,
• закрывают объектив видеокамеры ладонью, а затем резко ее
убирают, контролируя по экрану видеомонитора скорость появ-
ления изображения.
Наличие дефектов матрицы проще всего обнаружить по экрану
видеомонитора, к которому подключена видеокамера, при наблюде-
нии светлого, малокоптрастного изображения или даже при вывер-
нутом объективе. При рассмотрении, например, ладони по экрану
видеомонитора (если ладонь находится сравнительно далеко от ви-
деокамеры) ее изображение должно воспроизводиться естественным
образом. При поднесении лад.они к видеокамере на изображении
должны появляться светлые области, указывающие на функциони-
рование ИК-диодов.
Качество видеомонитора можно оценить с помощью описанных
выше телевизионных испытательных таблиц. Косвенно о качестве
черно-белого видеомонитора можно судить по времени появления
изображения после включения, по качеству фокусировки (особенно
на периферии экрана), по изменению размеров растра при увели-
чении яркости. Для цветного видеомонитора дополнительно следу-
152
Раздел 4
ет оценивать время выхода изображения на баланс белого, наличие
всех основных цветов на мелких деталях (особенно па периферии
экрана).
Если изображение на экране видеомонитора полностью отсутс-
твует, то для косвенной проверки его работоспособности при отсутс-
твии источника испытательного сигнала, можно использовать игол-
ку, шило или любой тонкий металлический предмет, который следу-
ет взять рукой и коснуться им видеовхода. Наличие малозаметной
помехи на экране укажет на работоспособность видеомонитора.
Полное тестирование компьютерной СВН является достаточно
сложной и трудоемкой задачей.
Сетевые версии компьютерных СВН можно сравнительно легко
оценить по одному из важнейших параметров — задержке отобра-
жения при передаче видеоинформации по компьютерной сети. Для
этого достаточно сравнить скорость отображения быстро перемеща-
емого предмета (например, руки при ее резком взмахе) на мониторах
серверного и клиентского компьютеров.
Ряд зарубежных приборов питается напряжением 230 В, поэто-
му в России, где сетевое напряжение по I'OCTy допускает пониже-
ние с 220 до 187 В (на 15 %), некоторые такие приборы перестают
нормально функционировать. Дело в том, что в части источников
питания важным является знание не только абсолютного значения
выходного напряжения и его пульсаций, но и пределов изменения
этих значений при наибольшем и наименьшем значениях сетевого
напряжения, а также при наибольшем токе нагрузке. Как правило,
эти значения в паспортных данных не приводятся, поэтому до уста-
новки незнакомого источника постоянного напряжения на объекте
целесообразно протестировать его с помощью несложного набора из-
мерительного оборудования и приборов:
• регулируемого лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа),
чтобы проверить работоспособность источника питания при по-
вышенном и пониженном сетевом напряжении;
• эквивалента нагрузки (проволочного постоянного или перемен-
ного резистора достаточной мощности);
• вольтметра действующего напряжения (для контроля сетевого
напряжения);
• вольтметра постоянного напряжения (для контроля выходного
напряжения источника питания);
• амперметра постоянного тока (для контроля выходного тока ис-
точника питания);
Тестирование оборудования систем видеонаблюдения
153
• осциллографа (для измерения размаха пульсаций в выходном
напряжении).
Тестирование рекомендуется проводить в результате многочасо-
вого электропрогона, чтобы гарантировать отсутствие «сюрпризов»
при реальной работе на объекте.
Косвенно о надежности работы источника питания можно су-
дить по нагреву радиатора его выходного транзистора (если он дос-
тупен) — если он нагревается так, что до него невозможно дотрону-
ться рукой (температура выше ВО °C), то это верный признак недо-
работки схемы источника питания или неисправности.
Тестирование, по сути, является проверкой статического выход-
ного сопротивления источника питания постоянного напряжения:
'^ВЬТХ.СТ - "7 -
*вых
Однако нередко нагрузкой источника питания является не ана-
логовое устройство, работающее в линейном режиме (у которого ток
потребления во времени не изменяется), а цифровое устройство, ха-
рактеризующееся импульсной нагрузкой. Различие заключается в
том, что источник питания может полностью отвечать требовани-
ям описанного выше теста, но в случае импульсной нагрузки может
оказаться недостаточной скорости отработки цепи обратной связи в
источнике питания. В этом случае в работе устройств могут появ-
ляться сбои (на осциллограмме выходного напряжения источника
питания будет четко видно, как напряжение «подсаживается»). Это
говорит о важности такого параметра, как динамическое выходное
сопротивление источника питания:
Л_
ВЫХ.ДИП —J •>
^вых2 -*вых1
где ЯвыХ2 и ПВЫХ] — наибольшее и наименьшее значения питающе-
го напряжения, а /ВЫХ2 и Дых1 — наибольший и наименьший токи
нагрузки соответственно.
На реальном объекте достаточно велика вероятность возникно-
вения короткого замыкания по выходу источника питания. Поэто-
му желательно, чтобы источник питания имел защиту от короткого
замыкания и/или перегрузки не току Функционирование защиты
проверяют достаточно просто — замыканием выходов источника пи-
тания металлическим предметом, например, пинцетом.
Нередко требуется измерить напряжение на выходе сетевого
адаптера под нагрузкой, что оказывается, не очень просто, поско-
льку адаптер заканчивается кабелем с разъемом и щупами вольт-
154
Раздел 4
метра к нему подключиться довольно сложно Для решения воп-
роса следует двумя тонкими канцелярскими булавками осторожно
проколоть изоляцию двух питающих проводов и, касаясь булавок
щупами вольтметра, измерить выходное напряжение.
Помехи на экране видеомонитора могут быть вызваны повы-
шенной пульсацией в источнике питания видеокамеры (хотя могут
быть и другие причины/ Для уверенной диагностики подобной не-
исправности можно временно подключить видеокамеру к аккуму-
лятору.
Заявляемая в паспортах на кожухи степень защиты от пыли и
влаги IP66 и даже IP67 выдерживается далеко не всегда. При сте-
пени защиты IP66 обеспечивается защита от проникновения ныли
и сильных водяных струй, но не от погружений в воду. Степень
защиты 1Р67 обеспечивает защиту от проникновения пыли и крат-
ковременных погружений в воду до 1 м, при этом допускается про-
никновение воды, но работа устройства не должна быть нарушена.
Сертификация на степень защиты IP67 не гарантирует обеспечения
степени защиты IP66, так как во время ее производятся различные
тесты.
Работоспособность термореле, выполненного на базе биметал-
лической пластины, в комнатных условиях проверить невозможно
(омметр покажет обрыв цепи). В зимнее время для проверки рабо-
тоспособности термокожуха его можно подержать некоторое время
на улице — при внесении в помещение омметр, подключенный к
входу цепи, покажет сопротивление нагревательного элемента (тер-
мореле замкнуто), а после прогрева можно уловить едва слышимый
щелчок — омметр снова покажет обрыв.
Осноьы проектирования систем
видеонаблюдения
5.1. Общие вопросы проектирования систем
видеонаблюдения
Одной из особенностей СВН является уникальность построе-
ния и реализации практически каждой проектируемой видеосисте-
мы Несомненно, что в различных реализациях СВН имеется много
сходного (и даже повторяющегося), и все же каждое новое техни-
ческое задание (ТЗ) — это иная конфигурация, иные утлы обзора
видеокамер, иная освещенность объекта, другие уровни сигналов и
помех и т.п., иначе говоря, это новая видеосистема.
Проектирование СВН включает в себя:
• разработку концепции безопасности объекта с утверждением
сценария действий работников охраны в различных ситуациях
и утверждением ТЗ;
• первоначальный выбор конфигурации СВН в соответствии с
требованиями ТЗ;
• подбор необходимого оборудования и аксессуаров с использова-
нием каталогов и прайс-листов компаний;
• выбор варианта подключения оборудования и корректировка
конфигурации системы в соответствии с параметрами реально
существующего на рынке оборудования.
Проектирование СВН состоит из нескольких этанов:
1 ) определение параметров периферийного оборудования, в пер-
вую очередь количества и мест размещения видеокамер и их ориен-
тации в пространстве;
2 ) определение количества постов охраны, получающих визуа-
льную информацию относительно обстановки на объекте в соответ-
ствии с их полномочиями и приоритетами;
3 ) выбор состава оборудования для постов охраны, способного
в результате его оптимального конфигурирования и расположения
решать задачи, определяемые концепцией безопасности объекта;
156
Раздел 5
4 ) решение задач передачи сигналов от видеокамер на посты
охраны;
5 ) выбор вспомогательного оборудования.
Наименее изученными в настоящее время являются вопросы оп-
тимизации количества и расположения видеокамер и выбора их объ-
ективов, поскольку именно они определяют требуемую разрешаю-
щую способность конкретной СВН и скорость обновления визуаль-
ной информации при решении данной задачи.
Оформление проектов производится с помощью компьютерных
программ — различных графических редакторов, а также програм-
мы AutoCAD Нельзя не упомянуть и о программе VideoCAD, об-
легчающей и ускоряющей проектирование СВН.
Б проектируемых СВН, как правиле, используется оборудова-
ние различных производителей Чтобы из разных приборов, как из
кубиков, создать единую, функционально законченную и надежно
работающую систему, все ее составные части должны обладать кон-
структивной, электрической и информационной совместимостью.
Конструктивная совместимость определяется габаритными, ус-
тановочными и присоединительными размерами, например совмес-
тимость большинства видеокамер с объективами лимитируется ва-
риантом их крепления (С или CS), совместимость видеокамер с тер-
мокожухами так же, как и термокожухов с кронштейнами, опреде-
ляет возможность их совместного использования и т. п.
Электрическая совместимость различных приборов видеосис-
тем предполагает в частности, что их входные и выходные виде-
осигналы должны иметь стандартный вид: полный телевизионный
сигнал (синхроимпульсами вниз) размахом 1,0±0,2 13 на нагрузке
75 Ом. Кроме того, важно, чтобы размах синхроимпульсов был
0,3 В, а их вершина плоской, не имеющей выбросов. Однако реально
размах видеосигналов существенно отличается от требуемого значе-
ния. Когда их размах больше 1 В, то изображение становится чрез-
мерно контрастным, с уменьшенным количеством градаций яркос-
ти, при этом возможен срыв синхронизации видеомонитора Если
видеосигналы имеют размах меньше 1 В, то изображение вят'ое, ма-
локонтрастное, возможен срыв синхронизации, а в цветных СВН это
приводит к миганию цвета или к его полному пропаданию. Отличие
размаха видеосигналов от стандартных значений является следстви-
ем, с одной стороны, изменений, вносимых средой распространения
сигналов (активные потери, неравномерность АЧХ кабелей и т. п.), а
с другой стороны, качеством компонентов (например, видеокамер).
Наличие в некоторых приборах встроенной схемы АРУ в некоторой
Основы проектирования систем видеонаблюденая 157
степени компенсирует разброс размаха видеосигналов. Нарушение
стандартных соотношений между составными частями видеосигна-
лов на выходе некоторых моделей видеокамер может приводить к
искажениям при их оцифровке (что, однако, может не проявлять-
ся в видеосистемах без оцифровки) На практике оказывается, что
электрическая совместимость и по управляющим сигналам также
обеспечивается далеко не всегда (например, объективы с автодиаф-
рагмой производства одной компании могут оказаться нс пригодны-
ми для управления от видеокамер производства другой компании).
Информационная совместимость определяется протоколами пе-
редачи данных, форматами представления информации и т. п От-
сутствие единого стандарта в этой области приводит, в частности,
к тому, что приемники сигналов телеуправления производства не-
которых фирм могут управляться только в случае использования
клавиатур того же производителя.
На этане проектирования должна закладываться возможность
расширения и модернизации UBH, которая во многом определяет-
ся и совместимостью используемого оборудования В самом начале
проектирования следует определиться, должна ли быть СЕН цвет-
ной или черно-белой. Решение, как правило, принимает заказчик,
однако проектировщик должен ознакомить его с аргументами в по-
льзу того или иного решения. Достоинства цветных СВН очевидны:
• повышенная информативность и достоверность отображения
людей и объектов;
• наиболее естественное отображение (цветное изображение вос-
принимается более объемным).
Недостатки цветных СВН следующие:
• цветные видеокамеры имеют меньшую чувствительность, чем
черно-белые;
• разрешающая способность цветных видеокамер ниже, чем чер-
но-белых;
• при оцифровке цветного видеосигнала формируется файл бо-
льшего размера, чем при оцифровке черно-белого сигнала, что
требует большего дискового пространства и сильнее нагружает
компьютерную сеть,
• качество изображения цветных видеокамер зависит от спект-
рального состава излучаемого света источников искусственного
освещения, нередко они конфликтуют с ними (в частности, с
лампами дневного света);
• цветные видеосистемы дороже чернэ-белых;
158
Раздел 5
• некачественное цветное изображение воспринимается человеком
более болезненно, чем некачественное черно-белое.
Если все же требуется цветная СВН, имеющая высокую раз-
решающую способность, то в ней могут использоваться приборы с
представлением S-VH S-сигналов (раздельная передача сигналов яр-
кости и цветности). Однако непременно должно выполняться ус-
ловие, что такими должны быть все приборы, входящие в систему
(для передачи каждого сигнала должен использоваться отдельный
кабель).
Следует отметить, что черно-белые СВН все еще довольно ши-
роко используются и для них характерны:
• высокая разрешающая способность;
• высокая чувствительность;
• сравнительно низкая стоимость;
• меньший объем оцифрованного изображения, что способствует
меньшему занимаемому месту на диске, а также большей ско-
рости обновления изображения и передачи его по сети.
Реальное проектирование СВН следует начинать с выбора ко-
личества видеокамер и мест размещения их на охраняемом объекте.
Вариантов решений этой задачи может быть достаточно много, они
отличаются и объемом используемого оборудования, и ценой. Обыч-
но в этом случае говорят о необходимой достаточности, поскольку,
с одной стороны, количество видеокамер однозначно влияет на сто-
имость СВН, а с другой стороны, их количество должно быть не
меньше того, которое необходимо для обеспечения заданного уровня
безопасности объекта. Недостаточное количество видеокамер при-
водит к наличию так называемых пространственных «мертвых зон»,
изображение которых не просматривается на экранах видеомонито-
ров, а значит, подобная СВН не позволяет полноценно контролиро-
вать обстановку на объекте. Чрезмерное же количество ьидеокамер
приводит к неоправданному повторению схожих изображений, что,
естественно, ведет к росту цены оборудования (видеокамеры, объ-
ективы, кронштейны, кожухи, кабели), усложнению оборудования
обработки видеосигналов, а значит, к неоправданному удорожанию
СВН. Более того, увеличение числа видеоканалов приводит к умень-
шению времени наблюдения по каждой зоне, к уменьшению разме-
ров изображения при мультисценовом представлении изображений
на экране, и вместо ожидаемого повышения информативности ви-
деосистемы происходит ее снижение.
Таким образом, выбор минимального, действительно необходи-
мого количества видеокамер за счет их рационального, тщательно-
Основы проектирования систем видеонаблюдения
159
го, оптимального размещения на объекте не только экономит деньги
заказчика, но и упрощает обработку видеосигналов, облегчает рабо-
ту операторов.
Отсюда становится понятно, насколько важен действительно
оптимальный выбор видеокамер. Общей рекомендацией здесь мо-
жет быть следующая' в поле зрения видеокамер должно попадать
максимальное количество дверей, коридоров, лестниц, холлов возле
лифтов с тем, чтобы злоумышленник был бы обнаружен при любой
траектории его движения по объекту. Особенно важными с точки
зрения безопасности являются въезды и выезды, ворота и приле-
гающие к ним территории, заборы, дворы, стоянки автомобилей.
Желательно, чтобы лицо злоумышленника попало «в кадр» хотя
бы одной из видеокамер при любом повороте его головы.
В результате тщательной аналитической работы по оценке рис-
ков и угроз объекту заказчиком должна быть разработана и сфор-
мулирована четкая концепция его безопасности и проработаны сце-
нарии возможного развития событий и меры парирования угроз.
В частности, необходимо четко представлять:
• что должно быть видно (это главный вопрос!);
• сколько должно быть постов видеонаблюдения (один или нес-
колько с различными приоритетами);
• кто будет контролировать и какие зоны,
• что, с какой скоростью обновления и в течение какого времени
следует регистрировать для последующего анализа.
Полезно подготовить эскиз экранов видеомониторов, на кото-
рых в полноэкранном или мультисцеповом режиме отображаются
все контролируемые зоны («проходная», «ворота», «холл», «прием-
ная», «касса», «двор» и т.п.). Дело в том, что при использовании
видеомультиплексоров или цифровых видеорегистраторов видеока-
меры группируются относительно входов таких приборов. Поэтому
важно согласовать с заказчиком количество таких сгруппированных
зон видеонаблюдения, поскольку это определяет состав видеообору-
дования.
Следует отметить, что само по себе отображение на экране ви-
деомонитора всех трэбующих наблюдэния зон совсем не гарантирует
обнаружение злоумышленников или распознавание автомобильных
номеров — необходимо учитывать еще и размер интересуемого объ-
екта, который может отображаться на экране. Кроме того, нельзя
не учитывать и то конечное время, в течение которого будет осу-
ществляться видеорегистрация пересекающего сектор наблюдения
объекта или наблюдение его на экране.
160
Раздел 5
Итак, путем использования плана помещений или местности
(если его нет, то путем обследования объекта) на основании тре-
бований того, что должно быть видно, выбирают соответствующие
зоны обзора видеокамер, после чего выбирают или проектируют на-
иболее подходящие места их крепления
Точки расположения видеокамер и подлежащие наблюдению
объекты (дверь, ворота, шлагбаум, склад и т.п.) в горизонтальной
и вертикальной плоскостях образуют секторы наблюдения, которые
однозначно определяют углы обзора видеокамер (либо расстояния
до объекта и поля зрения). На основании этих параметров и зна-
ния форматов видеокамер Определяют фокусные расстояния объек-
тивов.
Места размещения видеокамер во многом определяют инфор-
мативность и эффективность проектируемой СВН (например, если
повесить видеокамеру прямо перед входом в здание, то на экране
монитора вероятнее всего будут видны одни лишь макушки голов,
что для идентификации посетителей малопригодно) При выборе
мест размещения видеокамер следует прогнозировать влиявие воз-
можных препятствий — деревьев, кустов, распахивающихся дверей.
Следует исключить попадание в поле зрения видеокамер источни-
ков света (прямые солнечные лучи, огни рекламы, осветительные
фонари, фары автомобилей), а также отражений от создающих бли-
ки поверхностей (воды, стекол и т.п.). При этом должен обеспечи-
ваться необходимый для нормальной работы видеокамер уровень
освещенности.
Закладываемые в проекте технические решения рекомендуется
решать комплексно: если, например, используется уличная видео-
камера или инфракрасный осветитель, надо сразу же рассматривать
вопрос о требуемом для них источнике питания, кронштейне, тер-
мокожухе и т. п.
При проектировании СВН не надо забывать, что видеокамеры,
как и любой другой компонент, могут сами явиться объектом хище-
ния, поэтому для их защиты необходимо принимать соответствую-
щие меры. Это тем более актуально, что видеокамеры, как правило,
удалены от поста охраны и находятся «на переднем рубеже оборо-
ны», нередко в зонах, где постоянно бывает много людей.
Борьба с вандализмом происходит в следующих направлениях:
• используют специальные кожухи и кронштейны, затрудняющие
повреждение или похищение видеокамеры;
• применяют специальные схемотехнические решения, формиру-
Основы проектирования систем видеонаблюдения
161
ющие сигнал тревоги при попытке снять кронштейн или приб-
лизиться к нему, при пропадании видеосигнала;
• стремятся размещать видеокамеры таким образом, чтобы каж-
дая из них оказывалась в поле зрения другой видеокамеры,
• используют пассивную форму защиты (видеоглазки, скрытно
установленные видеокамеры) — такие видеокамеры как бы ми-
микрируют в окружающей среде и эффективны до тех пор, пока
не будут обнаружены злоумышленниками.
Несмотря на многообразие задач проектирования СВН, неко-
торые требования, формулируемые заказчиками, нередко оказыва-
ются избыточными. Анализ статистики простых запросов привел
ряд изготовителей к мысли создать небольшие готовые к установ-
ке так называемые мини-СВН, которые бы обеспечивали решение
ряда «стандартных» задач. Каждая такая видеосистема содержит,
как правило, одну или несколько видеокамер со встроенными объ-
ективами и светодиодами инфракрасной подсветки, микрофонами,
специальными кронштейнами, видеомонитор со встроенным 2- или
4-входовым видеокоммутатором, а также комплект соединительных
кабелей с разъемами. Естественно, что подобное техническое реше-
ние нельзя рассматривать как универсальное.
Тем не менее, использование таких мини-СВН имеет свои пре-
имущества'
• возможность быстрого разворачивания и проведения натурных
испытаний для проверки приемлемости подобного решения не-
посредственно на объекте заказчика;
• экономия времени и средств, которые требуются для проекти-
рования и монтажа сложной видеосистемы;
• возможность легкой трансформации мини-СВН при переезде
арендатора с одного объекта на другой и др
Роль оператора на посту охраны в выработке решения и при-
нятии необходимых мер привносит свои проблемы, причинами ко-
торых являются:
• субъективность в оценке происходящего;
• возможность бессознательного или осознанного игнорирования
каких-либо событий или даже саботажа;
• усталость, невнимательность, отсутствие требуемой культуры
и квалификации.
Кроме того, существуют и физиологические ограничения воз-
можностей человека по обработке большого потока информации с
минимальными потерями. То есть требуется согласование того по-
тока визуальной информации, который поступает к оператору, с
162
Раздел 5
пропускной способностью информационного канала видеомонитор-
оператор.
Применительно к СЕН это выражается выполнением следую-
щих требований:
• соответствующая организация рабочего места оператора (рас-
стояние до экрана видеомонитора, характер освещенности
и т. п.);
• установление времени переключения видеокамер, не приводя-
щего к утомляемости оператора;
• предъявление одновременно такого количества изображений от
видеокамер, которые реально могут контролироваться операто-
ром (по требованиям эргономики, их должно быть не более 8)
Важность указанных требований можно проиллюстрировать на
примере выбора уровня освещенности на посту охраны. Низкая ос-
вещенность может приводить к утомляемости оператора, а значит,
к замедленной реакции и ошибкам реагирования на нештатные си-
туации. Чрезмерно высокая освещенность провоцирует оператора
устанавливать яркость и контрастность видеомониторов на макси-
мальные значения, что приводит к сокращению срока их службы.
Помощь оператору могут оказать следующие привлекающие его
внимание устройства:
• детекторы движения, детекторы оставленных или унесенных
предметов, формирующие соответствующие сигналы;
• зуммеры, тревожные оповещатели, сигнализирующие о нештат-
ных ситуациях (срабатывание тревожных датчиков, пропадание
видеосигнала и т.п.);
• приборы, формирующие на экране информационные сообще-
ния, предупреждения, инструкции.
"Учет «человеческого фактора* должен проявляться в следую-
щем:
• видеорегистраторы желательно размещать в специальных оп-
ломбированных сейфах (с контролем их состояния при переда-
че смены операторами);
• компьютерные СВН должны исключать возможность исполь-
зования входящих в них компьютеров тте по назначению,
• все оборудование, допускающее конфигурирование, должно
иметь пароли и соответствующие уровни доступа;
• в помещении охраны желательно скрытно устанавливать виде-
окамеру для записи действий операторов (изображение с этой
видеокамеры пе должно отображаться на видеомониторах);
Основы проектирования систем видеонаблюдения
163
• использовать такие конфигурации компьютерных СЕН, в кото-
рых системный блок (видеосервер) вынесен за пределы поме-
щения охраны;
• желательно, чтобы в поле зрения видеокамер оказывались мес-
та дежурства работников охраны на территории объекта.
При проектировании СВН нельзя не учитывать реальный уро-
вень квалификации персонала охраны, в связи с чем такое преиму-
щество автономных: цифровых видеорегистраторов, как простота их
обслуживания, оказывается весьма кстати.
Проект СВН должен включать в себя план размещения обо-
рудования на посту охраны, площадь помещения которого должна
быть не менее 15 м2 Зарубежные компании предлагают специаль-
ную мебель для оснащения помещений постов охраны.
Как уже было сказано, необходимую для проектирования СВН
информацию проектировщик получает из общения с заказчиком.
Однако следует учитывать и трудности, которые при этом могут
встретиться.
Заказчик может не обладать специальными знаниями в этой
области, поэтому проектировщик должен быть в определенной сте-
пени популяризатором (и даже психологом), чтобы быть правиль-
но понятым заказчиком на этапе согласования ТЗ и чтобы в даль-
нейшем не было недоразумений при сдаче готовой работы заказчи-
ку. Как правило, ТЗ пишет сам исполнитель, разъясняет заказчику
смысл каждого пункта документа и подписывает его у заказчика.
Заказчик может иметь неверные представления об СВН, быть
категоричным и несколько самоуверенным. Он вообше может по-
ручить общение с проектировщиком, например, системному адми-
нистратору или лицу, далекому от понимания задач обеспечения
безопасности. Тем не менее, ответственность за принимаемые реше-
ния все равно лежит на проектировщике, который должен сочетать
в себе гибкость в общении с твердой позицией в отношении требу-
емой технической политики (надо внимательно слушать заказчика,
ио никогда не следует идти у него на поводу). Следует помнить,
что ключевой фигурой при согласовании ТЗ должен быть руково-
дитель службы безопасности объекта (а не директор компании, не
архитектор, не системный администратор и т.п.), так как работать
с СВН предстоит ему.
Поскольку заказчик почти всегда финансово ограничен, он бу-
дет стремиться к реализации наиболее экономичных решений (на-
пример, на использовании в СВН всего лишь одной видеокамеры
с углом обзора 90°, независимо от размеров помещения). Этому
164
Раздел 5
следует поддаваться лишь до определенного предела, в противном
случае состав и качество оборудования могут быть снижены нас-
только, что будет перейден ее минимально необходимый уровень.
Е этом случае СВН уже перестанет быть таковой, и скорее будет
служить для самоуспокоения (а реально в качестве самообмана), не-
жели действительно в целях безопасности. Так, например, если из-
за чрезмерной экономии часть необходимых видеокамер, входящих
в систему охраны периметра, убрать, то реально охранять периметр
подобная система уже не сможет.
Во избежание возможных последующих недоразумений реко-
мендуется все требования заказчика оформлять документально.
При сдаче готовой СВН целесообразно выполнить контрольную
видеозапись, позволяющую оценить возможность видеосистемы осу-
ществлять идентификацию.
Большая часть проблем, появляющихся при инсталляции СВН,
возникает по причине неграмотно выполненного заземления или эк-
ранировки. Заземление бывает двух видов: защитное и приборное,
их нельзя объединять, поскольку они имеют различное назначение.
Защитное заземление предназначено для защиты персонала от слу-
чайных опасных напряжений, могущих возникнуть на корпусах и
экранах оборудования. Приборное заземление служит для сниже-
ния помех и внешних излучений Для него важно не только сопро-
тивление заземления, но и длина проводников, которыми оно осу-
ществляется. Приборное заземление должно выполняться в одной
точке, экранирующая оплетка коаксиального кабеля нигде не дол-
жна касаться металлических конструкций
Системы видеонаблюдения обладают чрезвычайно широкими
функциональными возможностями, однако они, естественно, имеют
свои физические ограничения. Поэтому чрезвычайно важно знать,
какими потенциальными возможностями должна обладать проекти-
руемая СВН. Оценку характеристик СВН целесообразно проводить
по возможности выполнения ею основной функции — предоставле-
ние информации о нештатной ситуации.
Упрощенно функции видеонаблюдения можно свести к двум ос-
новным: обнаружение и идентификация.
Обнаружение на охраняемой территории подозрительных объ-
ектов сводится к предоставлению оператору визуальной информа-
ции либо формированию автоматическим устройством сигнала тре-
воги при обработке соответствующих видеосигналов Это позволяет
с определенной достоверностью вырабатывать суждение о наличии
в данный момент тревожной ситуации (а в случае анализа видеоза-
Основы проектирования систем видеоиаблюдения
165
писей о том, что тревожная ситуация имела место). Важность за-
дачи обнаружения усугубляется стремлением оператора как можно
раньше распознать тревожную ситуацию с тем, чтобы успеть при-
нять ответные действия. Приоритет скорости реакции оператора
создает возможный дефицит необходимой для принятия правиль-
ного решения информации. Вызванное этим некоторое количество
ложных тревог вполне приемлемо, поскольку гораздо хуже пропус-
тить реальную тревогу, чем лишний раз ошибиться.
Второй задачей СВН является идентификация объектов (лю-
дей, автомобилей и пр.) Идентификация наиболее важна при ана-
лизе видеозаписей, т. е. при расследовании происшествий. Для вы-
полнения идентификации требуется значительно больший по срав-
нению с обнаружением объем визуальной информации, и здесь на
первое место выходит достоверность, а скорость реакции оператора
уходит па второй план.
К сожалению, технические средства, используемые в СВН, обес-
печивают совершенно противоположную картину выработки инфор-
мации, а именно:
• при видеонаблюдении, когда в первую очередь важно обнару-
жение объектов, а идентификация уходит на второй план, СВН,
как правило, обеспечивают максимальную информативность
(потери информации минимальны);
• при выполнении видеозаписи, когда для идентификации объек-
тов требуется больший объем информации, реализуется мень-
шая по сравнению с видеинаблюдснием информативность (по-
тери информации больше).
Снижение информативности видеозаписей происходит как за
счет их дискретизации (значительное время коммутации при испо-
льзовании мультиплексирования и/или режима прерывистой запи-
си), так и за счет потерь разрешающей способности в процессе ви-
деозаписи (использование компрессии в цифровых системах).
Промежуточное положение между обнаружением и идентифи-
кацией занимает функция узнавания, которая в случае положите-
льного результата может выключать режим тревоги при обнару-
жении, снижая уровень ложных тревог. Достоверность узнавания
ниже достоверности идентификации.
Результирующая разрешающая способность СВН определяет
максимально допустимое расстояние от видеокамеры до объекта на-
блюдения (минимальное количестве пикселов, которое должно при-
ходиться на изображение, например, лица человека или государст-
венного номера автомашины). Если разрешающая способность СВН
166
Раздел 5
определяет расстояние дс дальней зоны, то скорость обноьления ин-
формации определяет длину ближней зоны.
Однако надо понимать, что ни одна СВН не может одновремен-
но обеспечить видеонаблюдение с помощью неограниченного числа
видеокамер или видеозапись их сигналов в режиме реального време-
ни при максимальной разрешающей способности- всегда приходится
идти на компромисс — выбирать между более значимыми и менее
значимыми для данттой задачи параметрами. Причина сказанттого
заключается в классическом противоречии мсж;<у объемом переда-
ваемой информации и пропускной способностью канала связи
С другой стороны, не следует абсолютизировать ни скорость об-
новления видеоинформации, ни ее разрешающую способность — эти
параметры должны рассматриваться применительно к конкретным
задачам. Можно сказать, что при неграмотном использовании са-
мых лучших видеокамер с самой высокой разрешающей способнос-
тью можно не получить требуемый результат. С другой стороны,
при грамотном подходе может оказаться достаточным использова-
ние и сравнительно недорогих видеокамер со стандартной разреша-
ющей способностью.
Таким образом, необходимо отдавать отчет, что повышение раз-
решающей способности СВН само по себе, конечно, благо, однако
при любой, сколь угодно высокой разрешающей способности всегда
может быть названа задача, для решения которой имеющейся раз-
решающей способности окажется недостаточно. Возможно, что для
реализации подобного проекта потребуется разбиение видеосистемы
на подсистемы, увеличение числа видеокамер и т.п., т. е. использо-
вание каких-то компромиссных решений.
При проектировании СВН выбор количества видеокамер, мест
их расположения на охраняемой территории, а также используемых
объективов должен гарантировать попадание в зоны наблюдения на
вполне определенное время (нс менее необходимого) любого объекта
при любой траектории его движения
В этом случае требования к устройству обработки видеосигна-
лов (коммутация, скорость оцифровки и передачи в цифровой фор-
ме), а также к устройству видеозаписи будут определяться следу-
ющими параметрами:
• минимально допустимым временем отображения контролируе-
мого объекта каждой видеокамерой (минимальное количество
записанных видеополей);
• максимально допустимым расстоянием от видеокамеры до объ-
екта (результирующая разрешающая способность всей систе-
Основы проектирования систем видеоцаблюдения
167
мы, иначе говоря, минимальное количество ТВЛ или пикселов,
которое должно приходиться на изображение контролируемо-
го объекта, например, на лицо человека или на номер автома-
шины).
5.2. Особенности выбора и расположения
компонентов систем видеонаблюдения
Итак, как уже было сказано выше, проектирование СВН начи-
нается с четкой формулировки конкретной задачи, которая в первую
очередь должна содержать описание того, что должен видеть опе-
ратор для адекватной оценки ситуации. Затем следует выбор прос-
транственных областей объекта, затем — наиболее информативных
вариантов представления визуальной информации оператору, пос-
ле чего осуществляется выбор приборов, обеспечивающих решение
данной задачи, и способы их компоновки и соединений. В итоге
проектирование СВН состоит из нескольких этапов:
1) определение параметров видеокамер, их количества, мест
размещения и ориентации в пространстве, а также выбор их объ-
ективов;
2) определение количества постов охраны, получающих визуа-
льную информацию об обстановке на объекте в соответствии с их
полномочиями и приоритетами;
3) выбор состава оборудования для постов охраны, способного
в результате его конфигурирования решать задачи, определяемые
концепцией безопасности объекта;
4) решение задач передачи сигналов от видеокамер на посты
охраны,
5) выбор вспомогательного оборудования.
Достаточно серьезными являются задачи оптимизации распо-
ложения видеокамер и выбора их объективов. Как правило, эти
задачи выполняются эвристически и не имеют однозначных реше-
ний, поскольку не существует однозначных оценок эффективности
расположения видеокамер, выбора углов обзора объективов.
Ь общем виде проектирование СВН осуществляется следую-
щим образом. Охраняемое пространство разбивается на зоны об-
зора, формируемые каждой из видеокамер. При дальнейшем рас-
смотрении зоной обзора видеокамеры будем называть пространст-
во ьнутри четырехугольной пирамиды, основанием которой (плос-
костью наблюдения) является прямоугольник А В CD с отношением
сторон 4:3. В вершине этой пирамиды расположена видеокамера
VC1 (рис. 5.1).
168
Раздел 5
Рис. 5.1. Пространственная модель
зоны обзора
Рис. 5.2. Зона обзора в горизонталь-
ной плоскости
Если выполнить сечение данной пирамиды горизонтальной
плоскостью по оптической оси, которая проецируется на середину
основания, то полученный равнобедренный треугольник FOE будет
соответствовать зоне обзора видеокамеры в горизонтальной плос-
кости (рис. 5.2).
Получение изображения на матрице видеокамеры VC1 иллюс-
трируется рис. 5.3.
Из очевидных геометрических соотношений можно получить
следующие выражения:
/ _ А _ + f _ h
l~H' 2f g2’ 2tg(ctH/2)’
где f — фокусное расстояние объектива, h — ширина матрицы; Н —
горизонтальное поле зрения (EF)', I— расстояние от центра объек-
тива до плоскости наблюдения (OOi); ац— угол обзора в горизон-
тальной плоскости.
В дальнейшем будет показано, что реальная зона обзора видео-
камеры в горизонтальной плоскости представляет собой не треуго-
льник, а трапецию, основания которой определяют так называемые
ближнюю и дальнюю зоны (рис. 5.4).
Рис. 5.3. Получение изображения на матрице
Основы проектирования систем видеонаблюдения
169
Рис. 5.4. Ближвяя и дальняя зона
сектора наблюдения видеокамеры
Рис. 5.5. Зона обзора в вертикаль-
ной плоскости
При проектировании СВН необходимо учитывать, что ближняя
зона определяется пространством, находящимся в непосредственной
близости от видеокамеры, где видеонаблюдение и видеорегистрация
неэффективны, а д альняя зона соответствует максимально возмож-
ному удалению плоскости наблюдения от видеокамеры. Другими
словами, дальней зоной можно назвать зону сектора наблюдения, за
границей которой количество ТВЛ, приходящихся на изображение
контролируемых объектов, уменьшается настолько, что при сущес-
твующем комплекте видеооборудования задачи обнаружения (иден-
тификации) уже не могут быть реализованы.
Если выполнить сечение указанной пирамиды вертикальной
плоскостью по оси 001, то полученный равнобедренный треуголь-
ник. HOG будет соответствовать зоне обзора в вертикальной плос-
кости (рис. 5.5).
По аналогии с ранее полученными выражениями для зоны обзо-
ра в вертикальной плоскости справедливы следующие соотношения:
/ _ v -с av
I ~ V’ 2/ “ g 2 ’
где v — высота матрицы, V — вертикальное поле зрения (СЯ); пу —
угол обзора в вертикальной плоскости.
Движение объекта в зоне наблюдения в общем случае может
иметь любую траекторию. Однако для простоты рассуждений при-
мем, что объект совершает прямолинейное равномерное движение (с
достаточной для последующих рассуждений точностью при произ-
вольной траектории движения может быть использована ее кусочно-
линейная аппроксимация) Вектор скорости движения объекта мож-
но разложить на радиальную и тангенциальную составляющие от-
носительно места установки видеокамеры (рис. 5.6).
Тангенциальная составляющая Vt определяет время пересече-
ния сектора наблюдения, а значит при заданном угле обзора длину
170
Раздел 5
Рис. 5.6. Прямолинейное равно-
мерное движение объекта в сек-
торе наблюдения видеокамеры
условно мертвой зоны. Под этой
зоной будем понимать ту часть
сектора обзора видеокамеры по
горизонтали, в пределах которой
объекты набл±одения (люди, ав-
томобили и т.п.), пересекающие
его с достаточно высокой скорос-
тью, могут быть не обнаружены
оператором или пе зафиксированы регистрирующим устройством.
При уменьшении угла обзора длина условно мертвой зоны возрас-
тает, т. е. эффективность видеонаблюдения падает.
Рассмотрим варианты оценки длины условно мертвой зоны, зна-
чение которой необходимо знать не только при выборе объективов
и размещении видеокамер, но и при определении скорости обнов-
ления информации видеосистемы. Радиальная составляющая в
зависимости от направления движения (к видеокамере или от нее)
может оказывать различное влияние на процесс получения видео-
изображения.
При движении к видеокамере объект может оказаться:
• в пределах условно мертвой зоны (части сектора обзора по го-
ризонтали, которая оказывается невидимой для некоторых дви-
жущихся объектов);
• в пределах мертвой зоны под видеокамерой (части сектора об-
зора по вертикали, где видеонаблюдение невозможно),
• вне пределов глубины резкости объектива.
При движении от видеокамеры объект может оказаться:
• вне пределов опознавания и обнаружения;
• вне пределов глубины резкости объектива.
Для конкретности расчетов при проектировании СВН следует
располагать возможными значениями скоростей перемещения конт-
ролируемых объектов, например, максимальная скорость движения
человека по открытой местности (быстрый бег) может быть при-
нята равной 36 км/ч (10 м/с), скорость движения автомобиля по
закрытой территории объекта может быть принята равной 60 км/ч
(16,7 м/с), а при движении по трассе она может быть существенно
выше, например равной 120 км/ч (33,3 м/с).
Очевидно, что при проектировании СВН может оказаться, что
ее быстродействия недостаточно для получения гарантированного
количества полей видеосигнала, содержащих информацию о дви-
жущемся в секторе наблюдения видеокамеры контролируемом объ-
екте. В этом случае для замедления продвижения объектов мо-
Основы проектирования систем видеонаблюдения
171
гут использоваться специальные технические решения. Примерами
удачных решений, гарантирующих наблюдение и видеорегистрацию
посетителей и исключающих влияние скорости перемещения кон-
тролируемого объекта, могут быть следующие реализации: разме-
щение видеокамеры за турникетом е проходной или использование
видеоглазка на входной двери в комбинации с видеорегистратором,
включаемым на запись при каждом нажатии кнопки звонка.
Для однозначной оценки и выбора параметров СВН следует опе-
рировать стандартными геометрическими размерами человека или
автомобиля. Б частности, длина зоны обзора видеокамеры опре-
деляется минимальными размерами контролируемых объектов на
границе зоны обзора. В этом плане представляет интерес знание
размеров подобных объектов.
Например, согласно рекомендациям МВД Великобритании ко-
торые в дальнейшем нашли распространение во многих руководст-
вах, в качестве среднего роста человека для расчетов принимается
160 см. Согласно ГОСТ Р 51558-2008 в качестве стандартной цели
называется человек массой 50... 70 кг, ростом 165.. 180 см, одетый
в белый хлопчатобумажный халат. С одной стороны, идя «на дело»,
злоумышленники не так часто надевают белые хлопчатобумажные
халаты, да и СЕН пока не в силах обнаруживать злоумышленников
но их массе (весу). С другой стороны, стандарты надо выполнять,
так что в дальнейших расчетах будем учитывать указанный рост
человека.
Отметим, однако, что размер человека по вертикали при жела-
нии можно уменьшить (если человек присядет пли поползет), поэ-
тому в ряде случаев при проектировании СВН в качестве параметра
человека, как цели, будем использовать его размер по горизонтали
(как более стабильный), который примем равным 0,5 м.
Габаритные размеры автомобилей могут быть взяты из соответ-
ствующих каталогов, а длина принятого в России государственного
регистрационного знака автомобилей составляет 0,5 м.
Существуют различные рекомендации относительно размеров
контролируемых объектов на экране видеомонитора. То же МВД
Великобритании, например, рекомендует исходить из следующих
положений (рис. 5.7) — изображение на экране видеомонитора дол-
жно составлять (в процентах от высоты экрана):
• для обнаружения человека — не менее 10 %,
• для опознавания знакомого человека — не менее 50 %;
• для идентификации человека — не менее 120 %;
172
Раздел 5
Рис. 5.7. Рекомендуемые размеры изображений на экране видеомонитора
• для идентификации автомобиля — не менее 50 %
Немаловажное значение при проектировании имеет фокусное
расстояние объектива, которое может быть получено теоретически-
ми или практическими методами. К первым из них относятся: ана-
литический, графический и табличный методы.
При аналитическом методе фокусное расстояние может быть
получено деояко:
• из расстояния до объекта и ширины либо высоты поля зрения;
• из угла обзора в горизонтальной либо вертикальной плоскости.
В первом случае фокусное расстояние вычисляется по форму-
лам:
где f — фокусное расстояние объектива, мм; I — расстояние до объ-
екта наблюдения, м; h — ширина матрицы, мм; v — высота мат-
рицы, мм; Н — горизонтальное поле зрения, м; V — вертикальное
поле зрения, м.
Размеры матриц приведены в табл. 5.1.
Во втором случае фокусное расстояние вычисляется по фор-
мулам:
h h
2tg(a#/2)’ ’ 2tg(ay/2)’
Основы проектирования систем видеонаблюдения
173
где ар — угол обзора в горизонтальной плоскости; ау — угол об-
зора в вертикальной плоскости. Эти углы могут быть получены
путем соответствующих построений на архитектурно-строительном
чертеже объекта (с помощью транспортира), а в электронном виде
с чертежами удобно работать, используя программу AutoCAD.
В графическом методе используются графики или номограммы,
построенные на основе приведенных выше соотношений (рис. 5.8).
В табличном методе указаны значения, вычисленные по форму-
лам и представленные в виде таблиц. Полезно также использовать
таблицы значений угл.ов обзора для конкретных фокусных расстоя-
ний объективов. По полученным из таблиц фокусным расстояниям
выбирают объективы с равным или ближайшим меньшим значени-
ем фокусного расстояния.
Практическими методами определения фокусного расстояния
объектива являются:
• использование специального оптико-механического видоискате-
ля (искомое фокусное расстояние считывается с нониусной шка-
лы прибора);
• использование переносного сервисного видеомонитора (с акку-
мулятором;, видеокамеры и набора объективов.
Нельзя не отмстить, что использование специального сервисно-
го видеомонитора (плоского с креплением на ремне, благодаря чему
руки монтажника остаются свободными) обеспечивает удобство юс-
тировки видеокамер на объекте (в частности, при работе на высоте).
Кроме того, демонстрация заказчику прямо на объекте реального
изображения, которое впоследствии будет видно на мониторе пульта
охраны, позволяет точнее выбрать места расположения видеокамер
и способствует повышению престижа проектировщика.
174
Раздел 5
Соотношения, которые используются для определения фокус-
ного расстояния объектива, верны для случая, когда видеокамера
расположена па оси, перпендикулярной середине плоскости наблю-
дения. В практических же инсталляциях вершина рассматриваемой
пирамиды, которая соответствует зоне обзора, крайне редко проеци-
руется на середину ее основания (плоскость наблюдения). Поэтому
реальные зоны обзора в горизонтальной и вертикальной плоскостях,
как правило, не являются равнобедренными треугольниками.
Кроме сравнительно редких случаев, когда видоокамера нахо-
дится на уровне контролируемого объекта (например, в наружных
панелях видеопереговорных устройств), она устанавливается гораз-
до выше вертикального поля зрения. Это диктуется следующими
причинами
• необходимостью получения оптимального отображения обста-
новки в контролируемой зоне;
• желанием исключить перекрытие зоны обзора мешающими
предметами (например, кустами, забором или дверью при ее
открывании);
• стремлением защитить видеокамеру от похищения или повреж-
дения.
Чем выше устанавливается видеокамера и чем меньше рассто-
яние до объекта (чем более птирокоугольпый нужен объектив), тем
меньше будет реально требуемый угол обзора по вертикали. Таким
образом, чем выше устанавливается видеокамера, тем более узкими
должны быть углы обзора как по горизонтали, так и по вертика-
ли (для сохранения тех же размеров поля обзора) и тем большим
должно быть фокусное расстояние объектива.
Порядок определения фокусного расстояния объектива может
быть следующим:
• по архитектурно-строительному чертежу, плану местности или
при обследовании объекта определяется оптимальный угол об-
зора объектива;
• для этого угла находится фокусное расстояние объектива;
• уточняется высота установки видеокамеры.
Следует отметить, что достаточно высокое размещение видео-
камеры имеет как преимущества, так и недостатки. Назовем пре-
имущества:
• видеокамера в меньшей степени досягаема злоумышленникам
для повреждения или похищения видеокамеры;
• меныпе вероятность попадания прямых солнечных лучей в объ-
ектив видеокамеры;
Основы проектирования систем видеонаблюдения
175
Рис. 5.9. Факторы, влияющие на образованна ближней и дальней зон
• имеется возможность контроля большой площади охраняемой
территории (например, присутствия автомобилей на штатных
местах автостоянки, когда не требуется контроль их номеров);
• не перекрываются автомобильные номера другими транспорт-
ными средствами, следующими в потоке.
Назовем теперь недостатки:
• ракурс не позволяет четко идентифицировать лица людей (по-
простому говоря, видны только макушки голов);
• сложно организовать распознавание автомобильных номеров
(они искажаются), так как угол наклона видеокамеры относи-
тельно плоскости дороги должен в этом случае составлять не
более 20...30°.
Дальняя зона видеокамеры, в пределах которой видеонаблю-
дение оказывается неэффективным, определяется обнаружением и
идентификацией, а неэффективность ближней зоны определяется
следующими составляющими (рис. 5.9): параметром МОЮ объекти-
ва, глубиной резкости, мертвой зоной под видеокамерой и условно
мертвой зоной.
Весьма важным вопросом
при проектировании СВН являет-
ся учет мертвой зоны под видео-
камерой, установленной на высо-
те п в точке В и имеющей угол
обзора в вертикальной плоскости
а (рис 5.10)
Чтобы определить длину мер-
твой зоны гп, следует рассмотре-
ть треугольник ABD, в котором
необходимо опустить перпендику-
ляр EF на основание AD Перпен-
Рис. 5.10. Определение мер-
твой зоны под видеокамерой
дикуляр EF длиной р может служить в качестве образца роста че-
ловека (естественно, если мы оцениваем длину мертвой зоны ЛРна
176
Раздел 5
предмет обнаружения человека). Иначе говоря, окажись человек
высотой р правее точки F, он попадет на экран видеомонитора. Из
подобных треугольников ABD и FED следует
ВА AD
EF FD"
откуда
AF = AD - FD = AD
EF х AD
ВА
, BA-EF
= AD-----
ВА
Окончательно для длины мертвой зоны получаем т. = 1(п —
— р)/п. Из этого выражения следует, что если рост человека р
стремится к нулю (злоумышленник ползет), то длина мертвой зоны
максимальна и составляет in = I (человек не будет виден на всем
расстоянии до плоскости наблюдения). Наоборот, если высота уста-
новки видеокамеры р равна росту человека р, то человек сразу же
попадает в поле зрения видеокамеры (т — 0).
Чтобы оценить промежуточные значения длины мертвой зоны,
следует задаться ростом человека, который для наихудшего вари-
анта примем равным р = 1,65 м. 13 этом случае, если, например,
видеокамера установлена на высоте 3 м, длина мертвой зоны сос-
тавляет т = 1(3 — 1,65)/3 = 0,45/.
Иначе говоря, при расстоянии до объекта I = 6 м длина мертвой
зоны составляет т — 2,7 м, при I — 16 м длина мертвой зоны т —
= 7,2 м. Как видим, полученные значения достаточно значительны,
чтобы ими пренебрегать.
В табл. 5.2 приведены значения длины мертвой зоны т для раз-
личных значений высоты установки видеокамеры п в зависимости
от расстояния до плоскости наблюдения I.
Длина мертвой зоны под видеокамерой т
Таблица 5.2
п, и 1, м
5 10 15 20 25 30 40 50 100
2,5 1,7 3,4 5,1 6,8 8,5 10,2 13,6 17,0 34,0
3 2,3 4,5 6,8 9,0 и,з 13,5 18,0 22,5 45,0
4 3,0 5,9 8,9 11,8 14,8 17,7 23,6 29,5 59,0
5 3,4 6,7 Ю,1 13,4 16,8 20,1 26,8 33,5 67,0
6 3,7 7,3 11,0 14,6 18,3 21,9 29,2 36,5 73,0
7 3,8 7,6 11,4 15,2 19,0 22,8 30,4 38,0 76,0
8 4,0 7,9 11,9 15,8 19,8 23,7 31,6 39,5 79,0
9 4,1 8,2 12,3 16,4 20,5 24,6 32,8 41,0 82,0
10 4,2 8,4 12,6 16,8 21,0 25,2 33,6 42,0 84,0
Основы проектирования систем видеопаблюденая
177
В реальных условиях СВН необходимо обнаруживать (и регис-
трировать) движущиеся объекты, которые, как правило, лишь на
время попадают в поле зрения видеокамеры. Очевидно, что при
определенных соотношениях угла обзора, высоты установки видео-
камеры, а также скорости и траектории движения объекта задача
обнаружения таких объектов может оказаться сложной, а порой не-
выполнимой
Практический интерес представляет определение не только мер-
твой зоны под видеокамерой с углом обзора а, но и нахождение ра-
диальной длины г (по отношению к видеокамере, которая установ-
лена на высоте п) на плоскости (земная поверхность, пол, настил и
пр.), в пределах которой движущийся человек может быть гаранти-
ровано обнаружен видеокамерой.
Рассмотрим случай, когда
на расстоянии I от видеокаме-
ры (в положении EF) в ее по-
ле зрения целиком попадает че-
ловек, рост которого равен р
(рис 5.11).
Левее положения CD чело-
век будет невидим видеокаме-
рой, поскольку он окажется в
мертвой зоне под ней. Правее
положения GH человек оказы-
вается вне угла обзора видеока-
Рис. 5.11. Отображение стоящего че-
ловека
меры. Определим расстояние г, в пределах которого человек, пере-
мещаясь от положения CD до положения GH. будет находиться в
ноле зрения видеокамеры (сначала появится голова, потом весь че-
ловек целиком, потом только ноги; при обратном направлении дви-
жения, т. е. к видеокамере, порядок отображения человека на экране
монитора, разумеется, изменится на обратный).
Когда видеокамера находится на высоте, превышающей высо-
ту плоскости наблюдения, зона наблюдения ограничивается земной
поверхностью (полом, настилом и т. п.) и простирается за плоскость
наблюдения р на расстояние q. Это расстояние можно вычислить
из пропорции:
I п — р
Q Р
откуда
Р
п — р
q = I
178
Раздел 5
Таблица 5.3
Радиальная длина зоны обнаружения г
п} м /, м
5 10 15 20 25 30 40 50 100
2,5 13,0 26,0 39,0 52,0 65,0 78,0 104,0 130,0 260.0
3 8,9 17,7 26,6 35,4 44,3 53,1 70,8 88,5 177,0
4 5,6 И,1 16,7 22,2 27,8 33,3 44,4 55,5 111,0
5 4,1 8,2 12,3 16,4 20,5 24,6 32,8 41,0 82,0
6 3,3 6,5 9,8 13,0 16,3 19,5 26,0 32,5 65,0
7 2,8 5,5 8,3 и,о 13,8 16,5 22,0 27,5 55,0
8 2,4 4,7 7,1 9,4 11,8 14,1 18,8 23,5 47,0
9 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 16,0 20,0 40,0
10 1,8 3,6 5,4 7,2 9,0 10,8 14,4 18,0 36,0
Когда объектив видеокамеры имеет максимально допустимое
фокусное расстояние, обеспечивающее наблюдение человека в пол-
ный рост на расстоянии I от видеокамеры, т. е. когда р = 1,65 м, при
движении человека в пределах длины г в поле зрения видеокамеры
будет гарантированно попадать часть его изображения, что может
оказаться достаточным для его обнаружения. С учетом скорости
перемещения человека к видеокамере или в противоположном нап-
равлении может быть рассчитано время, необходимое для реакции
на его появление (в случае необходимости может быть использован
более широкоугольный объектив).
Значения длины мертвой зоны т могут быть взяты из табл. 5.2.
Рассчитанные по формуле
, , ( 1,65 А
г — I — m + q -1 (I--------— т
\ п — 1.65/
значения длины зоны обнаружения г сведены в табл. 5.3.
Исходя из принятой максимальной скорости перемещения че-
ловека 10 м/с и радиальной длины обнаружения, можно рассчитать
время нахождения его в поле зрения видеокамеры. Если окажется,
что скорости реакции оператора или приборов обработки видеосиг-
налов при этом недостаточно для гарантированного обнаружения
или регистрации человека, бегущего со скоростью vr, необходимо
увеличить угол обзора видеокамеры до значения ар (рис. 5.12).
В этом слу чае человек будет обнаруживаться на всем интервале
положений от D С рр Л, а отображение человека в полный рост на
экране видеомонитора будет при нахождении его при всех положе-
ниях от FE до HG (т. е. в пределах длины AZ).
В условиях реального использования СВН, кроме рассмотрен-
ной мертвой зоны под видеокамерой, часть сектора обзора по гори-
Основы проектирования систем видеоцаблюдения
179
Рис. 5.12. Отображение движущегося
человека
Рис. 5.13. Определение условно
мертвой зоны
зонтали в ближней зоне оказывается непригодной для использова-
ния. Поэтому по аналогии с мертвой зоной под видеокамерой выше
уже было введено понятие «условно мертвой зоны», понимая под
ним ту часть сектора обзора по горизонтали, которая оказывается
невидимой для некоторых движущихся объектов
Рассмотрим треугольник EOD (рис. 5.13), который представ-
ляет собой сектор наблюдения видеокамеры но горизонтали с углом
обзора ад.
Наиболее коротким путем пересечения сектора наблюдения яв-
ляется отрезок АС длиной з, параллельный плоскости наблюдения
на расстоянии и от места установки видеокамеры Из треуго-
льника ВОА следует
АВ ад
ОВ=^ ‘2 ''
откуда
сто АВ АС
tg(a-_H/2) 2tg(a#/2)
Окончательно для длины и условно мертвой зоны получаем
s
2tg(ttH/2)
Очевидно, что при широкоугольном объективе видеокамеры
длина пути пересечения s будет больше и вероятность обнаруже-
ния и регистрации движущегося объекта будет выше, чем при испо-
льзовании телеобъектива (в случае использования длинно фокусно-
го объектива злоумышленнику легче пересечь сектор наблюдения,
оказавшись незамеченным). При уменьшении угла обзора длина ус-
ловно мертвой зоны возрастает.
180
Раздел 5
Длина пути s пересечения сектора наблюдения объектом равна
произведению скорости движения этого объекта vt на время пересе-
чения t: в = vti. Как уже указывалось- максимальная скорость дви-
жения человека по открытой местности может быть принята равной
10 м/с, а скорость движения автомобиля по закрытой территории
объекта может быть принята равной 16,7 м/с. Время t зависит от то-
го, какая цель стоит перед СВН обнаружение движущегося объекта
оператором или регистрация происшествия с помощью цифрового
видеорегистратора или компьютерной СВН.
Нередко при проектировании СВН приходится делать выбор
между использованием статически расположенных видеокамер и ви-
деокамер, установленных на поворотных устройствах. Кроме рас-
стояния до контролируемого объекта, скорости и траектории его
движения, на эффективность использования поворотного устройс-
тва будет влиять указанная в его паспорте максимальная угловая
скорость. У скоростных видеокамер это значение может достигать
420 град/с, что позволяет использовать их для контроля быстро из-
меняющейся ситуации. В случае использования традиционных по-
воротных устройств со скоростью поворота в горизонтальной плос-
кости примерно 6 град/с важно определить, на каком расстоянии до
движущегося объекта реально «вести» цель.
В качестве примера рассмотрим
вариант установки видеокамеры на
подобном поворотном устройстве в
точке В на расстоянии BD от кон-
тролируемого участка дороги А С
(рис. 5.14).
Пусть требуется обеспечить кон-
троль по экрану видеомонитора воз-
можного перемещения человека от
точки А до точки С, причем угол
АВС равен 90° В этом случае для
перехода поворотного устройства из
одного крайнего положения в другое
требуется время
Рис. 5.14. Слежение за бе-
гущим человеком с помо-
щью поворотного устройства
90°
6°/1 с
= 15 с.
За это время бегущий по дороге человек пробежит расстояние, рав-
ное
АС = (10 м/с) 15 с = 150 м.
Основы проектирования систем видеонаблюдения
181
Таблица 5 4
Длина условно мертвой зоны при обнаружении бегущего человека
при использовании параллельных каналов
ан град 10 20 30 40 50 60 70 80 90
и, м 114 57 37 27 21 17 14 12 10
Чтобы не потерять на экране видеомонитора движущийся объ-
ект (без учета неравномерности движения), расстояние от поворот-
ного устройства до дороги должно быть не менее
ЛС
BD =-----= 75 м.
2
Полученное значение расстояния требует использования длин-
нофокусных объективов, а в целом подобное техническое решение
нельзя признать эффективным. В отношении объектов, движущих-
ся с большей скоростью (например, автомобилей), этот вывод будет
еще более справедливым
Скорость реакции человека на изменение визуальной инфор-
мации составляет около 0,1 с, однако для выработки достоверно-
го суждения о появлении в зоне наблюдения движущегося объекта
оператору едва ли будет достаточно времени, меньшего 2 с, которое
можно определить как время реагирования tp.
Если видеонаблюдение осуществляется с помощью нескольких
видеокамер, то реализация задачи может быть выполнена различ-
ными техническими решениями:
• параллельными каналами (1 видеокамера — 1 видеомонитор);
• видеокоммутатором;
• видеомультиплексором.
При использовании параллельных каналов (при условии, что
их число не превышает 7) время пересечения сектора обзора равно
времени реагирования охранника / =/.,, = 2 с, длина пути пересе-
чения сектора наблюдения s = vtt = 10-2 = 20 м, а длина условно
мертвой зоны (в метрах)
20 10
и —----------—----------
2tg(a#/2) tg(aH/2)'
Значения длины условно мертвой зоны в зависимости от угла
обзора в горизонтальной плоскости при использовании параллельн-
ых каналов представлены в табл. 5.4 и на рис. 5.15.
Из рис. 5 15 следует, что для всех значений расстояний до видео-
камеры под графиком функции u человек, пересекающий
зону наблюдэния, может оказаться незамеченным.
182
Раздел 5
Рис. 5.15. Длина условно мерт-
вой зоны при обнаружении бегу-
щего человека в случае исполь-
зования параллельных каналов
Рис. 5.16. Длина условно мер-
твой зоны при обнаружении бе-
гущего человека в случае испо-
льзования видеокоммутатора
Таблица 5.5
Длина условно мертвой зоны при обнаружении бегущего человека
с помощью видеокоммутатора
«я, град 10 20 30 40 50 60 70 80 90
и, м 972 482 317 234 182 147 121 101 85
В случае использования видеокоммутатора должно учитывать-
ся неконтролируемое время 1пк = /н(п — 1), где /„ — время наблюде-
ния но каждой видеокамере (в предположении, что оно одинаковое
по всем видеовходам), п — количество коммутируемых видеокамер,
а время пересечения сектора обзора t tp I tHK.
Для конкретности примем время наблюдения tH равным 5 с,
а количество видеокамер равным 4 При этом неконтролируемое
время tHK равно 15 с, а время пересечения сектора обзора t равно
17 с. В этом случае длина пути пересечения сектора наблюдения
s = vtt — 10 • 17 = 170 м, а длина условно мертвой зоны (в метрах)
170 85
7Z — -------- — --------.
2tg(an/2) tg(an/2)
Значения длины условно мертвой зоны в зависимости от угла
обзора в горизонтальной плоскости в случае использования видео-
коммутатора представлены в табл. 5.5 и на рис. 5.16.
В случае использования видеомультиплексора должно учиты-
ваться неконтролируемое время гнк = £к(п — 1), где tK — время ком-
мутации каналов (в предположении, что оно одинаковое для всех ка-
налов, а сами каналы в мультиплексированной последовательности
переключаются без повторов и пропусков); п — количество каналов.
Сказанное соотношение будет справедливо только в том случае,
если в видеомультиплексоре используется параллельная обработка
Основы проектирования систем видеонаблюдения
183
Таблица 5.6
Длина условно мертвой зоны при обнаружении бегущего человека
с помощью видеомультиплексора
ан град 10 20 30 40 50 60 70 80 90
U, м 149 74 49 36 28 23 19 15 13
Рис. 5.17. Длина условно мер-
твой зоны при обнаружении бе-
гущего человека в случае испо-
Рис. 5.18. Длина условно мерт-
вой зоны при обнаружении движу-
щегося автомобиля в случае испо-
льзования видеомультиплексора
льзования параллельных каналов
видеосигналов (PVP). В противном случае полученное значение
следует умножить на 2 или на 3 (в зависимости от того, сколько
видеополей составляет задержка на ожидание по каждому видеока-
налу до момента переключения на следующий видеоканал).
Поскольку большинство видеомультиплексоров используют в
работе только одно видеополе, будем считать, что tK — 20 мс. Если
для конкретности принять количество каналов видеомультиплексо-
ра равным 16, а время ожидания, соответствующее двум видеопо-
лям, то неконтролируемое время tJIK = tK(n — 1) = 2 • 20 • 15 = 0,6 с.
Время пересечения сектора обзора I = 2 + 0,6 = 2,6 с, длина пути
пересечения сектора наблюдения s = 10-2,6 = 26 м, а длина условно
мертвой зоны (в метрах)
_ 26 _ 13
2tg(aH/2) tg(aH/2)'
Значения длины условно мертвой зоны в зависимости от угла
обзора в горизонтальной плоскости в случае использования видео-
мультиплексора представлены в табл. 5.6 и на рис. 5.17.
Рассмотрим теперь варианты методов обнаружения автомоби-
ля, движущегося со скоростью 33,3 м/с
При использовании параллельных каналов длина пути пересе-
чения сектора наблюдения s = vt = 33,3-2 = 66,6 м, а длина условно
184
Раздел 5
Таблица 5.7
Длина условно мертвой зоны при обнаружении движущегося автомобиля
в случае использования параллельных каналов
«я, град 10 20 30 40 50 60 70 80 90
U, м 381 189 124 91 71 58 48 40 33
Таблица 5.8
Длина условно мертвой зоны при обнаружении движущегося автомобиля
в случае использования видео мультиплексора
а н, град 10 20 30 40 50 60 70 80 90
и, м 495 246 162 119 93 75 62 52 43
мертвой зоны (в метрах)
66,6 33.3
It — --------- — --------.
2tg(o!ff/2) tg(aff/2)
Значения длины условно мертвой зоны в зависимости от угла
обзора в горизонтальной плоскости при использовании параллельн-
ых каналов представлены в табл. 5.7 и на рис. 5.18.
Из рис. 5.18 следует, что для всех значений расстояний до ви-
деокамеры под графиком функции и автомобиль, пересе-
кающий зону наблюдения, может оказаться незамеченным.
При использовании видеомультиплексора длина пути пересече-
ния сектора наблюдения $ = 33,3 2,6 = 86,6 м, а длина условно
мертвой зоны (в метрах)
86,6 43,3
и ------------ ----------.
2tg(«n/2) tg(a#/2)
Значения длины условно мертвой зоны в зависимости от угла
обзора в горизонтальной плоскости при использовании видеомуль-
типлексора представлены в табл 5.8 и на рис. 5 19.
Использование видеокоммутатора для решения данной задачи
вообще не рассматривается ввиду его бесперспективности.
Рассмотрим теперь варианты методов видеорегистрации движу-
щихся объектов и начнем с видеорегистрапии бегущего человека при
использовании видеомультиплексора.
При его использовании (для конкретности, имеющего 16 видеов-
ходов) неконтролируемое время равно времени пересечения сектора
обзора видеокамеры и, как показано выше, равно 0,6 с.
Ниже представлены результаты вычислений, выполненных ана-
логично ранее рассмотренным, для обнаружения движущихся объ-
ектов. Для бегущего человека длина пути пересечения сектора на-
Основы проектирования систем видеонаблюдения
185
Рис. 5.20. Длина условно мерт-
вой зоны при видеорегистрации
бегущего человека в случае испо-
льзования видеомультиплексора
Рис. 5.19. Длина условно мерт-
вой зоны при обнаружении дви-
жущегося автомобиля в случае
использования видеомультиплексора
Таблица 5.9
Длина условно мертвой зоны при видеорегистрации бегущего человека
в случае использования видеомультиплексора
а-Н, град 10 20 30 40 50 60 70 80 90
и, м 34,29 17,01 11,20 8,24 6,43 5,20 4,28 3,58 3,00
блюдения з — 10 0,6 - 6 м, а длина условно мертвой зоны (в метрах)
6 3
и — ---------—----------.
2tg(«H/2) tg(o-^/2)
Значения длины условно мертвой зоны в зависимости от угла
обзора в горизонтальной плоскости при использовании видеомуль-
типлексора представлены в табл. Е.9 и на рис. 5.26.
Из рис. 5.20 следует, что для всех значений расстояния до ви-
деокамеры под графиком функции и = /(ан) видеорегистрация че-
ловека, пересекающего зону наблюдения, может оказаться невыпол-
ненной.
При использовании цифрового видеорегистратора, в зависимос-
ти от модели, скорость видеозаписи может изменяться от 50 изобра-
жепий/с на все 16 каналов до 25 изображений/с по каждому кана-
лу (большинство видеорегистраторов для видеозаписи используют
не полный видеокадр, а лишь одно видеоиоле). Как было показа-
но выше, неконтролируемое время может быть равно 0,3 с в пер-
вом случае и 0,04 с во втором. Однако это справедливо только в
том случае, когда человек начинает пересекать сектор наблюдения
синхронно с началом видеоноля. Реально такое возможно лишь в
частном случае, поэтому для гарантированного попадания бегущего
человека целиком хотя бы в одно поле видеозаписи, указанные зна-
186
Раздел 5
Таблица 5.10
Длина условно мертвой зоны при видеорегистрации бегущего человека
с помощью цифрового видеорегистратора
ан, град 10 20 30 40 50 60 70 80 90
и, м 4,57 2,27 1,49 1,10 0,86 0,69 0,57 0,48 0,40
Рис. 5.21. Длина условно мерт-
вой зоны при видеорегистрации
бегущего человека с помощью
цифрового видеорегистратора
Рис. 5.22. Длина условно мерт-
вой зоны при видеорегистрации
движущегося автомобиля с по-
мощью видеомультиплексора
чения следует удвоить. Поэтому для бегущего человека длина пути
пересечения сектора наблюдения при скорости видеозаписи 50 изоб-
ражений/с окажется равной 6 м и будут справедливы результаты
вычислений, представленные в табл 5.9 и на рис. 5.20.
С учетом сказанного при скорости видеозаписи 25 изображе-
ний/с на канал длина пути пересечения s = 10 0,04 2 = 0,8 м. Дли-
на условно мертвой зоны при скорости записи 25 изображений/с по
каждому каналу (в метрах)
0,8 0,4
71 — --------- = --------.
2tg(aff/2) tg(aff/2)'
Значения длины условно мертвой зоны в зависимости от угла
обзора в горизонтальной плоскости при использовании цифрового
видеорегистратора представлены в табл 5.10 и на рис. 5.21.
Рассмотрим теперь видеорегистрацию движущегося автомоби-
ля при использовании видеомультиплексора.
Для автомобиля длина пути пересечения сектора наблюдения
в — 33,3 0,6 — 20 м, а длина условно мертвой зоны (в метрах)
20 10
и —-----------— ---------.
2tg(aff/2) tg(aH/2)'
Значения длины условно мертвой зоны в зависимости от угла
обзора в горизонтальной плоскости при использовании видеомуль-
типлексора представлены в табл. 5.11 и на рис. 5.22.
Основы проектирования систем видеопабдюдепия
187
Таблица 5 11
Длина условно мертвой зоны при видеорег пстрации движущегося автомобиля
с помощью видеомультиплексора
, град 10 20 30 40 50 60 70 80 90
U, м 114,30 56,71 37,32 27,47 21,45 17,32 14,28 11,92 10,00
Таблица Б. 12
Длина условно мертвой зоны при видеорегистрации движущегося автомобиля
с помощью цифрового видеорегистратора
ад. град 10 20 30 40 50 60 70 80 90
17, М 15,20 7,54 4,96 3,65 2,85 2,30 1,90 1,59 1,33
При регистрации движущего-
ся автомобиля с использованием
видеорегистратора для скорости
записи 25 изображений/с на каж-
дый канал длина пути пересече-
ния сектора наблюдения к = 33,3 х
х 0,04 2 = 2,66, а длина условно
мертвой зоны (в метрах)
2,66 1,33
и =-----------—----------.
2tg(a#/2) tg(aH/2)'
Значения длины условно мер-
твой зоны в зависимости от угла
обзора в горизонтальной нлоскос-
Рис. 5.23. Длина условно мерт-
вой зоны при видеорегистрации
движущегося автомобиля с помо-
щью цифрового видеорегистратора
ти при использовании видеорегистратора представлены в табл. 5.12
и на рис. 5.23.
Из графика следует, что в данном случае при угле обзора, рав-
ном, например, 30°, автомобиль, пересекающий сектор обзора ближе
5 м к видеокамере, может оказаться незарегистрированным
Остановимся теперь на вопросе определения расстояния до гра-
ницы дальней зоны при обнаружении объекта.
Чем дальше от видеокамеры находятся объекты, тем меньше
влияние скорости их перемещения на возможность их обнаружения,
поэтому вне условно мертвой зоны динамические факторы переста-
ют влиять на результат обнаружения. Однако чем дальше от видео-
камеры находятся контролипуемые объекты, тем меньшее количес-
тво ТВЛ приходится на их отображение, и задача обнаружения, а
тем более идентификации таких объектов, существенно усложняет-
ся. Как уже было сказано в определении дальней зоны, — это зона
сектора наблюдения, за границей которой количество ТВЛ, прихо-
188
Раздел 5
дящихся на изображение контролируемых объектов, уменьшается
настолько, что при существующем комплекте видеооборудования за-
дачи обнаружения (идентификации) не могут быть реализованы.
Контрастность изображения и степень компрессии также ока-
зывают значительное влияние на возможность обнаружения. Кроме
того, при использовании СВН для наблюдения за периметром долж-
но учитываться влияние состояния воздушной среды (пыль, осадки,
тепловые потоки и пр ) и вероятностные вариации освещенности по
времени суток для зимы и лета в конкретном регионе. Однако далее
будем рассматривать только влияние разрешающей способности на
расстояние до границы дальней зоны, которое можно определять по
предельному количеству ТВЛ, приходящихся на контролируемый
объект.
Но прежде всего, необходимо получить ответы на следующие
вопросы:
• кто будет принимать решение в задаче обнаружения — человек
или компьютер?
• какое количество ТВЛ является минимальным для принятия
решения об обнаружении?
• какие линейные размеры обнаруживаемого объекта можно ис-
пользовать в качестве типовых?
Рассмотрим возможность обнаружения человека в дальней зоне
с помошью детекторов движения, а также оператором СВН
Большинство детекторов движения, входящих в состав видео-
мультиплексоров или цифровых видеорегистраторов, имеют срав-
нительно небольшое число локальных зон обнаружения, соответс-
твующих размещению их на экране видеомонитора при изображе-
нии контролируемого пространства в узлах сетки 16x16 или 16x12
(справедливости ради надо отметить, что существуют цифровые ви-
деорегистраторы и с гораздо большим числом зон детектирования,
например 4096). Это означает, что при программировании такого
детектора движения на экране видеомонитора но горизонтали раз-
мещается 16 локальных зон обнаружения, а общее количество про-
межутков между ними Ах равно 17 (рис. 5.24).
Для гарантированного срабатывания детектора движения необ-
ходимо, чтобы для всего контролируемого сектора наблюдения изоб-
ражение человека по горизонтали попадало бы, по крайней мере, в
одну зону чувствительности шириной, допустим 0,5 м (в противном
случае человек мог бы перемещаться между узлами «сетки», неза-
меченный дэтектором движения).
Основы проектирования систем видеоиаблюдения
189
Рис. 5.24. Контролируемые зоны де- Рис. 5.25. Обнаружение чело-
текторэ движения века на границе дальней зоны
Таблица 5.13
Расстояние до границы дальней зоны при обнаружении человека
простым детектором движения
Формат матрицы 2/3" 1/2" 1/3" 1/4"
1, м 0,97/ 1,33/ 1,77/ 2,36/
Сказанное означает, что на границе дальней зоны (рис. Б.25) го-
ризонтальное поле зрения X видеокамеры в данном случае должно
быть равно X f\:r,n 0,5 17 8,5 м.
Отсюда можно определить максимальное расстояние до объекта
(до дальней зоны)
I - f 8,5/h,
где h — горизонтальный размер матрицы, мм; f — фокусное рас-
стояние, мм.
Из формулы можно получить расстояние до границы дальней
зоны I для различных форматов матрицы при обнаружении челове-
ка простым детектором движения, которые приведены в табл. 5.13.
Например, для видеокамеры формата 1/3" с объективом с фо-
кусным расстоянием 16 мм расстояние от нее до границы дальней
зоны должно быть не более 28 м, а с фокусным расстоянием 8 мм —
не более 14 м.
При расчете предполагается, что зоны обнаружения ь узлах сет-
ки детектора движения точечные. Если же зоны обнаружения де-
тектора имеют значительную площадь, то расстояния до объекта
могут быть увеличены
Детекторы движения, входящие в состав компьютерных СВН,
обрабатывают не несколько локальных зон обнаружения, а вес изоб-
190
Раздел 5
Таблица 5 14
Расстояние цо границы дальней зоны при обнаружении человека
компьютерным детектором движения
Формат матрицы 2/3" 1/2" 1/3" 1 /4"
Z, м 5,45/ 7,5/ ю/ 13,3/
ражение целиком. При размере оцифрованного изображения 384 х
х288 пикселов минимальный размер по горизонтали обнаружива-
емого объекта должен составлять 4 пиксела. Следовательно, по
горизонтали экрана видеомонитора таких гарантировано обнаружи-
ваемых детектором движения объектов может отображаться вполне
определенное количество, а именно п = ж/Д;г = 384/4 = 96.
Таким образом, на границе дальней зоны горизонтальное поле
зрения видеокамеры должно быть равно X = Ххп. = 0,5 96 = 48 м,
а с учетом этого расстояние до дальней зоны
I - / 48//г.
Данные для вычисления расстояния до границы дальней зо-
ны при обнаружении чел.овека компьютерным детектором движе-
ния приведены в табл. 5.14.
Например, для видеокамеры формата 1/3" с фокусным расстоя-
нием 16 мм расстояние от нее до границы дальней зоны должно быть
не более 160 м, а с фокусным расстоянием 8 мм — не более 80 м.
Следует отметить, что используемое в расчете предельное зна-
чение минимального размера по горизонтали, равного 4 пикселам,
указано для идеальных условий. С учетом реальной контрастнос-
ти изображения, влияния фона, осадков, освещенности, движения
нагретого воздуха и т п для гарантированного обнаружения объ-
екта указанное значение должно быть увеличено, а максимальное
расстояние до границы дальней зоны соответственно уменьшено.
В случае, когда задачу обнаружения объектов решает оператор,
к числу перечисленных неблагоприятных факторов должны быть
добавлены нейрофизиологические особенности человека, а также ус-
ловия наблюдения изображения па экране видеомонитора (в част-
ности, освещенность, характер падающего света, расстояние до эк-
рана, количество одновременно выводимых изображений, шум, тем-
пература в помещении пульта охраны и т.п.).
Существуют, например, рекомендации Министерства обороны
Великобритании по выбору угла обзора видеокамеры, где говорит-
ся, что для обнаружения человека он должен занимать не менее 10 %
высоты экрана видеомонитора. Это означает, "что вертикальное но-
Основы проектирования систем видеонаблюдения
191
Таблица 515
Расстояние до границы дальней зоны при обнаружении человека оператором
Формат матрицы 2/3" 1/2" 1/3" 1/4"
Z, м 2,42/ 3,33/ 4,44/ 5,93/
ле зрения на границе д альней зоны должно в 10 раз превышать рост
человека (в данном случае 1,6 м), т. е. составлять 16 м. Используя
эти рекомендации, можно следующим образом рассчитать расстоя-
ние до границы дальней зоны'
I = / 16Л,
где v — размер матрицы по вертикали.
Данные для вычисления расстояния до границы дальней зоны
при обнаружении человека оператором приведены в табл. 5.15.
Например, для видеокамеры формата 1/3" с фокусным расстоя-
нием 16 мм расстояние от нее до границы дальней зоны должно быть
не более 71 м, а с фокусным расстоянием 8 мм — не более 35 м.
Полученные значения позволяют говорить, что при использова-
нии компьютерного детектора движения для обнаружения на кон-
тролируемой территории человека расстояние до границы дальней
зоны оказывается более чем в 2 раза больше, чем при обнаружении
его оператором.
Однако, несмотря на полученные соотношения, едва ли можно
точно указать минимальное значение размера изображения объекта
1Ю горизонтали или вертикали, которое оператор сможет обнаружи-
вать со 100%-ной вероятностью в течение всего времени своего де-
журства. Ясно, что чем крупнее отображается на экране объект, ко-
торый требуется обнаруживать, тем ниже будет утомляемость опе-
ратора и выше вероятность обнаружения (детектор движения может
быть использован как средство привлечения внимания оператора).
Остановимся теперь на определении расстояния до границы да-
льней зоны при идентификации человека.
Обратимся опять к рекомендациям Министерства обороны Ве-
ликобритании по выбору угла обзора видеокамеры, где говорится,
что для идентификации оператором человека его изображение по
вертикали должно занимать не менее 120 % высоты экрана видеомо-
нитора. Используя эти рекомендации, можно рассчитать расстояние
до границы дальней зоны при идентификации человека.
Вертикальное поле зрения на границе дальней зоны должно сос-
тавлять 1:1,2 = 0,83 от роста человека (принятом в данном случае
равным 1,6 м), а именно 1,6-0,83 = 1,33 и.
192
Раздел 5
Таблица 516
Расстояние до границы дальней зоны при идентификации чедорека оператором
Формат матрицы 2/3" 1/2" 1/3" 1/4"
Z, м 0,20/ 0,28/ 0,37/ 0,49/
С учетом этого расстояние до дальней зоны I f 1,33/?', где
v — размер матрицы по вертикали
Данные для вычисления расстояния до границы дальней зоны
при идентификации человека оператором приведены в табл. 5.16.
Например, для видеокамеры формата 1/3'' с фокусным рассто-
янием 16 мм расстояние от нее до границы дальней зоны должно
быть не более 6 м, а с фокусным расстоянием 8 мм — не более 3 м.
Реально указанные соотношения могут быть несколько увеличе-
ны, поскольку в других источниках рекомендовано в качестве стан-
дартной цели использовать человека ростом 1,65... 1,8 м.
Можно показать также, что при идентификации человека ком-
пьютерной системой расстояние от видеокамеры до границы даль-
ней зоны будут примерно в три раза больше.
Рассмотрим теперь вопросы расположения видеокамер, которое
во многом определяет результирующие характеристики СВН. Коли-
чество видеокамер и места их расположения зависят от зон их обзора
(от углов обзора, длины мертвой/условно мертвой зоны, расстоя-
ния до границы дальней зоны). Решение этой задачи в большинстве
случаев носит итерационный характер, т. е. после определения при-
оритетных зон наблюдения видеокамеры размещают на плане объ-
екта таким образом, чтобы добиться максимальной информативнос-
ти СВН при минимальном количестве видеокамер. Затем выбира-
ют наиболее подходящее фокусное расстояние объектива каждой из
них, оценивают, какая часть площади попадает в его поле зрения и
определяют ближнюю и дальнюю зоны обзора. При неудовлетво-
рительном результате задаются другим фокусным расстоянием или
изменяют место установки видеокамеры и т д.
С точки зрения расположения видеокамер можно рассматри-
вать следующие варианты построения СВН:
• видсонаблюдение внутри помещений;
• видеонаблюдение вне здания;
• видеонаблюдение периметра территории.
Рассмотрим сначала первый вариант. Помещения, как прави-
ло, имеют прямоугольную форму, а на размещение видеокамер во
многом оказывает влияние соотношение сторон.
Основы проектирования систем видеонаблюдения
193
Рис. 5.26. "Установка одной
видеокамеры в углу поме-
щения квадратной формы
Рис. 5.27. Встречная установка двух
видеокамер в помещении квадратной
форМЬх
Если задачей СВН является только видеонаблюдсние приори-
тетных зон, то проектирование такой системы является сравните-
льно простой задачей. Например, если должны осуществляться ви-
деонаблюдение и видеорегистрация всех входящих в определенную
дверь и выходящих из нее, то при выборе положения видеокамеры
должно учитываться следующее:
• удобство и возможность размещения и прокладки кабелей;
• отсутствие прямой засветки источниками света;
• возможность выбора объектива с таким фокусным расстоянием,
чтобы па видеомониторе дверной проем отображался бы во весь
экран (с некоторым запасом).
Для видеонаблюдения людского потока не следует устанавли-
вать видеокамеру слишком высоко В общем случае при значитель-
ной высоте установки ее следует учитывать при расчете фокусного
расстояния объектива.
Если требуется наблюдать не отдельную зону, а максимум пло-
щади помещения, то варианты установки видеокамер зависят от со-
отношения его сторон.
Простейшим вариантом для охвата видеонаблюдением практи-
чески всего квадратного помещения при минимуме средств является
использование одной видеокамеры с углом обзора около 90°, кото-
рую размещают в одном из углов (рис. 5.26).
Подобное решение приемлемо для сравнительно небольших по-
мещений, поскольку из соображений, например, требования распоз-
навания людей ь пределах всего помещения длина диагонали I та-
кого «квадрата» ориентировочно должна быть равна расстоянию до
границы дальней зоны, а с другой стороны, она в 1,41 раза боль-
ше стороны помещения (без учета высоты установки видеокамеры).
194
Раздел 5
Рис. 5.28. Диагональное расположе-
ние видеокамер
Рис. 5.29. Установка видеокамер
с углами обзора, меньшими 90°
Например, для объектива формата 3 /3" сторона помещения не ррл-
жна превосходить Z/1,41 м.
Если это условие не выполняется, необходимо устанавливать не
менее двух видеокамер. Они могут быть установлены различным об-
разом, например в противоположных углах (рис. 5.27), в серединах
противоположных сторон или занимать промежуточные положения.
При встречном расположении видеокамер необходимо стреми-
ться к тому, чтобы видеокамеры оказывались в поле зрения друг
друга. В этом случае решаются следующие проблемы:
• с помощью противоположной видеокамеры удается просматри-
вать ближнюю зону данной видеокамеры,
• просмотр противоположной видеокамеры не позволяет потенци-
альному злоумышленнику незамеченным произвести хищение
видеокамеры или повредить ее
Именно поэтому вариант размещения видеокамер, показанный
на рис. 5.28, нельзя признать оптимальным, хотя угол обзора видео-
камер вдвое меньше (а значит, изображение на экране удаленных
предметов крупнее), чем в варианте, показанном па рис. 5.27.
При незначительном увеличении углов обзора (небольшого пе-
рекрытия зон наблюдения) указанная проблема снимается.
Пои встречном расположении в противоположных углах поме-
щения видеокамер с углами обзора, равными 90°, сторона квадрат-
ного помещения не должна превышать Z/1,41 м.
Следует отметить, что если при таком размещении видеокамер
они используются с объективами, обеспечивающими углы обзора,
меньшие 90°, то в противоположных углах помещения образуются
мертвые зоны (рис. 5 29).
В случае, если видеокамеры размещаются на серединах про-
тивоположных сторон помещения, расстояние до границы мертвой
Основы проектирования систем видеокаблюдения
195
Рис. 5.30. Установка видеокамер на
серединах противоположных сторон
помещения (углы обзора равны 90°)
Рис. 5.31. Установка видеокамер
на серединах противоположных
сторон (углы обзора меньше 90°)
зоны в этом случае равно длине стороны помещения, т. е. в 1,41 раза
меньше но сравнению с предыдущим вариантом (рис. 5.30).
При использовании видеокамер с углами обзора, меньшими 90',
мертвые зоны образуются на серединах боковых сторон (рис. 5.31).
Если площадь помещения значительна (длина стороны значи-
тельно больше расстояния до границы дальней зоны), то двух ви-
деокамер может оказаться недостаточно Б этом случае помещение
охватывается видеонаблюдением с помощью четырех видеокамер с
углами обзора 90°, устанавливаемых, например, в углах помещения
(рис 5 32) или на серединах сторон (рис 5.33), и лицо злоумышлен-
ника (если оно не в маске) отображается и может быть зарегистри-
ровано при любом положении его головы.
Кроме перечисленных, перспективным может оказаться попар-
но-встречное расположение видеокамер с углами обзора 45°, уста-
навливаемых в углах помещения (рис. 5.34).
Такое размещение видеокамер имеет следующие преимущества
Рис. 5.32. "Установка четырех
видеокамер с углами обзора 90° в
углах помещения квадратной формы
Рис. 5.33. Установка четы-
рех видеокамер с углами обзо-
ра 90° на серединах сторон по-
мещения квадратной формы
196
Раздел 5
• контролируется ближняя зона каждой видеокамеры;
• увеличивается допустимая длина стороны помещения, которая
равна расстоянию до дальней зоны.
Рис. 5.34. Попарно-встречное
расположение четырех ви-
деокамер с углами обзо-
ра 45° в углах помеще-
ния квадратной формы
В общем случае, когда помещение
отличается от квадратного, размеще-
ние видеокамер может быть произво-
льным. В частности, для прямоуго-
льного помещения со сторонами а и Ь
(рис. 5.35) из условия отсутствия мер-
твых зон для двух видеокамер угол об-
зора в горизонтальной плоскости дол.-
жеп быть не меньше
гч а
a 2 arctg-т,
b
где а — длина коротких сторон поме-
щения (на середине которых устанав-
ливают видеокамеры); Ъ — длина длин-
ных сторон помещения.
Естественно, что фокусные расстояния должны обеспечивать
видеонаблюдение в пределах границы дальней зоны.
В табл. 5.17 приводятся значения угла обзора а в зависимости
от соотношения сторон помещения а/Ь.
Если прямоугольное помещение имеет значительную площадь,
то могут быть использованы четыре видеокамеры, установленные в
углах. Для исключения образования мертвых зон лучи углов об-
зора должны оканчиваться на серединах противоположных сторон
(рис. 5 36).
Значение угла обзора а для этого случая соответствует
а 90° - arctg — - arctg —.
2b 2а
Основы проектирования систем видеонаблюдения
197
Таблица 5.17
Углы обзора для охвата помещений прямоугольной формы
двумя видеокамерами
a/b 0.1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
а, град 11 23 33 44 53 62 70 77 84 90
Таблица 5.18
Углы обзора для охвата помещений прямоугольной формы
четырьмя видеокамерами
a/b 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
а, град 8 16 23 27 31 34 35 36 37 37
Рис. 5.37. Разбиение площади поме- Рис. 5.38. Установка видеокамер
щения на квадраты вблизи окон
В табл. 5 18 приводятся значения угла обзора а в зависимости
от соотношения сторон помещения a/b.
В общем случае размещение видеокамер в прямоугольном по-
мещении произвольных размеров можно свести к нескольким рас-
смотренным выше задачам, отталкиваясь при этом от реализаций
для квадратного помещения. Например, большие производственные
помещения можно условно разбить на квадраты (рис. 5.37).
В случае, если приоритетным является видеонаблюдение не за
всей территорией, а например, за обстановкой только вблизи окон,
то может быть использован усеченный вариант (рис. 5.38).
При этом углы обзора могут быть существенно меньше 45° —
они рассчитываются из минимального расстояния до окон, контро-
лируемого СВН и длины стороны помещения. При невозможности
решить задачу одной парой видеокамер, длина помещения разбива-
ется на участки (рис. 5.39).
Для видеонаблюдения в протяженных коридорах (например, в
гостиницах) используется попарно-встречная установка видеокамер
(рис 5.40).
Длина коридора, в пределах которого осуществляется видео-
наблюдение, не должна превышать расстояния до границы дальней
198
Раздел 5
Рис 5.39 Разбиение зоны вблизи окон на участки
Рис. 5.40. Попарно-встречная установка видеокамер в коридоре
Рис. 5.41. Попарно-встречная
установка видеокамер вне помещений
Рис. 5.42. Парная установ-
ка видеокамер вне помещений
зоны даже с учетом использования объективов с достаточно узким
углом обзора. При выборе видеокамер следует помнить об эффекте
встречной засветки в случае, если коридор заканчивается окном.
Системы видеонаблюдения могут успешно использоваться и вне
помещений — па территориях в непосредственной близости у степ
здания, за окнами, входами, пожарными лестницами и т. и Пред-
почтительным является использование попарно-встречного разме-
щения видеокамер (рис. 5.41).
Некоторые специалисты в целях экономии кабелей и упроще-
ния крепления используют парную установку видеокамер, направ-
ленных в противоположные стороны (рис. 5.42).
Действительно, такая установка имеет ряд преимуществ:
• экономится длина кабелей;
• упрощается крепление видеокамер,
• требуются объективы с меньшим фокусным расстоянием (а зна-
чит, меньше мертвая зона под видеокамерой, условно мертвая
зона, больше глубина резкости);
Основы проектирования систем видеоцаблюдения
199
Рис. 5.43. Вариант попарно-
встречной установки видеокамер вне
помещений
Рис. 5.44. Установка двух видео-
камер у места парковки машин
• в случае использования ИК-осветителей их мощность может
быть меньше.
Однако следует помнить, что в этом случае в месте установки
видеокамер образуются мертвые зоны в горизонтальной и вертика-
льной плоскостях. Поскольку такие видеокамеры легче повредить
или похитить, подобную установку нельзя рекомендовать в случае
отдельного использования двух видеокамер Подобное крепление
возможно как вариант неоднократного попарно-встречного разме-
щения видеокамер, когда в одной точке устанавливают две видеока-
меры, направленные в противоположные стороны, но относящиеся
к разным встречно направленным парам (рис. 5.43).
Для контроля входа в здание следует избегать установки видео-
камер в непосредственной близости от него: стремление защитить
видеокамеру от вандализма заставляет монтировать ее достаточно
высоко, однако в этом случае ракурс изображения оказывается ма-
лоинформативным. Лучшие результаты оказываются, если помес-
тить видеокамеру в некотором удалении от входа и применить длин-
нофокусный объектив (при этом следует учитывать ограничения за
счет конечной глубины резкости).
На местах парковки автомобилей также применяются СВН, ко-
торые могут решать различные задачи: общее наблюдение обстанов-
ки, контроль въезда/выезда автомобилей, распознавание автомоби-
льных номеров, контроль наличия автомобилей на штатных местах
и т.п. Для видеонаблюдения за автомобилями, въезжающими в га-
раж, может использоваться миниатюрная видеокамера, вмонтиро-
ванная в автоматические подъемные ворота.
Нередко вблизи здания требуется организовать видеонаблюде-
ние за местом парковки автомобилей, имеющим вид прямоугольни-
ка с размерами ab (рис. 5.44).
200
Раздел 5
Рис. 5.46. Поперечная уста-
новка видеокамер для наблю-
дения за периметром забора
Если для видеонаблюдения используются две видеокамеры,
расположенные по краям места парковки, то их углы обзора оп-
ределяются из соотношения tg<a «/(fe/2).
Следует помнить, что максимальное расстояние от точки уста-
новки видеокамеры до противоположного угла места парковки (т. е.
\/«2 - б2) не должно превышать расстояния до границы дальней зо-
ны видеокамеры.
Для общего наблюдения обстановки на автостоянке может ис-
пользоваться достаточно высоко установленная видеокамера, объек-
тив которой направлен к земле (рис. 5.45).
В закрытых паркингах, как правило, не удается поместить ви-
деокамеры настолько высоко, чтобы можно было видеть каждый
автомобиль в данном ряду. Поэтому здесь можно ограничиться ви-
деонаблюдением за въездом/выездом и наблюдением проездов меж-
ду рядами парковки.
Следует помнить, что чем дальше видеокамера располагается
от контролируемой зоны, тем сложнее защитить ее от попадания
прямых солнечных лучей (уменьшается угол наклона видеокамеры
к земной поверхности).
Для видеонаблюдения периметра территории, например обста-
новки вблизи забора, возможно различное размещение видеокамер:
• поперечное;
• продольное;
Основы проектирования систем видеонаблюдения
201
• промежуточное
Следует учитывать характер охраняемой территории. Напри-
мер, если забор относится к частному владению, то важнее наблю-
дать обстановку с его внешней стороны, чтобы препятствовать про-
никновению на территорию снаружи. Если же необходимо охра-
нять территорию промышленного предприятия или склада, то не
менее важно контролировать и внутреннюю часть территории вб-
лизи забора (для предотвращения переброски через него материа-
льных ценностей).
В случае, если забор окружает здание, размещение видеокамер
на его стенах (рис. 5.46) дает следующие преимущества:
• видеонаблюдением охватывается не только сам забор, но и часть
внутренней и внешней территорий, что позволяет контролиро-
вать преступные замыслы злоумышленников на самой ранней
стадии, до их реализации (а это дает охране существенные пре-
имущества);
• на экране видеомонитора информация отображается более ин-
формативно по сравнению с просмотром вдоль забора;
• отсутствуют проблемы мертвой и условно мертвой зон;
• перспектива в пределах: поля зрения мало сказывается на отоб-
ражении предметов на экране;
• видеокамеры оказываются вне досягаемости злоумышленников;
• проще организовать прокладку кабелей.
Недостатком такой установки видеокамер следует назвать бо-
льшее их число по сравнению с вариантом продольной установки.
В первом приближении число видеокамер при поперечной установ-
ке равна длине периметра, деленной на горизонтальное поле зре-
ния на границе дальней зоны. Чем ближе видеокамеры находятся
к забору, тем более широкоугольные требуются объективы и в не-
которых случаях охватить видеонаблюдением большой участок за-
бора не удается именно по этой причине. В предельном случае, при
использовании объектива с углом обзора 96° наблюдаемая данной
видеокамерой длина забора не превышает удвоенного расстояния от
видеокамеры до забора (рис. 5.47).
При поперечном расположении видеокамер получают больше
информации о территории, по которой проходит забор. При продо-
льном размещении видеокамер вдоль забора (рис. 5.48) используют
видеокамеры, направленные в одну сторону. При этом для умень-
шения числа видеокамер их стремятся размещать на максимальном
расстоянии друг от друга, а объективы стараются использовать как
202
Раздел 5
Рис. 5.48 Продольное размещение видеокамер для видеонаблюдения
периметра
можно более длиннофокусные, однако при этом должно выполнять-
ся следующее требование: расстояние до границы дальней зоны пре-
дыдущей видеокамеры с должно быть не меньше расстояния между
видеокамерами Ь плюс длина а ближней зоны последующей видеока-
меры: с > а —&. Отсюда минимально допустимое расстояние между
видеокамерами b = с — а.
При невысокой установке видеокамер их мертвая зона минима-
льна, а условно мертвая зона может не приниматься во внимание.
Кроме того, задача идентификации в этом случае не актуальна, важ-
но только обнаружение (любой, кто перелезает через забор — нару-
шитель). Таким образом, если пренебречь длиной ближней зоны а,
то минимальное тэасстояние между видеокамерами 6 равно расстоя-
нию до границы дальней зоны с и может быть получено из значения
фокусного расстояния объектива. Естественно, что решение данной
задачи должно быть компромиссным: для надежного обнаружения
(распознавания; следует стремиться делать расстояния между ви-
деокамерами как можно меньшим, а из экономических соображе-
ний — оно должно быть как можно большим.
Достоинство продольного размещения — минимальное количес-
тво необходимых для видеонаблюдения камер. Недостатки следу-
ющие:
Основы проектирования систем видеоцаблюдения
203
• видеокамеры оказываются ьб дизи досягаемости злоумышленни-
ков,
• предметы на переднем плане оказываются намного крупнее, нс
сравнению с удаленными;
• необходимо учитывать влияние мертвой и условно мертвой зон;
• прокладка кабелей вдоль забора в ряде случаев может оказаться
непростой задачей (как с точки зрения технологичности, так и
защищенности от внешних воздействий и вандализма).
Кроме того, отображение забора ио короткой стороне экрана ви-
деомонитора оказывается не самым рациональным с точки зрения
эффективности использования площади экрана монитора. При про-
дольном расположении видеокамер стоит задача регистрации фак-
та пересечения забора — при этом, вообще говоря, ширина полосы
контроля не столь важна (в идеале она может выродиться в ли-
нию). При попытке расширить полосу контроля происходит потеря
в длине контролируемого участка периметра.
Можно оценить предельное расстояние между видеокамерами,
отталкиваясь от номенклатуры реально выпускаемых объективов,
например для объектива с фокусным расстоянием 75 мм, установ-
ленным па видеокамеру формата 1/3" при обнаружении человека
простым детектором движения горизонтальное поле зрения состав-
ляет 8,5 м. В этом случае
р = I = t — = 75— = 133 м.
h 4,8
Определим угол обзора в горизонтальной плоскости (рис. 5.49),
при котором длина контролируемого участка A.D периметра одина-
кова как при продольной, так и при поперечной установке видеока-
меры (без учета мертвой зоны под ней).
Рис. 5.49. К определению угла об-
зора, обеспечивающего просмотр
одинаковой длины забора как при
продольной, так и при поперечной
установке видеокамер
204
Раздел 5
Рис. 5.50. Промежуточные варианты установки видеокамер
Из треугольника EAC tg(a/2) = CD/AD.
Из равенства равнобедренных треугольников Е’АС и ABD
(AD — СЕ): CD — AD/2- Следовательно, tg(a/2) = 0,5, где а = 53°.
Таким образом, если угол а < 53°, то большая длина перимет-
ра контролируется при продольном размещении видеокамеры, если
а > 53°, то большая длина периметра контролируется при попе-
речном размещении видеокамеры. Следует помнить, что здесь не
учитывалась высота установки видеокамеры в точке В и длина мер-
твой зоны под видеокамерой в точке А.
Для забора, окружающего дом, кроме поперечного и продоль-
ного вариантов размещения видеокамер возможны, естественно, и
промежуточные варианты (рис. 5.50).
5.3. Пример рабочего проекта оснащения
объекта системой видсонаблюдения
Рабочий проект должен включать в себя:
• общие данные о СВН и ее состав, в том числе ведомости рабочих
чертежей и ссылочных и прилагаемых документов;
• пояснительную записку;
• структурную схему с условными обозначениями;
• планы расположения оборудования, в том числе поэтажные и
уличные;
• электрические схемы подключения;
• спецификацию используемого оборудования.
Вся техническая документация должна быть выполнена в соот-
ветствии с действующими на дату выполнения проектной продук-
ции нормами, правилами и стандартами. Принятые решения долж-
ны соответствовать современному уровню научно-технических дос-
Основы проектирования систем видеонаблюдения
205
тижений и обеспечивать нормативную взрыво-, пожаро- и электро-
безопасность.
Ниже приведен пример выполнения проекта СВН для одного
из объектов.
1. Общая часть
Рабочий проект разрабатывается на основании исходных дан-
ных Заказчика и в соответствии с требованиями:
- ГОСТ 21.101 97. «Система проектной документации ддя стро
ительства. Основные требования к проектной и рабочей докумен-
тации»;
- Строительных норм и правил СНиП 2.08.02-89*. «Обществен-
ные здания и сооружения»;
- ГОСТ Р 51558-2008. «Средства и системы охранные телеви
зионные. Классификация. Общие технические требования Методы
испытаний»;
- Рекомендаций Р 78 36.008-99. «Проектирование и монтаж сис-
тем охранного телевидения и домофонов»;
- Руководящего документа МВД России РД 78.145-93. «Систе-
мы и комплексы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнали-
зации Правила производства и приемки работ»;
- Правил устройства электроустановок (ПУЭ).
2. Характеристика объекта
Проектом предусматривается оснащение СВН двухэтажного ад
министративного здания, на обоих этажах которого расположены
служебные отапливаемые помещения. Взрывоопасных помещений в
здании нет, запыленность и агрессивная среда отсутствуют. Окон-
ные проемы помещений и фасадной части здания защищены стекло-
пакетами и стеклянными витражами. Несущие конструкции здания
кирпичные, перекрытия железобетонные.
3. Назначение системы видеонаблюдения
Система видеонаблюдения представляет собой комплекс техни-
ческих средств круглосуточного получения, обработки и доку мен
тирования видеоинформации. СВН обеспечивает видеонаблюдение
во внешних и внутренних зонах (внешние зоны — площадки перед
фасадом и во дворе здания, внутренние зоны — вестибюль первого
этажа здания и коридоры обоих этажей). Все сигналы от видеока-
мер записываются и архивируются на жестком диске и отображают-
ся на мониторе. СВН обеспечивает возможность видеонаблюдения
206
Раздел 5
в реальном времени, регистрации и последующего просмотра видео-
информации, управления камерами, а также передачи видеоинфор-
мации через локальную сеть на дополнительные посты видеонаблю -
дения с помощью аппаратно-программных средств.
Устанавливаемое оборудование обеспечивает возможность гиб-
кого наращивания СВН за счет установки дополнительных видео-
камер.
Система видеонаблюдения соответствует требованиям к элект-
ромагнитной совместимости согласно ГОСТ 29192-91 Входящие в
состав СВН устройства обеспечивают функционирование в услови-
ях электромагнитных помех согласно ГОСТ 29073-91. Уровни из-
лучений СВН соответствуют нормам и требованиям безопасности,
установленным ГОСТ 12.1.006 84.
4. Основные решения, принятые в проекте
4.1 . Целевые задачи видеоконтроля на объекте, каковыми яв-
ляются:
- обнаружение — общее наблюдение за обстановкой;
- различение — контроль подхода посторонних лиц к запретной
зоне или чужому имуществу, контроль наличия посторонних;
- идентификация — получение четкого изображения лица че-
ловека, подходящего к зоне видеонаблюдения или находящегося в
ней, позволяющего впоследствии определить с большой вероятнос-
тью сходство зафиксированного образа с реальным человеком на
главном входе в здание, а также определение марки и государствен-
ного номера подъезжающего к шлагбауму автомобиля.
С учетом исходных данных на проектирование, выданных За-
казчиком, и требований технического задания система должна обес-
печивать выполнение следующих задач:
- обнаружение в зонах контроля — общее наблюдение за обста-
новкой с записью видеоинформации от видеокамер с частотой 2- -8
кадров/с;
- различение в зонах контроля с записью видеоинформации от
видеокамер с частотой не менее 8 кадров/с;
- идентификацию в зоне главного входа в здание, шлагбаума с
записью видеоинформации от видеокамер с частотой до 25 кадров/с.
4.2 Организация зон видеонаблюдения и постов наблюдения.
Видеонаблюдение распределено на внешние и внутренние зо-
ны объекта. Центральный пост видеонаблюдения организуется в
помещении серверной, находящейся на втором этаже здания. На
приемное оборудование центрального моста наблюдения выводится
видеоинформация от всех видеокамер внешних и внутренних зон.
Основы проектирования систем видеонаблюдения
207
Проектом предусматривается установка трех видеокамер для
контроля периметра здания. В помещении серверной устанавли-
вается центральное оборудование системы — компьютер. Оператор
СВН имеет возможность просмотра на мониторе текущего изобра-
жения от видеокамер, а также зарегистрированного ранее. Уличные
видеокамеры устанавливаются в защитные термокожухи. Для обес-
печения работы СВН в темное время суток необходимо дополните
льное освещение зон просмотра видеокамер. Необходимый уровень
освещенности (не менее 5 лк) обеспечивается заказчиком.
4.3 Выбор технических средств СВН.
Технические средства состоят из передающей и приемной час-
тей, источника питания и кабельных линий связи.
4.3.1 Выбор технических средств передающей части СВН.
Выполнение задач видеоконтроля требует выбора различных
но характеристикам видеокамер (разрешение, чувствительность) и
объективов (фокусное расстояние). Для установки на улице испо-
льзуются видеокамеры типа EZ-103/C (1/3", 560 ТВЛ, 0,06 лк, 12
VDC, с вариообъективом 3,5... 8 мм, в термокожухах, кронштейн в
комплекте). Для установки в вестибюле первого этажа используется
цветная потолочная камера МВК-25ц5 в декоративном куполе (550
ТВЛ, 0,3 лк, объектив с фокусным расстоянием f — 3,5 мм, АББ, 12
VDC). Требуемая освещенность во внутренних помещениях здания
обеспечивается естественным светом в дневное время и основным
(или дежурным) освещением (60... 500 лк) в ночное время.
При расчете фокусного расстояния объектива видеокамеры рас-
познавания автомобильных номеров в специальных телевизионных
следящих системах для определения вероятности распознавания
объекта на телевизионном растре используется критерий Джонсо-
на, который применительно к распознаванию изображения объекта
выглядит следующим образом:
P(N) = 1 _
где P(N) — вероятность распознавания объекта; N — количество
ТВЛ по вертикали или горизонтали (минимальное из них).
Отсюда можно вывести обратную зависимость необходимого
размера объекта (в ТВЛ) от требуемой вероятности его распозна-
вания:
N(P) = 1 + у/- 1п(1 - Р)/0,15,
где Р — заданная вероятность распознавания объекта на телевизи-
онном растре.
208
Раздел 5
Высота II и ширина И’ реально наблюдаемого участка местнос-
ти (в картинной плоскости) зависят от расстояния до него (при усло-
вии перпендикулярности оптической оси объектива к наблюдаемой
плоскости), фокусного расстояния объектива и размеров преобразо-
вателя свет-сигнал матрицы. Эти зависимости для матрицы 1/3”
выглядят следующим образом:
H = 3fiL/f,
где Н — высота наблюдаемого участка местности (в картинной плос
кости) в метрах; L — расстояние до наблюдаемого участка местности
в метрах; f — фокусное расе тояние объектива в миллиметрах;
W = 4,8L/f,
где W — ширина наблюдаемого участка местности (в картинной
плоскости) в метрах; L —расстояние до наблюдаемого участка мест-
ности в метрах; f — фокусное расстояние объектива в миллиметрах.
Из приведенных закономерностей легко вывести зависимость
требуемого фокусного расстояния объектива для распознавания
объекта заданного размера на заданном расстоянии при требуемой
вероятности распознавания.
Если размер объекта на телевизионном растре N ТВЛ, его ли-
нейный размер по горизонтали (в картинной плоскости) Wo метров,
а разрешение видеокамеры по горизонтали R ТВЛ, то ширина кар-
тинной плоскости:
Wk = W0R/N.
Отсюда
f = 4,8L 11 + У-1п(1-Р)/0;15] /WR,
где L — расстояние до объекта, м, Р — требуемая вероятность рас-
познавания; W — ширина объекта, м; R — разрешающая способность
видеокамеры, ТВЛ; f — фокусное расстояние объектива, мм.
В таблице приведена зависимость фокусного расстояния объек-
тива от размера (ширины) объекта W и дальности распознавания
(расстоянии до наблюдаемого участка) L при вероятности распоз-
навания Р — 0,999 (достоверное распознавание). В нашем случае
L = 30 м, W = 0,5 м.
Исходя из расчетов, получаем необходимое фокусное расстояние
объектива f = 7.4 мм.
4.3.2 Выбор технических средств приемной части СВН.
Приемное оборудование, устанавливаемое в помещении сервер-
ной, осуществляет:
Основы проектирования систем видеонаблюдения
209
Таблица
Зависимость фокусного расстояния объектива от размера
(ширины) объекта IV и дальности распознавания L
L, м IV, м
0,1 0,2 0,5 1 3 5 10
1 1,23 0,62 0,25 0,12 0,04 0,02 0,01
10 12,33 6,16 2,47 1,23 0,41 0,25 0,12
20 24,66 12,33 4,93 2,47 0,82 0,49 0,25
30 36,99 18,49 7,40 3,70 1,23 0,74 0,37
40 49,32 24,66 9,86 4,93 1,64 0,99 0,49
50 61,65 30,82 12,33 6,16 2,05 1,23 0,62
60 73,98 36,99 14,80 7,40 2,47 1,48 0,74
70 86,31 43,15 17,26 8,63 2,88 1,73 0,86
80 98,64 49,32 19,73 9,86 3,29 1,97 0,99
90 110,97 55,48 22,19 11,10 3,70 2,22 1,11
100 123,30 61,65 24,66 12,33 4,11 2,47 1,23
- мониторинг и запись видеоинформации от всех камер с воз-
можностью их распределения на дополнительные (контрольные)
мониторы, а также выбор режимов записи и воспроизведения,
- одновременный просмотр записи на мониторе;
- назначение зон цифровой детекции изображения;
- включение в локальную компьютерную сеть.
В состав приемного оборудования центрального поста охраны
входят программно-аппаратная часть системы видеозахвата, уста-
навливаемая на базе компьютера заказчика, и программное обес-
печение подключения и просмотра пяти дополнительных рабочих
мест.
Для нормального функционирования программы необходим
следующий минимальный состав аппаратных средств:
- компьютер с процессором не хуже Intel Pentium IV с тактовой
частотой не менее 3 ГГц, оперативной памятью объемом не менее
1 Гб и жестким диском объемом не менее 300 Гб;
- монитор с диагональю экрана нс менее 17", способный рабо-
тать с разрешением не хуже 1024x768 пикселов и с цветовым раз-
решением 24 бита/пиксел;
- сетевой адаптер:
- клавиатура и манипулятор мышь.
4.3.3 Выбор источников питания.
Из линейки разрешенных к применению напряжений в проекте
выбрано напряжение 12 В постоянного тока, что позволяет:
210
Раздел 5
- осуществить совместную прокладку кабелей питания и виде-
осигнала в устройствах кабелепровода;
- обеспечить электробезопасное уличное исполнение совместно
с термокожухами.
Для питания внутренних и внешних видеокамер был выбран
источник питания постоянного тока БИРП-12/4.
Электропитание стационарных технических средств централь-
ного поста видеонаблюдения (монитор, видеорегистратор и т. п.) осу-
ществляется от источника бесперебойного питания сети переменного
тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц но 1 категории энергоо-
беспечения в соответствии с требованиями ПУЭ.
4.3.4. Кабельные линии связи.
Кабельные линии связи прокладываются в негорючей гофри-
рованной ПВХ-трубе диаметром 20 мм специальным кабелем для
видеонаблюдения КВКп-2П. Он является устойчивым к воздушным
осадкам, солнечному свету и изломам, продолжает исправно рабо-
тать в условиях повышенной влажности, не распространяет огонь
и горение, за счет чего его, в принципе, можно использовать и во
взрывоопасных сооружениях и зданиях. Применение кабеля КВКп
2П возможно в большом интервале температур.
Структура КВКп-2П включает в себя коаксиальный кабель и
внутренний проводник питания, помещенные в одну защитную обо-
лочку. Коаксиальный кабель является комбинированным и подхо-
дит почти ко всем классам ноутбуков, видеокамер, компьютеров, его
применяют для передачи и распределения видеосигналов.
Центральные жилы и экраны кабелей должны быть соедине-
ны способом пайки в местах разрывов и коммутации кабельных ли-
ний для повышения качества полезного сигнала и непрерывности
экранировки. Соединение кабелей с видеокамерами производится с
помощью разъемов BNC.
4.3.5. Дополнительное оборудование.
Рассмотренная система может быть расширена и дополнена
Ниже в качестве примера приведены варианты трех комплектов обо-
рудования.
Комплект цветной аналоговой СВН:
- видеокамера уличная с ИК-подсветкой на ЖК-дисдах, напри-
мер Sony PVF-IR700;
- видеокамера цилиндрическая, например Sony VB21EN- В36;
- видеокамера купольная, например PROvision PVD-IR600VF;
- видеорегистратор с жестким диском, например PROvision-
4300D1;
Основы проектирования систем видеонаблюдения
211
- монитор для СВН 17" TFT LCD, например EN-7517HDMI.
Комплект системы 1Р-видеоиаблюдения:
- корпусная IP-видеокамера, например MDC-14240 1/4" VGA;
- цифровой видеорегистратор восьмиканальный с жестким
диском, мультиплексором и детектором движения, например
MDR 10008,
Комплект системы HD-видеонаблюдения:
- купольная HD-видеокамера FULL HD, например EDH-5240,
- гибридный регистратор с четырьмя входами HD с жестким
диском, например EDR HD-4H4;
- HD-монитор 22" TFT LCD 16:9, например EN- 1080р22;
- источник бесперебойного питания, например ББП-20;
- аккумулятор питания, например GS 7-12.
5. Размещение оборудования
Внешние видеокамеры, контролирующие участки территории
каждой из зон, устанавливаются на фасадной стене на отметках сог-
ласно проекту. Внутренние видеокамеры устанавливаются на фа
льшнотолках вестибюля главного входа в здание и коридоров обо-
их этажей. Приемное оборудование СВН размещается в помещении
серверной. Источник питания устанавливается на стене помещения
серверной.
6. Защитное заземление и зануление
11редусмотренные проектом элементы электротехнического обо-
рудования СВН удовлетворяют требованиям ГОСТ 12.2.007.0-75 по
способу защиты человека от поражения электрическим током. За-
щитное заземление (зануление) электрооборудования системы вы-
полняется в соответствии с требованиями ПУЭ, СНиП 3.05.06-85,
ГОСТ 12 1.030-31 и технической документацией заводов-изготовите-
лей оборудования.
7. Организация производства и ведения работ
Наботы по монтажу технических средств должны производить
ся в соответствии с утвержденной рабочей документацией, СНиП,
ПУЭ, РД 78.145-93, Р78.36.008-99, действующих государственных и
отраслевых стандартов и других нормативных документов.
Отступления от рабочей документации в процессе монтажа тех
нических средств системы без согласования с заказчиком, проект-
ной организацией-разработчиком проекта, органами государствен-
ного надзора (при согласовании с ними проекта) не допускаются.
212
Раздел 5
Моктажно-на ладонная организация должна предварительно
рассмотреть проектно-сметную документацию и б случае выявления
неверных проектных и технических решений, представить заказчи-
ку обоснованные замечания. В большинстве же случаев монтаж и
наладку СВН производит та же организация, что ее разрабатывала,
что значительно упрощает процедуру.
Изделия и материалы, применяемые при производстве работ,
должны соответствовать спецификациям проекта, государственным
стандартам, техническим условиям и иметь соответствующие сер-
тификаты, технические паспорта и другие документы, удостоверя
ющие их качество.
Условия хранения изделий и материалов должны отвечать тре-
бованиям соответствующих стандартов или технических условий.
При монтаже должны соблюдаться нормы, правила и мероприятия
по охране труда и пожарной безопасности.
В процессе монтажа технических средств следует вести общий и
специальный журналы производства работ согласно СНиП 3.01.01-
85* и оформлять производственную документацию, виды и содержа-
ние которой должны соответствовать обязательному приложению 1
руководящего документа РД 78.145-93.
8. Требования к монтажу
До начала монтажа должны быть закопчены общестроительн-
ые, ремонтные и отделочные работы, включая готовность систем
электропитания и заземления. Установку оборудования производят
в соответствии с инструкциями но монтажу фирм производителей
и настоящим проектом
Согласно ГОСТ 23587 96 нарезка кабеля производится после
проведения контрольного промера трасс прокладки с учетом запаса
на разделку кабеля для подключения. Монтаж кабеля осуществля-
ется согласно правилам производства работ в соответствии с требо-
ваниями руководящего документа РД 78 145-93.
9. Мероприятия по технике безопасности,
производственной санитарии и экологии
Монтажно- наладочные работы следует начинать только после
выполнения мероприятий по технике безопасности согласно СНиП
III 4-80* и правил пожарной безопасности ППВ 01 03.
При выполнении работ необходимо:
- руководствоваться разделами по технике безопасности техни-
ческой документации предприятий-изготовителей, ведомственными
Основы проектирования систем видеокаблюдения
213
инструктивными указаниями по технике безопасности при монтаже
и наладке приборов контроля и средств автоматизации;
- допускать к работе только лиц, прошедших инструктаж по
технике безопасности Прохождение инструктажа отмечается в спе-
циальном журнале. Электромонтеры должны быть обеспечены за-
щитными средствами, прошедшими соответствующие испытания;
- проводить работу с техническими средствами системы с соб-
людением ПУЭ;
- использовать только приставные лестницы или стремянки при
работе на высоте. Применение подручных средств категорически
запрещается. При пользовании приставными лестницами обязате-
льно присутствие второго человека Нижние концы лестницы дол
жны иметь упоры в виде металлических шипов или резиновых на-
конечников;
- соблюдать требования ГОСТ 12.2 013 0-91 при работе с руч-
ными электроинструментами.
Регламенты обслуживания СВН должны быть разработаны на
месте в соответствии с действующими правилами технической эксп-
луатации электроустановок потребителей и инструкциями заводов-
изготовителей.
Требования по производственной санитарии и экологии, при-
нятые проектными решениями, выполняются, вредные выбросы в
окружающую атмосферу от устанавливаемого оборудования отсут
ствуют.
Уровень шума от работающего оборудования не превышает пре-
дельно допустимого значения и составляет менее 30 дБ. Воздействие
магнитных полей от СВН менее 1 мВт/см2, что не оказывает вредно-
го влияния на здоровье и трудоспособность обслуживающего персо-
нала. Радиационное воздействие от оборудования СВН отсутствует.
Охрана труда, связанная с освещением рабочих мест согласно
санитарным нормам, системой вентиляции и кондиционирования,
обеспечивается Заказчиком.
Противопожарная безопасность обеспечивается предусмотрен-
ными Заказчиком средствами пожаротушения.
6 Практические примеры применения
систем видеонаблюдения
6.1. Применение систем видеонаблюдения
, жилых и офисных помещениях, торговых
и промышленных зданиях, гостиницах
Для осуществления видеопаблюдения на объектах категории В:
квартиры, коттеджи, офисы, магазины, аптеки и т п предназначе-
ны СВН общего применения. Как правило, это небольшие и недо-
рогие системы, содержащие до восьми видеокамер
Для подключения нескольких видеокамер к одному монитору
в таких СВН используется видеокоммутатор или видеокьадратор.
Первый из них поочередно выводит изображения с каждой видео-
камеры на полный экран, причем время удержания картинки мо-
жет регулироваться. Входы видеокоммутатора могут отключаться
оператором, если необходимо контролировать не все зоны, а лишь
некоторые из них. При использовании видеоквадратора, который
позволяет одновременно выводить на один монитор сигналы от че-
тырех видеокамер, изображение от каждой из них занимает 1/4 эк-
рана, причем любое изображение может быть выведено и на полный
экран. Такой режим работы СВН позволяет избежать довольно уто-
мительного для оператора «листания» изображения, обеспечивая
полноэкранное изображение из той зоны, где произошло нарушение.
Для использования СВН совместно с охранными извещателя-
ми видеокоммутаторы и видеоквадраторы снабжаются входами (по
количеству видеокамер) и выходом тревоги. На рис. 6.1 в качестве
примера приведена структурная схема СВН с видеокоммутатором, а
на рис. 6.2 — структурная схема СВН с видеоквадратором, имеющим
входы для подключения охранных извещателей.
В СВН среднего класса для обслуживания нескольких видеока-
мер использу ются мультиплексоры и видеоконтроллеры. На рис. 6.3
приведена структурная схема такой системы на четыре видеокаме-
ры, которая может применяться для организации видеонаблюдения
на объектах средних размеров, например в филиалах банков.
Практические примеры применения систем видеонаблюдения
215
Рис. 6.2. Структурная схема СВН с видеоквадратором
Видеомониторы
Рис. 6.3. Структурная схема СВН среднего класса
Система имеет два поста наблюдения (в помещении охраны и в
кабинете заведующего) и позволяет вести видеонаблюдение и доку-
ментировать обстановку в помещениях объекта, а также на подходах
к входной двери. В этой СВН имеется видеорегистратор, запись ко-
216
Раздел 6
торым производится автоматически в течение 24 часов в сутки с
документированием времени.
Более дорогие системы высшего класса строятся с использова-
нием мультиплексоров, матричных коммутаторов и цифровых де-
текторов движения. Они имеют широкий набор функций, а также
возможность программирования режимов работы. На рис. 6.4 в ка-
честве примера приведена структурная схема СВН с шестью видео-
камерами. Две камеры установлены на двухкоординатных поворот-
ных платформах и оснащены дистанционно управляемыми варио -
объективами. Сформированные сигналы через двухпроводные пе-
редатчики и приемники подаются на видеодетекторы наличия дви-
жения.
В СВН используется матричный коммуникатор, обеспечиваю-
щий коммутацию видеосигналов с любой видеокамеры па любой из
мониторов, управление поворотными платформами и вариооОъекти-
вами, формирование последовательностей изображений в любом по-
рядке, вывод на экран номера видеокамеры и названия помещения,
сообщение о сигналах тревоги и времени/даты их подачи, обработку
сигналов тревоги, поступающих от систем сигнализации и контроля
доступа. Коммуникатор позволяет вести запись со всех или только с
выбранных камер При дуплексном варианте имеется возможность,
не приостанавливая записи, осуществлять просмотр ранее записан-
ных кадров. Несколько мультиэкранных режимов позволяют выб-
рать наиболее удобный режим просмотра для оператора.
Дополнительными возможностями системы являются «замора-
живание» кадра и его увеличение в два раза, подключение компью-
тера и удаленной клавиатуры, управление поворотными платфор-
мами и вариообъективами. Видеодетекторы движения с независи-
мыми зонами обнаружения позволяют игнорировать небольшие из-
менения в поле зрения видеокамер (например, снегопад, перемеще-
ния мелких животных, качание деревьев на ветру и т. п.), что повы-
шает помехоустойчивость СВН в целом.
Как уже говорилось, наиболее широкие функции позволяют
получить компьютерные СВН, которые позволяют решать практи-
чески все задачи, возлагаемые на аппаратуру подобного назначе-
ния Показать типовую структурную схему компьютерной СВН ве-
сьма затруднительно, так как у каждого разработчика имеется свой
оригинальный подход к решению задач, связанный с использова-
нием этих СВН на достаточно сложных и по-своему уникальных
объектах.
Рис. 6.4. Структурная схема СВН высшего класса (серым выделено
оборудование центрального пункта наблюдения)
Практические примеры применения систем видеонаблюдения 217
218
Раздел 6
Ниже рассмотрен практический пример применения 1Р-видео-
камер в системе безопасности гостиницы. Для упрощения разделим
ее на зоны и рассмотрим, какие требования предъявляются к виде-
окамерам для каждой из них.
Коридоры, как правило, — это довольно узкие и длинные прос-
транства, нередко с изгибами. Ил торцы могут заканчиваться ок-
нами. Для уверенного распознавания лица в таких условиях необ-
ходимо, чтобы максимальное расстояние от любой видеокамеры до
идущего но коридору человека не превышало 10... 15 м нри фокус-
ном расстоянии объектива видеокамеры 8.. 10 мм. Видеокамеры
предпочтительнее ставить парами — так, чтобы они были направ-
лены в противоположные стороны. Место установки видеокамеры
следует выбирать в простенках между дверями в номера таким обра-
зом, чтобы ближайшие к камерам двери оказывались в поле зрения
хотя бы одной из них. Поскольку гостиничные коридоры чаще все-
го симметричны (входы в номера расположены по обеим сторонам
коридора), то видеокамеру (купольную) лучше крепить на потол-
ке. На входе в коридор с лестницы или из лифтового холла также
необходимо поместить видеокамеру, которая с максимальными под-
робностями «рассматривала» бы лицо человека. Если говорить об
эстетике, корпус камеры должен быть неброским и но возможности
совпадать по цвету с потолком. Для тех камер, которые «смотрят»
на окна, необходим широкий динамический диапазон. Следует учес-
ть также уровень освещенности в коридоре: обычно его хватает для
работы видеокамеры в цветном режиме, однако, если ночью рабо-
тает только дежурное освещение, нелишним будет предусмотреть
видеокамеры с переключением режимов «день-ночь».
Лифтовые холлы — обычно квадратные или прямоугольные хо-
рошо освещенные помещения. Здесь целесообразно ставить по две
видеокамеры в противоположных углах, а угол обзора каждой из
них должен составлять около 90°.
Если есть техническая возможность, можно поставить видеока-
меру и в кабину лифта Она должна быть незаметной, так как нахо-
дится в непосредственной близости от пассажиров. Камеру можно
поставить па потолок кабины или па край боковой стены. Опа дол-
жна иметь стандартное разрешение, стандартную чувствительность
и широкоугольный объектив — не менее 90°.
В зоне регистрации уместны видеокамеры с широким углом об-
зора и располагаются они относительно недалеко друг от друга.
В служебных помещениях могут быть установлены любые видео-
камеры, однако следует учитывать особенности таких помещений,
Практические примеры применения систем видеонаблюдения 219
например, в кухне, прачечной или бойлерной необходимо устанав-
ливать видеокамеры в уличных корпусах с соответствующей влаго-
защитен.
Общие советы в этом примере следующие'.
• лучше всего строить СВН из элементов оборудования одного
производителя;
• в одном пространстве лучше использовать видеокамеры с оди-
наковыми корпусами;
• не стоит злоупотреблять высокими разрешениями,
• целесообразно строить собственную, изолированную от сети пе-
редачи данных и Интернет сетевую инфраструктуру?" с маршру-
тизаторами и резервированием питания;
• питание по РоЕ в данном случае не всегда оправданно: иногда
надежнее работает отдельная линия питания камер;
• для облегчения ввода системы в строй желательно, чтобы ви-
деокамеры имели аналоговый выход для первоначальной уста-
новки направления и угла обзора;
• пе стоит экономить на оборудовании СВН — при возникновении
инцидента репутация заведения и возможные судебные издер-
жки могут вылиться в большую сумму, чем его стоимость.
6.2. Применение систем видеонаблюдения
на транспорте
Применение СЬН на транспорте рассмотрим на примере обору-
дования компании Axis Communications, которое обеспечивает чет-
кие изображения как в режиме записи, так и в режиме реального
времени, позволяет осуществлять доступ к соответствующей инфор-
мации из любой точки в любое время и подавать автоматический
сигнал тревоги в случае возникновения инцидента.
Помимо того, что компания Axis предлагает целый ряд профес-
сиональных решений для построения систем сетевого видеонаблюде-
пия, она имеет опыт многочисленных проектов в сфере транспорта,
которые позволяют:
• обеспечивать безопасность пассажиров, персонала, имущества
и инфраструктуры в целом;
• снижать случаи вандализма, насилия и фиктивных страховых
претензий;
• сокращать расходы на борьбу с вандализмом и рисованием
граффити;
• вести эффективное наблюдение за грузами и имуществом;
220
Раздел 6
• выбирать правильный способ и сокращать время реагирования
на возникновение инцидента.
Постоянно развивается и набор компонентов для бортового ви-
деонаблюдения с тем, чтобы отвечать требованиям крупных систем
общественного транспорта: привлечение пассажиров, повышение бе-
зопасности и эффективности.
Транспортные решения компании Axis для СВН обеспечивают
следующие преимущества:
• удаленный доступ к видеоизображению и звуку в режиме реа-
льного времени из салона автобуса, трамвая, троллейбуса или
вагона поезда;
• HDTV-качество видеоизображения с устойчивой «картинкой»,
несмотря на вибрации и движения транспортного средства;
• интеллектуальные видеоприложения, например, счетчик коли-
чества людей и сигнал тревоги при воздействии на видеокамеру;
• простая интеграция с общей системой безопасности для остано-
вок, терминалов и критически важной инфраструктурой;
• GPS- или ГЛОНАСС-интеграция, позволяющая отслеживать
движение автобуса, трамвая, троллейбуса или поезда на циф-
ровой карте при просмотре видеоизображения с видеокамер на
борту в режиме реального времени.
Для установки в салонах подвижного состава с целью обеспе-
чения бесперебойной работы компания Axis предлагает специально
разработанные видеокамеры, которые выдерживают вибрации, уда-
ры, колебания влажности и температуры и обеспечивают следую-
щие важные функции:
• автоматический сигнал тревоги при воздействии на видео-
камеру;
• возможность записи непосредственно на сетевое хранилище
(NAS);
• универсальность и экономичность установки.
Существует также много причин для ведения видеонаблюдения
за общественными транспортными узлами (вокзалами, автостанци-
ями и г п.), через которые ежедневно проходит большое количество
пассажиров. В их основе лежит цель создания безопасной среды
посредством эффективной идентификации потенциальных угроз и
предотвращения вандализма и преступности.
На вокзалах решения для сетевого видео компании Axis поз-
воляют экономически эффективно вести наблюдение в следующих
местах:
• платформы и зоны посадки пассажиров;
Практические примеры применения систем видеонаблюдения
221
• входы и выходы;
• залы ожидания;
• торговые зоны и автостоянки;
• железнодорожные пути.
Е число возможностей транспортных СВН, обеспечивающих бе-
зопасную и эффективную транспортную среду, входят:
• автоматический сигнал тревоги при проникновении любого ли-
ца в зону ограниченного доступа (круглосуточно);
• высококачественные видеоизображения в формате HDTV (High
Definition Television — телевидение высокой четкости), помога-
ющие при идентификации и расследовании;
• удаленный доступ к записанному материалу и просмотр в ре-
жиме реального времени любым уполномоченным лицом.
Дорожные и железнодорожные сети, составляющие важную
часть систем общественного транспорта, также требуют регулярной
проверки во избежание крупных инцидентов или незапланирован-
ных перерывов в движении. Решения компании Axis для этих целей
позволяют легко передавать записанное видео из подвижного соста-
ва в архив, обеспечивают быстрый доступ к видеоизображениям в
режиме записи и в режиме реального времени из следующих мест:
• железнодорожные пути и их непосредственное окружение;
• перекрестки и транспортные узлы,
• мосты и туннели;
• гаражи и депо.
В число таких решений входят:
• автоматические сигналы тревоги в случаях, когда какое-либо
лицо или предмет находится на железнодорожных путях, или
перекрестках либо близко от них;
• тепловизионные камеры, предназначенные для обнаружения
движения в темноте или в туннелях;
• встроенная автоматическая функция обнаружения шума и дви-
жения;
• высококачественные видеоизображения в формате HDTV, по-
могающие при идентификации и расследовании. Видеоизоб-
ражения можно легко просматривать дистанционно из центра
обеспечения безопасности или технического обслуживания, что
позволяет сэкономить ценное время и затраты.
При помощи сетевых СВН компании Axis можно легко обмени-
ваться в режиме реального времени информацией о транспортных
потоках и инфраструктуре и высококачественными видеоизображе-
ниями с автомагистралей, перекрестков, туннелей, мостов и основ-
222
Раздел 6
ных маршрутов общественного транспорта с несколькими целевыми
группами, что обеспечивает многочисленные преимущества:
• центры управления транспортными потоками могут быстро пе-
ренаправить их, чтобы свести перегрузку к минимуму;
• службы быстрого реагирования могут определять оптимальный
маршрут и предварительно ознакомиться с ситуацией па месте
прибытия;
• новостные станции могут предоставлять подробную информа-
цию о транспортных потоках своим зрителям и слушателям;
• пассажиры могут осуществлять доступ к видеоизображениям в
режиме реального времени через Интернет и принимать реше-
ния о поездках на основании текущей ситуации,
• бригадам технического обслуживания такие данные помогают
определить приоритет своих рабочих заданий.
Сетевые СВН, которые могут наращиваться по мере роста пот-
ребностей, обеспечивают также возможность автоматического об-
наружения инцидента, при котором операторам мгновенно подает-
ся сигнал тревоги, свидетельствующий об отклонении ситуации от
нормы, например, пробки, аварии и медленно движущийся тран-
спорт.
В крупных центрах по транспортировке грузов и логистике не-
обходимо дополнительно следить за ежедневным прохождением цен-
ных товаров. Для упрощения этой сложной и трудоемкой задачи
используется современное оборудование, которое реализует преиму-
щества высококачественного видеоизображения в реж имах записи и
реального времени со следующих точек и объектов:
• внешние границы;
• входы и выходы;
• отгрузочные доки;
• склады и зоны размещения грузов;
• сортировочные станции и грузовые депо.
На рис. 6 5 и 6.6 приведены примеры схем расположения видео-
камер (© Visual Defence) в салопах автобусов разных размеров.
На рис. 6.7 приведена структурная схема системы, состоящей из
аппаратуры, размещенной в салоне автобуса
Возможный состав системы:
• 3-8 сетевых видеокамер, например Axis M3014-R;
• РоЕ коммутатор;
• сетевой видеорегистратор (NVR) или сетевое хранилище (NAS);
• бортовой компьютер;
• билетный терминал;
Практические примеры применения систем видеонаблюдения 223
Рис. 6.5. Пример 1 схемы расположения видеокамер в салоне автобуса
Рис. 6.6. Пример 2 схемы расположения видеокамер в салоне автобуса
Рис. 6.7. Структурная схема размещенной в салоне автобуса аппаратуры
• система позиционирования GPS или ГЛОНАСС;
• кабельная инфраструктура.
Система может быть расширена следующими дополнительными
компонентами:
• видеомонитор или сенсорная панель для водителя;
• беспроводный маршрутизатор.
224
Раздел 6
б.З. Применение систем видеонаблюдения
для распознавания автомобильных номеров
Важной задачей СВН является распознавание государственных
регистрационных знаков автомобилей с помощью специальных сис-
тем Системы распознавания автомобильных номеров используются
для автоматизации автостоянок и паркингов в целях гарантирова-
ния сохранности транспортных средств, повышения оперативности
и качества обслуживания, исключения махинаций недобросовестно-
го персонала. Другой важной задачей подобных систем является
автоматическое распознавание номера ^государственного регистра-
ционного знака) движущихся транспортных средств, его запись в
журнал и проверка на совпадение с номерами в базах данных на
предмет отслеживания транспортных средств, числящихся в угоне.
Рассмотрим оба этих варианта применения подробнее.
На автостоянках и паркингах системы позволяют производить:
• автоматическую регистрацию и сохранение в базе данных ви-
деоизображения, даты, времени и номера въезжающего транс-
портного средства;
• сопоставление данных при въезде и выезде транспортного сред-
ства,
• удобный поиск информации в базах данных по регистрационно-
му номеру транспортного средства, дате и времени стоянки;
• интеграцию со шлагбаумами, автоматическими воротами для
обеспечения их функционирования по результатам распознава-
ния (рис. 6 8);
• интеграцию с автоматическими системами расчета для контро-
ля внесения платы.
Система может быть выполнена в виде отдельного встраивае-
мого в компьютер модуля, имеющего следующие функциональные
возможности:
Рис. 6.8. Структурная схема интегрированной системы
Практические примеры применения систем видеонаблюдения
225
• обнаружение появления транспортного средства в кадре;
• выбор кадра с оптимальным размером и четкостью регистраци-
онного номера,
• непосредственное распознавание регистрационного номера,
• формирование базы данных с сохранением информации о вре-
мени, дате, направлении проезда и распознанном номере;
• обеспечение поиска информации в базе данных по номеру, дате
и времени проезда транспортного средства,
• сопоставление распознанного номера с информацией базы дан-
ных,
• распознавание автомобильных номеров разных государств.
Ниже приведены технические характеристики системы распоз-
навания автомобильных номеров.
Максимально-допустимая скорость движения транспортного
средства в зоне контроля, км/ч...........................150
Размеры зоны контроля для одной видеокамеры, м:
ширина.................................................до 4
глубина..............................................до 20
Угол наклона линии визирования видеокамеры к плоскости
пластины регистрационного номера но вертикали и горизонтали,
град.... .................................... .... др 40
Расстояние от видеокамеры до пластины регистрационного
номера, м:
максимальное.............................................75
оптимальное..........................................4... 12
Максимальное количество одновременно распознаваемых номе-
ров в одном видеокадре...................................3
Для надежного автоматического распознавания системой авто-
мобильных померов горизонтальное поле зрения объектива должно
быть не более 3 м. В этом случае максимальное расстояние до даль-
ней зоны равно I = f'3/h. где h — горизонтальный размер матрицы.
В табл. 6.1 приведены расчетные соотношения максимального
расстояния до объекта < для различных форматов матриц с учетом
фокусного расстояния /, мм.
Например, для объектива формата 1/3" с фокусным расстоя-
нием 16 мм расстояние от видеокамеры до границы дальней зоны
Таблица 6.1
Расстояние до дальней зоны при идентификации
Формат матрицы 2/3" 1/2" 1/3" 1/4"
Z, м 0,34/ 0,47/ 0,63/ 0,83/
226
Раздел 6
должно быть не более 10 м, а с фокусным расстоянием 8 мм — не
более 5 м.
Системы автоматического распознавания автомобильных номе-
ров критичны в отношении угла наклона оси видеокамеры к плос-
кости дороги (не более 9... 30°) и угла по горизонтали между направ-
лением движения автомобиля и осью видеокамеры (не более 5 .10°).
Задача распознавания автомобильных номеров упрощается там,
где на результат не оказывает влияние такой критический параметр,
как скорость движения автомобиля (допустим, он останавливается
перед шлагбаумом)
Согласно рекомендациям ряда источников для распознавания
номера легкового автомобиля его изображение на экране должно
составлять не менее 50 % от высоты экрана. Возможности реше-
ния задачи могут зависеть от психофизиологических характеристик
оператора и от условий наблюдения (освещения в зоне наблюдения,
особенности установки видеокамеры и т.п.).
Рассмотрим теперь требования к расположению видеокамер и
настройке программного обеспечения при распознавании номера
трапспортпого средства, движущегося па участке дорожного полот-
на и попадающего в поле зрения видеокамеры.
Видеокамеры распознавания в этом случае следует размещать
таким образом, чтобы обеспечивать максимальное время нахожде-
ния номерного знака транспортного средства в ноле их зрения Ви-
деокамеры рекомендуется размещать относительно зон проезда тран-
спорта на опорах ил_и П-образных конструкциях. Исходя из требова-
ний государственных стандартов о размещении номеров транспор-
тных средств (размещается по оси движения автомобиля или сме-
щается влево от оси по ходу движения), рекомендуется размещать
опору видеокамеры слева от полосы по направлению движения.
При смешении видеокамеры от оси движения транспортного
средства на параметры наблюдения за номером влияет угол между
перпендикуляром, опущенным на номерную пластину, и осью секто-
ра обзора видеокамеры. ] 1ри увеличении этого угла геометрические
искажения проекции номера ухудшают разборчивость символов, что
приводит к снижению результативности распознавания
Для упрощения рассмотрим требования к проекции указанно-
го угла на горизонтальную (горизонтальный угол) и вертикальную
(вертикальный угол) плоскости
Максимально допустимые углы наклона:
• горизонтальный угол — не более 20°,
• вертикальный угол — не более 30°,
Практические примеры применения систем видеонаблюдения
227
• крен номерной пластины относительно плоскости дорожного
полотна — не более 10 °,
Оптимальные углы наклона
• горизонтальный угол — 0° (камера расположена на оси движе-
ния),
• вертикальный угол — 20°.
При размещении видеокамер и выборе сектора обзора следу-
ет добиваться, чтобы номер автомобиля (передний, при движении
транспортного средства вперед) перемещался в поле зрения свер-
ху вниз.
При настройке сектора обзора видеокамер следует учитывать,
что минимально допустимым значением высоты символов номерно-
го знака на изооражении номера, гарантирующим высокую вероят-
ность распознавания, является значение 10 пикселов. Контроль зна-
чения указанного параметра осуществляется средствами програм-
много обеспечения системы при выполнении процедуры настройки
распознавателя номера. Распознавание знаков с меньшей высотой
приводит к значительному снижению вероятности распознавания.
Например, при типовой ширине контролируемой полосы 3,5 м,
при высоте установки видеокамеры сл.ева от полосы движения на
высоте 4,7 м и при угле ее наклона по горизонтали 8° и по вертикали
18°, получим глубину зоны контроля 6 м (на удалении от 17 до 11 м)
от точки установки (опоры) видеокамеры.
При оптимальных углах наклона видеокамеры и при высоте ее
размещения 6 м на оси движения, зона контроля будет иметь глу-
бину 6,5 м (на удалении от 20 до 13,5 м) от опоры видеокамеры.
Рассмотрим теперь требования к освещенности в зоне контроля
(для видеокамер с чувствительностью матрицы 0,05 люкс):
• минимально допустимый уровень освещенности в зоне контро-
ля — 50 лк,
• рекомендуемый уровень освещенности в зоне контроля — 150 лк.
Рекомендуется обеспечивать диффузное (рассеянное) освеще-
ние зоны контроля в видимом диапазоне Из-за особенностей све-
товозвращающего покрытия некоторых типов номерных пластин не
рекомендуется использовать фронтальную (в направлении от видео-
камеры) подсветку, так как при таком режиме освещения трудно
добиться равномерности освещения во всей глубине зоны контро-
ля. Использование ИК подсветки допускается, но при этом будет
больше зависимость интенсивности отражения номерной пластины
от степени и характера загрязнения. Предельными яв.ляются сте-
пень равномерного загрязнения номера, при которой контрастность
228
Раздел 6
изображения номерной пластины становится ниже 10 %, а также
степень неравномерного загрязнения, при которой соотношение пло-
щади загрязненных участков к площади номерной пластины состав-
ляет более 12%. При превышении указанных предельных величин
вероятность обнаружения и распознавания номерного знака сущес-
твенно снижается.
Для работы в системах распознавания номеров следует выби-
рать видеокамеры, которые позволяют фиксировать требуемое зна-
чение скорости электронного затвора при работе видеокамеры с объ-
ективом с автоматической регулировкой диафрагмы. Применение
видеокамер, не позволяющих ручную установку скорости затвора
недопустимо.
При настройке видеокамеры рекомендуется устанавливать сле-
дующие скорости электронного затвора(значения указаны для пози-
ции камеры с горизонтальным углом 8° и вертикальным углом 18°):
• для регистрации автомобилей, движущихся со скоростью до
30 км/ч, — 1/500 с;
• для регистрации автомобилей, движущихся со скоростью до
120 км/ч, — 1/1000 с;
• для регистрации автомобилей, движущихся со скоростью свыше
120 км/ч, - 1/2000 с.
Для работы в системах распознавания номеров предпочтите-
льно использовать черно-белые видеокамеры, так как. цветные ви-
деокамеры или видеокамеры «день/ночь» (переключаемые в черно-
белый режим) имеют меньшую чувствительность. Желательно от-
ключить все имеющиеся у видеокамеры функции улучшения качес-
тва изображения (например, функции снижения шума, повышения
контрастности, подстройки резкости и т.п.). Рекомендуется вклю-
чать функцию компенсации встречной засветки. Могут примени-
ться также цифровые видеокамеры для систем машинного зрения,
имеющие покадровый затвор, и формирующих несжатый цифровой
поток данных.
Процесс анализа видеоизображения проходит, как правило, сле-
дующие этапы:
• нормализация изображения: удаление шумов в видеопотоке,
нивелирование эффектов потери фокуса, неравномерного рас-
пределения яркости от источников света, удаление какой-либо
графики с фена номерной пластины;
• локализация номера в видеокадре: выделение областей, потен-
циально содержащих фрагменты номера, что осуществляется
анализом видеоизображения;
Практические примеры применения систем видеонаблюдения 229
• преобразование исходного изображения: графическое изобра-
жение номера преобразуется в векторную форму, максимально
походящую для быстрого распознавания (выделяются отдель-
ные символы, а используемый при этом алгоритм позволяет
осуществлять распознавание независимо от масштаба, шриф-
та символов номера, оптических искажений, налипания грязи
и разрывов),
• проверка результатов распознавания: уточнение результатов
распознавания на основе заданных шаблонов, что позволяет из-
бежать ошибок — ложного распознавания артефактов, опреде-
ления неправильного количества символов в номере, распозна-
вания близких символов и т.п.;
• сравнение результатов распознавания с информацией базы дан-
ных, реализация заданной реакции системы и оповещение опе-
ратора по результатам распознавания и сравнения
Видеопсреговорныс устройства
(видеодомофоны)
7.1. Видеодомофоны
БидеС'Псреговорные устройства (видеодомофоны), хотя и стоят
несколько обособленно от СВН, так как сочетают в себе не толь-
ко функции аудио- и видеоконтроля, но и управления доступом на
объект, но, тем не менее, включают в себя их основные компоненты.
Видеодомофоны позволяют абоненту идентифицировать посетите-
ля по изображению и голосу и дистанционно управлять отпиранием
входной двери, находясь в удалении от нее.
Как показывает практика, в большинстве случаев мошенничес-
тва, грабежей, разбоев и прочих противоправных действий, связан-
ных с завладением имущества граждан, а также при посягательс-
тве на их здоровье и жизнь, сам объект посягательства (или его
близкие) добровольно открывают входную дверь. Видеодомофоны
позволяют, соблюдая безопасную дистанцию между посетителями и
хозяевами дома или квартиры, выяснить все необходимое о посети-
телях и принять решение о возможности их допуска.
Видеодомофоны обеспечивают видеоконтроль наружного око-
лодверного пространства, двухстороннюю аудиосвязь абонента с по-
сетителем и позволяют идентифицировать посетителя по его изоб-
ражению и голосу.
Видеодомофон должен обеспечивать выполнение следующих
функций:
• вызов абонента;
• местное отпирание входной двери личным ключом (или кодом);
• дистанционное отпирание входной двери;
• акустический контроль открывания входной двери;
• акустический контроль нажатия кнопки вызова;
• акустический контроль и кнопку сброса неправильно набранно-
го кода (или номера квартиры);
• световую индикацию работы;
• возможность увеличения числа индивидуальных кодов.
Видеопереговорные устройства (видеодомофоны)
231
В общем виде в состав видеодомофона входят:
• абонентский (внутренний) блок,
• внешний блок (или блок вызова);
• процессорный блок;
• контрольное оборудование;
• основной блок питания;
• резервный блок питания;
• коммуникационные линии;
• дистанционно управляемый электрозамок;
• доводчик двери.
Блоки видеодомофона должны иметь соответствующее клима-
тическое исполнение:
• абонентский (внутренний) блок — для условий эксплуатации
внутри отапливаемых помещений;
• внешний блок, размещаемый внутри подъезда (в тамбуре) зда-
ния или снаружи квартиры — для условий эксплуатации в не-
отапливаемых помещениях;
• внешний блок, размещаемый снаружи здания (на внешней стене
или входной двери) — для условий эксплуатации на открытом
воздухе (диапазон рабочих температур от —40 до +50 °C).
Во избежание попадания осадков или прямых солнечных лучей
на внешний блок видеодомофона его передняя панель должна быть
защищена специальным козырьком или иным способом.
Особое внимание следует уделять обеспечению безопасности ви-
деодомофона, так как его пользователями являются главным об-
разом: лица, тте имеющие соответствующих знаний по обращению с
электрооборудованием. В первую очередь это относится к внешнему
блоку и электрозамку, к которым должно быть подведено напряже-
ние питания не более 24 В.
Внешний блок видеодомофона должен иметь антивандальное
исполнение и удовлетворять следующим требованиям:
• иметь металлическую врезную конструкцию и необходимые
крепежные элементы;
• его внешняя панель должна быть выполнена из металла вы-
сокого механического сопротивления и покрыта антикоррозий-
ным составом, быть устойчивой к прямым и боковым ударам
тяжелыми предметами (молоток, камень и т.п.);
• конструкция перфорации микрофона и громкоговорителя не
должна позволять вывести их из строя тонкими предметами
(нож, шило, отвертка, спица и т.п.);
• видеокамера должна быть защищена ударопрочным стеклом;
232
Раздел 7
• инфракрасная подсветка должна быть закамуфлирована, на-
пример, темным стеклом;
• клавиатура должна обеспечивать надежность и легкость набора
номера квартиры или личного кода;
• считыватель идентификатора (индивидуального ключа) абонен-
та не должен иметь открытых отверстий.
По структуре (количеству обслуживаемых абонентов) различа-
ют индивидуальные, групповые и подъездные видеодомофоны. Ин-
дивидуальные (одноабонентские) видеодомофоны позволяют обслу-
живать только одного абонента и применяются для защиты отдель-
ных квартир, небольших офисов, загородных домов, а также могут
быть установлены на постах охраны. Групповые (малоабонентские)
видеодомофоны позволяют обслуживать небольшое число абонен-
тов (как правило, от двух до шести) и применяются для защиты
закрытых приквартирных холлов, нескольких рядом расположен-
ных офисов, коттеджей и т. п И те, и другие видеодомофоны не
имеют принципиальных различий и, как правило, отличаются то-
лько количеством однотипных блоков. Подъездные (многоабонент-
ские) видеодомофоны позволяют обслуживать большое число або-
нентов (от десятков до нескольких сотен) и применяются для защи-
ты подъездов многоквартирных жилых домов, административных
зданий и т.п.
В последнее время появились интегрированные многоабонент-
ские (многоподъездные) видеодомофонные системы, предназначен-
ные для Охраны комплексов жилых и административных зданий.
Они позволяют обслуживать несколько тысяч абонентов в несколь-
ких десятков подъездов. Несмотря на то что такие системы имеют
ряд специфических функций и тактических возможностей, основ-
ные вопросы организации, а также требования и принципы выбора
оборудования подъездных видеодомофонов в равной мере относятся
и к этим системам.
Современный видеодомофон может запоминать изображения
нескольких последних посетителей (как правило, др шестнадцати)
и/или иметь выход для записи каких-либо событий. Некоторые ви-
деодомофоны позволяют использовать телефон и телевизор в качес-
тве переговорного устройства и видеомонитора соответственно: при
поступлении вызова они переходят в режим видеодомофона, а пос-
ле окончания переговоров автоматически или вручную переходят в
обычный режим работы.
На рис. 7.1 в качестве примера показана простая двухпроводная
конфигурация индивидуального видеодомофона, который содержит
Видеопереговорные устройства (видеодомофоны)
233
Рис. 7.1. Конфигурация видео-
домофона, состоящего из одной
видеокамеры и одного монитора
внешний и внутренний блоки. Для
удобства абонента может быть ус-
тановлена дополнительная аудиот-
рубка (например, в другом поме-
щении), с помощью которой мож-
но беседовать с посетителем, не
подходя к монитору внутреннего
блока.
В многокомнатных квартирах
и небольших офисах удобно при-
менять расширенные индивидуаль-
ные четырехпроводные видеодомофоны. На рис. 7.2 показана кон-
фигурация видеодомофона с одним внешним блоком (одной видео-
камерой), двумя внутренними блоками (мониторами) и дополните-
льной аудиотрубкой. Внутренние блоки и аудиотрубку устанавлива-
ют в разных помещениях. "Управление электрозамком может быть
осуществлено с каждого из этих устройств.
На рис. 7.3 показана конфигурация расширенного индивидуаль-
ного четырехпроводного видеодомофона с двумя внешними и одним
внутренним блоками. Видеодомофон рекомендуется для квартир и
офисов, имеющих два входа, для каждого из которых предназначен
свой внешний блок и электрозамок. При этом внутренний блок,
Внешний
блок
Дополнительный Внутренний
монитор блок
Рис. 7.2. Конфигурация видеодомофона, состоящего из одной
видеокамеры и двух мониторов
Рис. 7.3. Конфигурация видеодомофо-
на, состоящего из двух видеокамер и
одного монитора
Внешний Внутренний Внешний
блок 1 блок блок 2
234
Раздел 7
Внутренний Внешний
(абонентский) (квартирный)
блок блок
Переговорное
устройство
ик подсветка
Монитор
Кнопка
открывания
электрозамка
Телефонная
трубка
Дополнительная
трубка
Электро-
замок
Дисплей
Видеокамера
Основной
блок питания
Резервный
блок питания
Рис. 7.4. Типовая конфигурация двухуровневого подъездного видеодомофона
Монтажный
блок
Процессорный
блок
включаясь по вызову с любой из дверей, может управлять обоими
электрозамкамя.
При оборудовании объектов видеодомофонными системами час-
то используют принцип двухуровневой защиты. Первый уровень об-
разует подъездный видеодомофон, ограничивающий вход в подъезд,
второй уровень — индивидуальные и/или групповые видеодомофо-
ны, устанавливаемые на дверях квартир или закрытых холлов.
На рис. 7.4 в качестве примера приведена типовая конфигура-
ция двухуровневого подъездного видеодомофона. По аналогии мож-
но организовывать двухуровневые видеодомофоны других конфи-
гураций.
На рис. 7.5 приведена схема соединения компонентов видеодо-
мофона с запирающим устройством.
Одним из важных требований, предъявляемых к видеодомофо-
ну, является возможность его работы в полной темноте (например,
при авариях в электроосветительной сети, однако на сам видеодомо-
Видеопереговорные устройства (видеодомофоны)
235
Вызывная
панель
Видеодомофон
I
Контроллер
—ж
Электромеханический
замок
Блок
питания
Рис. 7.5. Схема соединения компонентов видеодомофона с запирающим
устройством
фон питание при этом должно быть подано), так как большинство
объектов, на которых эксплуатируются видеодомофоны, как прави-
ло, не имеют резервного дежурного освещения. Для этого внешний
блок видеодомофона оснащают ИК-подсветкой. В технической до-
кументации на видеодомофоны, как правило, указывают не чувстви-
тельность видеокамеры, а максимальное расстояние, на котором она
еще может «видеть» посетителя в условиях полной темноты. Обыч-
но это расстояние зависит от мощности источника ИК-подсветки и
находится в пределах 1 м.
Из-за ограниченных размеров внешнего блока в видеодомофо-
нах чаще всего используют черно-белые мопоплатные вид еокамеры
обычного разрешения (380 ТВЛ) па матрицах формата 1/3", осна-
щенные малогабаритными объективами.
Угол обзора выбирают исходя из целевой задачи. Для иден-
тификации посетителя, стоящего на расстоянии 0,5. 1,0 м от двери,
изображение его лица должно занимать 60...80 % экрана видеомони-
тора, а это обеспечивается при углах обзора 70...75° по горизонтали
и 50. .55° по вертикали (рис. 7.6).
Задача идентификации посетителя на большем расстоянии мо-
жет быть решена двумя способами:
236
Раздел 7
Рис. 7.6. Углы обзора видеока-
меры видеодомофона по верти-
кали (ад) и горизонтали (ад)
• применением видеокамеры повышенного разрешения (500...600
ТВЛ),
• применением объектива с большим фокусным расстоянием.
Для реализации первого способа требуется лишь подобрать под-
ходящую видеокамеру и умудриться разместить ее во внешнем бло-
ке. Второй способ осуществить сложнее из-за того, что неболь-
шой угол обзора применяемого объектива значительно ограничи-
вает контролируемое околодверное пространство Поэтому иногда
устанавливают дополнительную видеокамеру обычного разрешения
и выводят изображение с нее на тот же видеомонитор, что и с основ-
ной видеокамеры (большинство современных видеодомофонов поз-
воляет это сделать).
Для обнаружения посетителя применяют объективы с больши-
ми углами обзора (120...180°). Это обеспечивает контроль большей
части околодверного пространства, однако изображение на экране
монитора получается несколько искаженным, что зачастую не поз-
воляет идентифицировать посетителя.
Особое место в видеодомофонных системах занимают так на-
зываемые видеоглазки, которые позволяют вести скрытое наблю-
дение Видеоглазок, как было сказано выше, представляет собой
миниатюрную видеокамеру, оснащенную специальным объективом,
и снаружи выглядит как обычный дверной глазок. Видеоглазки с
объективами типа Pin Hole маскируют так, чтобы их можно было
обнаружить только с помощью специальных средств.
Такие видеоглазки имеют входное отверстие 0,8 ..2,0 мм, и их ис-
пользуют, как правило, в качестве дополнительных видеокамер для
контроля пространства, не просматриваемого основной видеокаме-
Видеопереговорные устройства (видеодомофоны)
237
Входное
отверстие
объектива
Объектив
Pin-hole
типа
"‘карандаш”
Косяк двери
Видеокамера
Рис. 7.7.Вариант установки видеог-
лазка в дверном косяке
Рис. 7.8. В ар и ант установки видео-
глазка в стене
Видеокамера 1 Видеокамера 2
Рис. 7.9.Вариант установки виде-
оглазка и дополнительной видео-
камеры сбоку от входной двери
рой (например, сбоку огг входной двери), а также для наблюдения за
поведением посетителя внутри квартиры. Видеоглазки могут быть
вмонтированы, например, в дверной косяк или в стену (рис. 7.7 и
7.8).
На рис. 7.9 показан вариант размещения видеоглазка (видео-
камера 1) в деревянную или металлическую дверь вместо обычного
дверного глазка. Недостатком такого способа является наличие мер-
твой зоны справа и слева от двери. Его можно устранить путем:
• увеличения угла зрения видеокамеры 1 (до 200°);
• установки дополнительной скрытой видеокамеры 2 в стене ря-
дом с дверью охраняемой квартиры.
Для работы в условиях полной темноты или слабой освещен-
ности используют специальные ИК-прожекторы (типа «болт»), за-
маскированные под шляпку гвоздя на обивке двери или дверной
коробке. Изображение с видеоглазка может быть выведено на виде-
омонитор с большим экраном, что позволяет получить достаточно
качественное изображение.
7.2. Электрозамки
Для дистанционного открывания двери в комплекте видеодомо-
фона применяют электрозамок, который бывает двух типов: элек-
тромеханический и электромагнитный.
238
Раздел 7
Электромеханический замок имеет механический ригель, кото-
рый при подаче сигнала на открывание двери втягивается солено-
идом. Одной из разновидностей электромеханического замка явля-
ется электрозащелка, которая используется совместно с обычным
механическим замком.
К достоинствам электромеханического замка можно отнести его
относительно низкую стоимость и возможность работы при отклю-
чении питания как обычного механического замка. В то же время
электромеханический замок имеет недостаток, который заключает-
ся в наличии механических подвижных частей. При эксплуатации
замка в квартирах и закрытых холлах, т. е. в достаточно благопри-
ятных условиях с точки зрения климатических воздействий и срав-
нительно небольших количеств циклов «открывание-закрывание»
этот недостаток практически не проявляется. Однако он становятся
существенным препятствием для применения этого замка на двери
подъезда- воздействия повышенной влажности и низких темпера-
тур воздуха могут привести к замерзанию и застопориванию под-
вижных частей, а частые открывания и закрывания (очевидно, что
подъездный замок эксплуатируется более интенсивно, чем квартир-
ный) — к их преждевременному износу. Кроме того, электромеха-
нический замок имеет личинку для обычного ключа, которая может
быть повреждена Поэтому этот замок можне рекомендовать толь-
ко абонентам индивидуальных и групповых видеодомофонов (т е. в
квартирах или закрытых холлах).
Электромагнитный замок состоит из блока электромагнита, ко-
торый крепят на дверном косяке, и ответной стальной пластины, ко-
торую крепят на дверном полотне. Электромагнитный замок срав-
нительно дорог, поэтому его целесообразно применять там, где пре-
дъявляются жесткие требования к исполнительному механизму.
Отсутствие подвижных механических частей, высокая надежность,
износоустойчивость, анти вандальное исполнение делают такой за-
мок единственно приемлемым для блокировки двери подъезда дома.
Рекомендуется выбирать электромагнитный замок, который обеспе-
чивает:
• усилие удержания в штатном режиме не менее 300 кг;
• подавление остаточной намагниченности при подаче сигнала на
открывание двери;
• сохранение небольшой остаточной намагниченности при аварии
электропитания;
• световую и звуковую сигнализации открывания двери;
• регулировку времени открывания (обычно 1...15 с).
Видеопереговорные устройства (видеодомофоны)
239
Электромагнитный замок должен иметь аитивапдальное испол-
нение и удовлетворять следующим требованиям:
• металлическая пластина и электромагнит должны быть прочно
закреплены на дверном полотне и косяке;
• при закрытой двери пластина и электромагнит должны плот-
но (без зазора) прилегать друг к другу всей поверхностью, в
противном случае усилие удержания может значительно уме-
ньшиться;
• конструкция электромагнита должна исключать возможность
повреждения обмотки.
К электрозамку предъявляют особые требования, в частности,
как уже было сказано, напряжение его питания не должно превы-
шать 24 В. Это связано с обеспечением безопасности пользователей,
так как часто замок устанавливают на металлическую дверь (преж-
де всего на входную подъездную), которая при эксплуатации в лю-
бых погодных условиях может иметь влажную поверхность, что при
неисправностях или повреждениях в замке или проводке могло бы
привести к тяжелым последствиям. По этим же причинам электри-
ческие цепи замка должны быть изолированы от его корпуса.
Электрозамок видеодомофона (особенно подъездного) должен
иметь большую наработку на отказ. Б качестве примера приведем
небольшой расчет, при этом будем исходить из того, что в подъезде
дома имеется 50 квартир. По статистическим данным среднее коли-
чество жильцов в одной квартире составляет 2,7 человека. Каждый
жилец в среднем пользуется входной дверью подъезда 3,5 раза в
день. Исходя из этих данных, средняя наработка подъездного элек-
трозамка за год составит 50 к 2,7 х 3,5 х 365 ~ 172463 цикла.
Учитывая пользование входной дверью почтовыми службами,
службами по эксплуатации здания (сантехники, электрики и т.п.),
посетителями и т.п., можно грубо принять наработку замка видео-
домофона равной 200000 циклов в год.
Таким образом, за время до первого среднего ремонта, а этот
срок должен составлять 2,5...3 года (в зависимости от емкости по-
дъезда), электрозамку необходимо наработать 600000 циклов. Вели
в подъезде более 50 квартир, то соответственно наработка электро-
замка за тот же период будет приближаться к 1000000 циклов. Эта
цифра и является отправным ориентиром при выборе электрозамка
и видеодомофона в целом. Кстати, не меньшую наработку должен
иметь внешний блок видеодомофона и, прежде всего, его клавиату-
ра. В связи со сказанным электромеханические замки рекоменду-
ется устанавливать на входных дверях подъездов с максимальным
240
Раздел 7
количеством квартир в них 25...30 Для подъездов домов с большим
количеством квартир необходимы запирающие устройства с более
значительной наработкой на отказ и в первую очередь к ним можно
отнести электромагнитные замки
Помимо сказанного, применение механических ключей в подъ-
езде дома с количеством более 20 квартир приводит к полному из-
нашиванию секретного механизма замка через несколько месяцев
эксплуатации. Поэтому в подъездных видеодомофонах желательно
применять электронные ключи со считывателем, имеющим боль-
шую износостойкость. В этом плане хорошо зарекомендовали себя
электронные ключи на основе Touch. Memory.
При выборе запирающего устройства для подъезда необходимо
учитывать, что при возникновении в доме различных аварийных
ситуаций (пожар, отключение электроэнергии и т. п.) входная дверь
должна быть разблокирована изнутри.
7.3. Рекомендации по выбору и эксплуатации
видеодомофонов
На выбор вида видеодомофона влияют, в основном, два факто-
ра. требуемый абоненту уровень безопасности и стоимость оборудо-
вания с установкой. Также при выборе видеодомофона необходимо
обращать особое внимание на его климатическое исполнение, анти-
вандальные свойства и надежность.
Выбор структуры видеодомофона (индивидуальный, групповой
или подъездный) зависит от задач, которые решают абоненты, и от
их материального достатка. Индивидуальный и групповой видеодо-
мофоны обеспечивают безопасность только отдельной квартиры или
закрытых холлов и не ограничивают проход нежелательных посети-
телей в подъезд дома. Подъездный видеодомофон предпочтительнее
других, так как позволяет ограничить проникновение в подъезд до-
ма посторонних лиц и тем самым улучшить санитарные условия его
содержания предотвратить порчу общественного имущества (лиф-
тов, дверей и т.п.).
При выборе видеодомофона (в основном это касается подъезд-
ного) следует обращать особое внимание на следующие аспекты:
• фирма-поставщик оборудования должна иметь не менее чем
трехлетний практический опыт работы в данной области (еще
более жесткие требования в этом плане должны быть предъяв-
лены к фирме-изготовителю видеодомофона);
• предлагаемую номенклатуру оборудования и наличие его адап-
тации к требованиям российского рынка, а именно: климати-
Видеопереговорные устройства (видеодомофоны)
241
ческая устойчивость (прежде всего диапазон рабочих темпе-
ратур, который должен быть для некоторых блоков не менее
-40...+40 °C); вапдалоустопчивость; устойчивость к нестаби-
льному питанию; наличие сертификата соотьетствия, наличие
технических условий, по которым производится предлагаемая
продукция; наличие полной эксплуатационной документации с
принципиальными и монтажными схемами на русском языке;
наличие стабильного гарантийного и послегарантийного обслу-
живания предлагаемого оборудования и возможность закупки
ремонтных ЗИП и отдельных модулей для эксплуатационного
запаса
Последнее весьма важно, так как видеодомофон является изде-
лием длительного и очень интенсивного пользования, срок его эксп-
луатации составляет от пяти до восьми лет (в зависимости от коли-
чества пользователей) и все это время оборудование необходимо под-
держивать в работоспособном состоянии, в сжатые сроки устранять
возчиктпие неполадки и отказы, а это невозможно без постоянно-
го технического обслуживания и соответствующего сопровождения
предприятием-изготовителем своих изделий.
Поставка видеодомофонов потребителю осуществляется, как
правило, в виде отдельных блоков, из которых можно строить систе-
мы различных конфигураций, а применение современных электрон-
ных компонентов и технологий наделяет видеодомофоны широкими
функциональными возможностями. Помочь разобраться в многооб-
разии вариантов и предложить приемлемый вариант заказчику (в
большинстве случаев не знакомому с указанной техникой) одна из
задач поставщика оборудования.
Выбор конфигурации видеодомофона рекомендуется начинать
с определения:
• максимального количества абонентов, которое может обслужи-
вать видеодомофон (оно должно быть больше или равно реаль-
ному количеству обслуживаемых абонентов);
• необходимого количества абонентских блоков (по желанию або-
нента у пего может быть установлено несколько блоков);
• типа (а следовательно, и стоимости) устройства идентификации
хозяина квартиры (код, обычный ключ, оптическая или магнит-
ная карточка, электронный ключ Touch Memory и т.п.),
• максимального количества кодов (оно должно превышать мак-
симальное количество обслуживаемых абонентов).
При выборе подъездного видеодомофона необходимо обращать
внимание на особенности его эксплуатации. У входных дверей поди-
242
Раздел 7
езда дома всегда существует сильная воздушная тяга, которая при
закрытых дверях усиливается через щели и неплотности внешне-
го блока и электрозамка. Разность температур между холодным
наружным и теплым подъездным воздухом неизбежно создает на
поверхности, а также внутри внешнего блока и электрозамка кон-
денсат. Поэтому внешний блок и электрозамок подъездного видео-
домофона должны быть защищены от пыли и влага (платы защище-
ны лаком, а металл антикоррозийными покрытиями). Кроме того,
они должны сохранять работоспособность при внутренних накопле-
ниях пыли. По этим же причинам во внешнем блоке видеодомофо-
на не должны применяться динамические микрофоны и громкого-
ворители с бумажным диффузором, имеющие низкую климатичес-
кую устойчивость. Здесь предпочтение следует отдавать электрет-
ным микрофонам и громкоговорителям с резиновым или латексным
диффузором.
Клавиатура внешнего блока видеодомофона должна быть эрго-
номичной и удовлетворять требованиям пользователей всех возрас-
тных групп. Кнопки клавиатуры должны быть достаточного раз-
мера для возможности пользования ими в варежках или перчатках.
Усилие нажатия кнопки клавиатуры не должно превышать 250 г.
Конструкция клавиатуры (если она механическая) не должна до-
пускать возможности непосредственного приложения большой си-
лы на исполнительный переключатель. Нажатие кнопки должно
дублироваться звуковым или световым сигналом.
Видеодомофон должен обеспечивать стабильную работу разго-
ворного тракта на длинных линиях сопротивлением не менее 20 Ом.
При выборе видеодомофона необходимо обращать внимание на гром-
кость, которую обеспечивает громкоговоритель внешнего блока при
передаче сигнала с абонентского блока. Она должн а быть достаточ-
ной для слоговой разборчивости (не ниже 70 процентов) на шумной
улице. Абонентский блок должен развивать сигнал вызова гром-
костью не менее 70 дВ.
Российский рынок видеодомофонов представлен самыми разно-
образными изделиями как зарубежного, так и отечественного про-
изводства. Рассмотрим некоторые из них.
Широкое распространение в нашей стране получили хорошо
зарекомендовавшие себя изделия южнокорейской фирмы Соттах.
Однако недостаточный (со стороны отрицательных значений; диа-
пазон рабочих температур внешних блоков и их низкие антиванда-
льные качества сужают круг их применения. Аналогичные недос-
татки имеют и другие видеодомофоны зарубежного производства.
Видеопереговорные устройства (видеодомофоны)
243
Некоторые российские поставщики зарубежных видеодомофонов на-
ладили для них выпуск внешних блоков отечественного производ-
ства в аитивандалыгом исполнении, что является положительным
моментом и расширяет возможности их практического применения.
Достаточно распространены в России изделия польского про-
изводства фирмы Raikman и отечественные «Элтис», которые уже
много лет эксплуатируются в разных регионах нашей страны и не-
плохо зарекомендовали себя.
Российская научно-производственная фирма «МОДУС-И» в ко-
операции с отечественными предприятиями производит оборудова-
ние для видеодомофонов нод маркой «Визит» и адаптирует зару-
бежные изделия к нашим климатическим, социальным и другим
условиям. Научный потенциал указанной фирмы и десятилетний
опыт работы ее специалистов в области разработки видеодомофо-
нов позволяет сочетать современные зарубежные технологии с оте-
чественной производственной базой. Изделия типа «Визит» имеют
антивандальное исполнение, диапазон рабочих температур от —40
до -1-45 °C и несколько типов моделей, рассчитанных на широкий
круг потребителей. Все изделия, выпускаемые фирмой, проходят
механические и климатические испытания. Фирма «МОДУС-Н»
обеспечивает качественное гарантийное и послегарантийное обслу-
живание, поставку ЗИП, необходимых блоков, комплектующих и
технической документации для монтажа, эксплуатации и ремонта,
осуществляя техническую поддержку своих изделий в течение все-
го срока эксплуатации.
Видеодомофон рассчитан на пользователя, не имеющего спе-
циальных знаний или навыков, поэтому правила обращения с ним
должны быть максимально простыми и легко запоминающимися.
Обычный порядок пользования подъездным видеодомофоном
следующий:
• абонент может открыть электрозамок обычным или электрон-
ным ключом, либо путем набора кода на панели внешнего блока
видеодомофона;
• посетитель набирает код нужного ему абонента (номер кварти-
ры, офиса и т.п.), либо нажимает присвоенную данному або-
ненту кнопку вызова. При получении звукового сигнала вы-
зова абонент идентифицирует личность посетителя (по голосу
или голосу и изображению), выясняет цель визита, после чего
может, при необходимости, впустить посетителя, нажав кнопку
открывания электрозамка.
8 Монтаж и техническое обслуживание
систем видеонаблюдения
Монтаж. СВН — комплексный процесс Перед его началом сле-
дует определиться с основными параметрами всей системы, с типа-
ми кабелей, применяемых для передачи данных и питающего нап-
ряжения, их длиной, защитой от повреждений и электромагнитного
излучения, условий окружающей среды (дождь, ветер и т и.). Это
важно, потому что если рядом с проводами СВН есть электрические
приборы большой мощности, излучение, создаваемое ими, может не
лучшим образом сказаться на качестве видеосигнала или точности
системы управления.
Нежелательно располагать видеокамеры и другие компоненты
возле электромоторов и другого мощного технического оборудова-
ния, которое может влиять на точные электронные устройства СВН.
Электромагнитные поля, создаваемые мощными электромоторами,
могут даже нарушать стабильность фазы питающей сети, что, в
свою очередь, повлияет на синхронизацию видеокамер и на качество
изображения на экранах мониторов.
Разумеется, следует позаботиться и об эстетической составля-
ющей. 'Гак, например, свисающие кабели видеокамер лучше всего
замаскировать кабель-каналами или же полностью закрыть их, ус-
танавливая подвесные пли натяжные потолки. Также можно вос-
пользоваться и фальшполом, в котором можно разместить кабели
любой длины и размера.
В большинстве случаев монтаж. СВН длится не один день и
шанс, что на кабели могут наступить, очень велик. Массы человека
вполне достаточно, чтобы повредить кабель и изменить тем самым
его параметры (разумеется, не в лучшую сторону).
Большинство монтажников не отягощают себя маркировкой ка-
белей в процессе монтажа, но поскольку в последующем обслужи-
вание и ремонт СЕН может производиться и другими бригадами
монтажников, не участвовавшими в ее первоначальном монтаже,
это осложняет расширение, ремонт или внесение изменений в СБН.
Особую значимость маркировка кабелей приобретает при монтаже
Монтаж и техническое обслуживание систем видеонаблюдения 245
сложных и протяженных СВН Поэтому маркировка необходима
постоянно и в соответствии с продуманным заранее планом К ком-
плекту документов, подтверждающих завершение работ, кроме пла-
на-схемы системы, должен прилагаться также перечень всех кабелей
с маркировкой. Качественно проведенный монтаж СВН повышает
ее надежность и стабильность и снижает эксплуатационные расходы.
Принято выделять три типа монтажа СВН: стандартный, вы-
сотный и сложный.
Стандартный монтаж предполагает установку всех компонен-
тов СВН на высоте не более трех метров.
Высотный монтаж выполняется на высоте от трех метров и бо-
лее, поэтому для его выполнения применяются специальные мон-
тажные инструменты, технические приспособления, а зачастую раз-
личные транспортные устройства и механизмы При таком виде
монтажа желательно иметь в штате опытного специалиста, имею-
щего навыки промышленного альпинизма.
Сложный монтаж предусматривает выполнение специальных
монтажных работ, таких например, как подземная прокладка кабе-
лей и штробление стен, выполнение строительных и сварочных ра-
бот для прокладки кабельных магистралей и установки видеокамер.
Сложный монтаж также используется при создании беспроводных
СВН и при установке видеодомофонов вместе с электромеханичес-
кими или электромагнитными замками.
Рассматривая особенности разводки питающих и сигнальных
цепей в СВН, необходимо акцентировать внимание на надежность
контактных соединений. К сожалению, весьма распространенные
скрутки проводов, изолированные лентой, и даже крепление под
винт или обжим (без существенной деформации и холодной свар-
ки) можно считать относительно падежным способом соединения
только в сухих помещениях и во влагозащищенных объемах. В дру-
гих условиях только пайка и сварка могут явиться гарантией от
спонтанных флуктуаций сигнала или питающего напряжения через
несколько месяцев эксплуатации системы.
И если в былые времена разъемы для коаксиального кабеля тре-
бовали обязательного выполнения пайки, то сейчас в основном испо-
льзуются модификации с механическим креплением: обжимные или
резьбовые разъемы и пр. Следует отметить, что сейчас паяльник во-
обще практически не применяется монтажниками СВН (использу-
ются BNC-разъемы обжимного или резьбового типа, крепление про-
водов осуществляется пружинными клеммами или клеммами «под
отвертку»), что едва ли добавляет надежности их работы.
246
Раздел 8
Для монтажа кабелей витой пары может использоваться тех-
нологический инструмент и отлаженное оборудование, широко при-
меняемые при монтаже систем связи (плинты, кроссы, кримперы,
стрипперы и т.п.).
При монтаже термокожуха необходимо сделать так, чтобы в да-
льнейшем монтажнику, работающему на высоте (например, стояще-
му на стремянке), был бы обеспечен удобный и оперативной доступ
к видеокамере и объективу при их ремонте и обслуживании. Термо-
кожухи различаются способом доступа к внутренним частям прибо-
ра, они имеют различные конструктивные решения, позволяющие
открывать их вбок, назад или путем отсоединения одной из частей
прибора от другой. Для монтажника ценно, когда в разобранном
виде термокожух не распадается на отдельные детали, а остается
единой конструкцией, при этом одна ее часть поворачивается отно-
сительно другой на петле. Крепление видеокамеры внутри термоко-
жуха должно обеспечивать ее удобную юстировку: с одной стороны,
для того, чтобы исключить касание объективом смотрового стекла,
с другой стороны, чтобы избежать излишнею удаления видеокаме-
ры вглубь термокожуха, так как это может привести к появлению
на изображении темного обрамления.
Как правило, вблизи места установки термокожуха размещают
специальную коммутационную коробку Это позволяет до выполне-
ния монтажа на высоте собирать содержимое термокожуха в поме-
щении в комфортных условиях, а на улице остается лишь соединить
кабели в коммутационной коробке. Ценной опцией некоторых тер-
мокожухов еле,дует считать наличие отделенной от основного отсека
герметичной клеммной коробки, назначение которой такое же, "что
и коммутационной коробки.
Следует отметить, что, несмотря на явное удобство выполнения
монтажа подобным образом, наличие дополнительного соединения
коаксиального кабеля может несколько снизить надежность работы
СВН, увеличить потери полезного сигнала и привести к возникно-
вению неоднородности в кабеле, а значит, может слетка уменьшить
контрастность изображения и явиться причиной появления «повто-
ров» на изображении (особенно в случае некачественного выполне-
ния указанного соединения).
Для крепления поворотных устройств применяют специальн-
ые мощные кронштейны (без шарниров), рассчитанные на большую
нагрузку (50... 70 кг).
Если имеется возможность, следует периодически осматривать
качество монтажа источника питания — пайки, печатные проводни-
Монтаж и техническое обслуживание систем видеонаблюдения
247
ки в узких местах, возможность случайного замыкания близко рас-
положенных элементов, отсутствие касания элементов и печатной
платы крепежными винтами и т. п.
Во избежание искажений на экране видеомонитора рекоменду-
ется в пределах всей СВН использовать питание от одной фазы се-
тевого на![ряжения 220 В. Если же видеокамеры установлены на
значител ьном расстоянии друт от друга, а также от помещения ох-
раны, где установлены видеомониторы, и подключаются к ближай-
шим электрощиткам или розеткам, то при этом могут возникнуть
искажения. Для борьбы с ними можно использовать разделитель-
ные трансформаторы.
При монтаже видеодомофона его абонентский блок должен ус-
танавливаться внутри квартиры в таком месте, которое может обе-
зопасить абонента от возможных преступных действий посетителя
(например, выстрела через закрытую дверь) либо обеспечить мак-
симальное удобство пользования.
Внешний блок видеодомофона должен быть установлен путем
врезки в дверное полотно, дверную коробку или стену вблизи двери.
Шлицы шурупов или винтов, крепящих переднюю панель к несущей
конструкции, после монтажа должны быть рассверлены. Высота ус-
тановки внешнего блока должна быть удобной для посетителя при
ведении переговоров, при этом его лицо должно находиться напро-
тив видеокамеры Оптимальной считается высота 1,5... 1,7 м от пола
Оборудование видеодомофонов, устанавливаемое в подъезде до-
ма, следует объединять в специальные монтажные блоки, которые
должны быть размещены в металлических шкафах и расположены
в труднодоступных местах (например, на стене под потолком). Для
создания более «мягких» климатических условий эксплуатации не
рекомендуется устанавливать монтажный блок в непосредственной
близости от входной двери подъезда. Наиболее приемлемой мож-
но считать установку монтажного блока в закрытом холле первого
этажа. Примеры установки видеодомофона приведены на рис. 8.1.
В подъездных видеодомофонах в качестве линии связи видеока-
меры (внешний блок) и видеомонитора (абонентский блок), если ее
длина не превышает БО м, может быть использован любой провод.
При большей длине следует применять коаксиальный кабель.
Все линии в подъезде должны быть проложены в металлорука-
вах, металлических коробах или трубах (либо по существующим ка-
бельным каналам) и отвечать требованиям РД78.145-93 «Системы и
комплексы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации.
Правила производства и приемки работ».
248
Раздел 8
К абонентам
К абонентам
Монтажныи
блок
Стальной
короб
Неподвижная створка
металлической двери
подъезда
„ Монтажный
Внешний блок
блок
Наружная стена
здания рядом
с дверью подъезда
Внешний
блок
Рис. 8.1. Варианты монтажа
блоков подъездного видео-
домофона: а — с установкой
внешнего блока на стене зда-
ния; б — с установкой внешнего
б) блока на металлической двери
Прокладывать линии внутри квартиры следует с наименьшими
нарушениями интерьера. Для ввода линий в корпуса блоков видео-
домофона, размещенных впе квартир и закрытых холлов, должны
быть использованы специальные металлические муфты, обеспечи-
вающие герметичность места ввода. Для исключения возможности
выдергивания кабеля из блока металлорукав должен быть жестко
закреплен на корпусе блока с помощью хомута. Гибкие переходы с
двери на стену внутри квартиры и закрытых холлов рекомендуется
делать с помощью специальных соединительных устройств типа V С
2-2 или УС 2-4 нужной длины (200, 300, 400 мм).
Электропитание видеодомофона следует осуществлять через
штатный источник питания от сети переменного тока Вопрос о
применении в подъездном видеодомофоне резервируемого источни-
ка питания должен рассматриваться в каждом конкретном случае.
Это связано с тем, что при различных аварийных или чрезвычай-
ных ситуациях в доме (например, при пожаре) входная дверь по-
дъезда пе должна служить препятствием для эвакуации людей и
проведения аварийно-спасательных работ. Резервируемые источни-
ки питания могут быть применены в индивидуальных и групповых
видеодомофонах. При этом необходимо обращать внимание на то,
чтобы переход с основного питания на резервное, а также подзаряд-
ка аккумулятора в таком источнике производились автоматически.
Резервный источник питания должен обеспечивать бесперебойную
работу видеодомофона в течение времени, необходимого для устра-
нения аварийной ситуации в электросети или при других чрезвы-
чайных обстоятельствах (обычно не менее 2 ч)
Заключение
Прогресс в технологиях затрагивает все направления техники,
и в том числе и отрасль видеонаблюдения. Вслед за внедрением
сетевых технологий, позволяющих передавать видеопакеты па лю-
бые расстояния, в индустрии видеонаблюдения появилась еще од-
на новая технология, объединяющая в себе качество 1Р-решений
и относительную простоту использования, — это HD CCTV (High
Definition Closed Circuit Television), т. e. замкнутые телевизионные
системы высокой четкости. Они позволяют получать и передавать
высококачественное изображение по коаксиальному кабелю RG-59,
RG-6 и RG-11 с двумя форматами разрешения. 720р (1280x720) и
1080р (1920x1080) (по аналогии с телевидением высокой четкости
HDTV —High Definition Television).
Долгие годы в СВН господствовали устройства стандартного
разрешения из-за того, что, во-первых, ограничения, накладываем-
ые емкостью сетевых хранилищ и пропускной способностью сетей,
не давали в полной мере воспользоваться преимуществами мегапик-
селных видеокамер, и, во-вторых, качество видео, которые обеспечи-
вали видеокамеры стандартного разрешения, казалось вполне при-
емлемым.
Как ни парадоксально это звучит, полноценному проникнове-
нию технологий HDTV в сферу видеонаблюдения некоторое время
назад мешало их основное преимущество — высокое разрешение.
Видео, соответствующее параметрам HDTV, очень объемное, а из
этого вытекают повышенные требования к пропускной способности
каналов передачи видеоконтента и к объему хранилищ; информации.
Проблема нехватки инфраструктурных ресурсов решилась с расп-
ространением формата сжатия Н.264, известным также как MPEG-4
part.10 и MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding — улучшенное ко-
дирование видео).
Более совершенная технология оказалась гораздо экономичнее,
чем существующие. IP-видэокамеры стандарта HDTV стали превос-
ходной заменой не только традиционным аналоговым видеокамерам
и IP-видеокамерам стандартного разрешения. В комплекте с широ-
коугольным объективом HDTV-видеокамера охватывает значитель-
250
Заключение
ный участок сцены, заменяя группу видеокамер стандартного разре-
шения. Видеоинформация, поступающая с такой камеры, обладает
высокой степенью детализации.
Видеосигналы высокого разрешения начинают обретать свою
популярность в тех СЕН, где заказчик желает видеть изображе-
ние высокой четкости, лучше различать и распознавать детали, ли-
ца, номиналы денежных купюр, автомобильные номера и т. п. Пер-
вые СВН, которые предложили пользователям работу с видеосиг-
налом высокой четкости, стали IP СВН, однако HD CCTV — наи-
лучшая альтернатива им особенно в тех областях, где применение
IP-технологий ио каким-либо причинам нецелесообразно или неже-
лательно. HD CCTV, также как и технология 1Р-видеонаблюдения,
предлагает пользователю видеосигналы высокого разрешения, од-
нако, в отличие от нее, передача сигналов идет по стандартному
для аналоговых СВН кабелю и обрабатывается при помощи специ-
альных устройств — видеорегистраторов. Передача HD-потока осу-
ществляется через интерфейс HD-SDI (High Definition Serial Digital
Interface) — цифровой последовательный интерфейс высокого раз-
решения, позволяющий вести качественный видеомониторинг и сох-
ранять минимальный отклик при анализе поступающего потока ин-
формации.
Концепция технологии HD CCTV заключается в передаче не-
компрессированных и некодированных потоков данных без задер-
жек и потери качества на скорости до 1,5 Гбайт/с. Видеокамеры
HD CCTV используют прогрессивную развертку, что устраняет раз-
мытость и мерцания, свойственные аналоговым системам, и намно-
го повышает разрешение. В настоящее время интерфейс HD-SDI
широко применяется во время трансляции телевизионных каналов,
спортивных и других мероприятий.
В мае 2009 года из нескольких компаний, а в их числе и та-
кие гиганты, как Pixim и EverFocus, зародилась новая отраслевая
ассоциация, преследующая далеко идущие цели по продвижению
и широкому распространению формата HD CCTV. На сегодняшний
день альянс HD CCTV насчитывает более сорока участников и имеет
расширенную экономическую и техническую программу поэтапного
развития стандарта.
Последние достижения в видеонаблюдении внедряют и ведущие
производители автомобилей, которые представляют целую россыпь
новых систем безопасности, предназначенных для резкого сокраще-
ния числа аварий на дорогах. Одной из самых интересных являет-
ся комплекс, который уже успели прозвать «антиблондинка>/. Речь
Заключение
251
идет о системе, которая будет автоматически контролировать прос-
транство со всех сторон автомобиля и не позволит водителю «слу-
чайное перепутать педали газа и тормоза. Например, новая система
под названием Acceleration Suppression for Pedal Misapplication смо-
жет «понимать», где находится машина. И если речь идет о месте,
где много машин (например, на парковке), то электроника станет
блокировать все резкие нажатия на педаль газа. Также при опас-
ном. приближении к препятствию автоматически будут задейство-
ваны тормоза.
Кроме того, на новых автомобилях появляются камеры задне-
го вида, благодаря которым становится возможным «читать» доро-
гу со всех сторон (эта же система оповещает о наличии машин в
«слепой зоне»), и появляются системы, которые ищут всевозмож-
ные скрытые опасности. Например, человека, который прячется за
припаркованными машинами, но может неожиданно появиться на
дороге. А система контроля впереди едущих машин станет следить
сразу за несколькими аьто — это поможет быстрее реагировать на
возможную опасность и избежать массовых аварий.
Как видим, системы видеонаблюдения уже проделали длинный
путь и до сих пор переживают бурное развитие, чтобы, приобретая
дополнительные функции, удовлетворять все новые и новые пот-
ребности рынка.
Литература
1. www.secunty-bndge.com
2. www.axis.com
3. www.secuews.ru
4 Гедзберг Ю.М. Охранное телевидение. — М.: Горячая ли-
ния — Телеком, 2005.
5. Дамьяновски В. CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифров-
ые и сетевые технологии: Пер. с англ. 2-е изд. — М.: ООО Ай-Эс-Эс
Пресс, 2006.
6. Гвоздек М- Справочник по технике для видеонаблюдения.
Планирование, проектирование, монтаж: Пер. с нем. — М.: Технос-
фера, 2010.
7. Нильссон Ф. Энциклопедия сетевого видеонаблюдения: Пер.
с англ. — М.: ООО Ай-Эс-Эс Пресс, 2011.
8. Круглъ Г Профессиональное видеопаблюдепие. Практика и
технологии аналогового и цифрового CCTV. — М.: Секьюрити Фо-
кус, 2010
9. Родина О. В. Волоконно-оптические линии связи. Практичес-
кое руководство. — М.. Горячая линия — Телеком, 2009.
10. Ворона В. А., Тихонов В. А. Технические средства наблю-
дения в охране объектов. — М.. Горячая линия — Телеком, 2011.
11. Гедзберг Ю.М. Полезные советы для монтажников и проек-
тировщиков систем безопасности — СПб.: Мост Безопасности, 2011.
12. Шакиров Ф.А. Система телевизионного наблюдения. — М.:
НОУ Такир, 1998.
13. Никулин О.Ю., Петрушин А.И. Системы телевизионного
наблюдения. — М.: Оберег-РБ, 1997.
14. Колин К.Т., Аксентов Ю.В., Колпенская Е.Ю. Телеви-
дение. Учебник для техникумов. — М.: Радио и связь, 1987.
15. Докакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. и др Теле-
видение. Учебник для вузов/ Под ред. В.Е. Джаконии. — 3-е изд.,
перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 2003.
16. ГОСТ 21879-88. «Телевидение вещательное. Термины и оп-
ределения». — М.: Издательство стандартов, 1988.
Литература
253
17. ГОСТ 23456-79. «Установки телевизионные прикладного наз-
начения. Методы измерений и испытаний». — М Издательство стан-
дартов, 1979.
18. ГОСТ 7845-92. «Система вещательного телевидения. Основ-
ные параметры. Методы измерений». — М.: ИПК Издательство стан-
дартов, 1992.
19. ГОСТ.' Р 51558-2008. «Средства и системы охранные телеви-
зионные. Классификация. Общие технические требования. Методы
испытаний». — М.: ФГУП Стандартинформ, 2009.
20. ГОСТ 21.101-97. «Система проектной документации для стро-
ительства Основные требования к проектной и рабочей документа-
ции». Межгосударственная научно-техническая комиссия по стан-
дартизации, техническому нормированию и сертификации в строи-
тельстве (МНТКС), 1997.
21. ГОСТ 12.1.030-81. «Система стандартов безопасности труда.
Электробезопасность. Защитное заземление, зануление». Госкоми-
тет СССР по стандартам, 1982.
22. ГОСТ 23587-96. «Монтаж электрический радиоэлектронной
аппаратуры и приборов. Технические требования к разделке мон-
тажных проводов и креплению жил». Межгосударственный совет
по стандартизации, метрологии и сертификации. — Минск, 1997.
23. ГОСТ 29192-91. «Совместимость технических средств элек-
тромагнитная Классификация технических средств». — М : ФГУП
Стандартинформ, 1992.
24. ГОСТ 29073-91. «Совместимость технических средств изме-
рения, контроля и управления промышленными процессами элек-
тромагнитная. Устойчивость к электромагнитным помехам. Общие
положения». — ИПК Издательство стандартов, 2004.
25. ГОСТ 12.1.006-84. «Система стандартов безопасности труда.
Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабо-
чих местах и требования к проведению контроля». — Госкомитет
СССР ио стандартам, 1985.
26. ГОСТ 12.2.007.0-75. «Система стандартов безопасности тру-
да. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности». —
ИПК Издательство стандартов, 2004.
27. ГОСТ 12.2 013.0-91. «Система стандартов безопасности тру-
да. Машины ручные электрические. Общие требования безопасности
и методы испытаний». — М.: ФГУП Стандартинформ, 2007.
28 ГОСТ Р 50948-2001. «Средства отображения информации
индивидуального пользования. Общие эргономические требования
и требования безопасности». — Госстандарт России, 2001.
254
Литература
29. ГОСТ Р 50949-2001. «Средства отображения информации
индивидуального пользования. Методы измерений и оценки эргоно-
мических параметров и параметров безопасности». — Госстандарт
России, 2001.
30. Рекомендации Р 78.36.002-99. «Выбор и применение телеви-
зионных систем видеоконтроля». — М.: ГУВО МВД России, 1999.
31 Рекомендации Р 78 36.008-99 «Проектирование и монтаж
систем охранного телевидения и домофонов». — М.. ГУВО МВД
России, 1999
32. Руководящий документ МВД России РД 78.36.003-2002.
«Инженерно-техническая укрепленность. Технические средства ох-
раны. Требования и нормы проектирования по защите объектов от
преступных посягательств».
33. Руководящий документ МВД России РД 78.145-93. «Систе-
мы и комплексы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнали-
зации. Правила производства и приемки работ».
34. Британская национальная стратегия видоонаблюдения. Na-
tional CCTV Strategy. — М.: Издательство «Секьюрити Фокус», 2009.
35 Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Министерство
энергетики России. ОАО ВНИИЭ.
36 Санитарные нормы и правила СанПиН 2 2.2.542-96. «Ги-
гиенические требования к видеодисплейным терминалам, персона-
льным электронно-вычислительным машинам и организация рабо-
ты». — Госкомсанэпиднадзор России, 1996.
37. Строительные нормы и правила СНиП 2.08.02-89*. «Общес-
твенные здания и сооружения». — Госстрой СССР, 1990.
38. Строительные нормы и правила СНиП 3.05.06-85. «Элетро-
технические устройства». — Госстрой СССР. 1988.
39. Строительные нормы и правила СНиП 3 01 01-85*. «Орга-
низация строительного производства». — Госстрой СССР. 1988.
40. Строительные нормы и правила СНиП Ш-4-80*. «Техника
безопасности в строительстве». — Госстрой СССР. 1980
41. Федеральный закон Российской Федерации № 149-ФЗ «Об
информации, информационных технологиях и о защите информа-
ции» от 27 июля 2006 г.
Оглавление
Предисловие ................................... 3
1 Общие сведения о системах видеонаблюдения...... 7
1.1. Построение систем видеонаблюдения и решаемые ими
задачи............................................. 7
1.2. Правовые аспекты применения систем видеонаблюде-
ния .............................................. 11
1.3. Основные нормативные документы в области систем ви-
деонаблтодения.................................... 16
1.4. Основные электрические сигналы, используемые в сис-
темах видеонаблюдения ... ................. .. 21
1.5. Классификация систем видеонаблюдения......... 29
2 Компоненты систем видеонаблюдения................. 32
2.1. Устройства формирования изображений — видеокаме-
ры и объективы.................................... 32
2.2. Устройства отображения — видеомониторы....... 56
2.3. Устройства коммутации и обработки видеосигналов ... 63
2.4. Устройства регистрации видеосигналов......... 73
2.5. Устройства анализа видеосигналов............. 82
2.6. Устройства передачи видеосигналов............ 85
2.7. Установочные и защитные элементы............. 93
2.8. Устройства подсветки........................ 104
2.9 Источники питания ........................... 109
3 Цифровые и сетевые системы видеонаблюдения.... 114
3.1. Особенности цифровых систем видеонаблюдения.. 114
3.2. Системы видеонаблюдения на базе компьютеров.. 116
3.3. Сети и сетевые технологии в видеонаблюдении.. 123
3.4. Компоненты и оборудование цифровых и сетевых сис-
тем видеонаблюдения.............................. 132
3.5. Технология подключения ]р-видеокамер РоЕ ... 139
4 Тестирование оборудования систем видеонаблюде-
ния ................................................ 142
5 Основы проектирования систем видеонаблюдения.. 155
256
Оглавление
5.1. Общие вопросы проектирования систем видеонаблюде-
ния .......................................... 155
5 2. Особенности выбора и расположения компонентов сис-
тем видеонаблюдения............................. 167
5 .3. Пример рабочего проекта оснащения объекта системой
видеонаблюдения................................. 204
6 Практические примеры применения систем видео-
наблюдения ....................................... 214
G.1 Применение систем видеонаблюдения в офисных поме-
щениях, торговых и промышленных зданиях, гостини-
цах ......................................... 214
6.2. Применение систем видеонаблюдения на транспорте... 219
6.3. Применение систем видеонаблюдения для распознава-
ния автомобильных номеров...................... 224
7 Видеопереговорные устройства (видеодомофоны) . 230
7.1. Видеодомофоны............................ 230
7.2. Электрозамки............................. 237
7.3. Рекомендации по выбору и эксплуатации видеодомофо-
нов ............................................ 240
8 Монтаж и техническое обслуживание систем видео-
наблюдения ...................................... 244
Заключение.. 249
Литература................................. 252