Основы построения систем видеонаблюдения. Основы построения систем видеонаблюдения. Функции охранных систем реализуемых системами видеонаблюдения. Система видеоконтроля (видеонаблюдения)
 Скачать 21.84 Kb.
|
|
Основы построения систем видеонаблюдения. Функции охранных систем реализуемых системами видеонаблюдения. Система видеоконтроля (видеонаблюдения) Одним из наиболее распространенных технических средств защиты является система охранного видеоконтроля. Системы видеонаблюдения являются неотъемлемой частью системы безопасности. Такие системы представляют собой комплекс аппаратных средств, обеспечивающих наблюдение за охраняемой территорией со специального пульта. Их основное предназначение – получение изображений, служебной информации и извещений о тревоге с охраняемого объекта. C учетом конкретных условий и особенностей процессов деятельности на объекте СОТ в составе ИСБ должна обеспечивать выполнение следующих функций - прямое видеонаблюдение оператором контролируемой зоны, обнаружение и идентификацию субъектов наблюдения – людей, транспортных средств, имущества, элементов объектовой инфраструктуры; - передачу визуальной информации о состоянии охраняемых зон, помещений, периметра и территории объекта в пункт охраны для видеоверификации тревог – подтверждения с помощью видеонаблюдения факта нарушения зон охраны и выявления ложных срабатываний охранной сигнализации; - запись видеоинформации в архив для последующего анализа состояния охраняемого объекта (зоны), тревожных ситуаций, идентификации нарушителей и других задач. В общем виде систему видеонаблюдения можно представить – «камера – блок обработки – монитор – наблюдатель». Упрощенно систему охранного видеоконтроля можно описать как несколько видеокамер, каждая из которых соединена кабелем со своим монитором. Система наблюдения включает в свой состав следующие элементы: видеокамеры; мониторы; коммутаторы (переключатели, свитчеры) – устройства, позволяющие выполнять поочередный контроль за действиями объектов с нескольких видеокамер на один монитор); устройства записи изображения; видеопринтеры – позволяют регистрировать отдельные изображения; квадраторы – обеспечивают вывод изображения с разных камер на один монитор; мультиплексоры – производят запись на видеомагнитофон с разных видеокамер одновременно; пульты управления – обеспечивают управление системой наблюдения, их количество определяется в зависимости от числа постов просмотра охраняемой территории; детекторы движения; поворотные механизмы – управление может осуществляться с пульта или автоматически в сочетании с сигналами от детектора движения. Основные типы систем видеонаблюдения подразделяют на аналоговые, цифровые и сетевые. Аналоговая система состоит из следующих элементов: аналоговой видеокамеры; коаксиальных линий связи (самый распространенный способ передачи изображения); аналогового мультиплексора или квадратора; аналогового видеомонитора; аналогового видеомагнитофона. Такая система получается весьма габаритной, особенно если есть необходимость вести постоянную видеозапись. В настоящее время почти полностью вытеснена цифровыми системами. Цифровая (гибридная) система включает в себя: цифровые видеокамеры; линии связи; мультиплексор, квадратор, цифровой видеопроцессор; цифровой видеорегистратор (может иметь встроенный мультиплексор). Такая система почти не имеет ограничений по числу видеокамер и может использоваться практически на любых объектах. Основное рабочее место – компьютер со встроенной платой захвата видеосигнала (или цифровыми накопителями) и платой обработки видеоизображения, а также специальным программным обеспечением. Система на основе сетевых решений включает: цифровые видеокамеры; линии связи; сетевой концентратор; компьютерное рабочее место со специальным программным обеспечением. Интегрированная система видеонаблюдения может быть любого типа, но предполагается, что она программно-аппаратно объединена в единый комплекс с другими системами безопасности. Например, сработал датчик движения – на экране появилась эта комната; набран код доступа в деньгохранилище – на мониторе сразу появляется изображение входящего человека. Одним из наиболее важных элементов системы видеонаблюдения является видеокамера. Именно от видеокамеры зависит, что будет видеть оператор на экране своего монитора. Все видеокамеры можно подразделить на стационарные и управляемые. В зависимости от условий эксплуатации все видеокамеры относят к видеокамерам для помещений и для уличного применения. Стационарные видеокамеры для помещений можно подразделить на стандартные (без встроенного объектива); цилиндрические и купольные, в которых уже установлен объектив с фиксированной диафрагмой или объектив с автоматической регулировкой диафрагмы. На сегодняшний день разработано большое количество типов и моделей видеокамер. 1. Видиконовые – в качестве светочувствительного элемента применяется электронный прибор видикон. Подобные камеры выпускаются давно, их достоинством является простота конструкции и невысокая стоимость. Недостаток – небольшой срок службы (до двух лет) и низкая чувствительность при небольшой освещенности. Видиконовые камеры обычно используют для контроля за помещениями. 2. CCD-камеры – в качестве светочувствительного элемента применяется полупроводниковый сенсор. Имеют меньшие габариты, более высокую разрешающую способность и долговечность. CCD-камеры могут функционировать при освещенности до 1 лк и ниже. Однако такие камеры имеют высокую стоимость. 3. Сверхвысокочувствительные камеры – позволяют работать при освещении до 0,001 лк, практически в абсолютной темноте. 4. Видеокамеры с инфракрасной подсветкой – позволяют вести наблюдение в темное время суток без дополнительного освещения. 5. Специальные малогабаритные камеры (pin-hole – объектив, или «игольное ушко». В настоящее время широко применяются цветные видеокамеры. Они выгодно отличаются лучшей информативностью. Цветные камеры используются там, где очень важно знать цвет объекта (например, автомобиля). Но высокая цена (в настоящее время этот разрыв сокращается) и низкая чувствительность значительно ограничивают возможности их применения. В ночных условиях большинство современных цветных видеокамер переходят в черно-белый режим. Для организации действенной системы видеонаблюдения необходимо четко представлять себе следующее: что необходимо охранять (сотрудников предприятия, имущество, информацию и т. п.)? кто может представлять угрозу (персонал фирмы, криминальные группировки, спецслужбы и т. д.)? каким способом может быть осуществлена угроза (проникновение, использование персонала и т. д.)? сопоставимы ли стоимость охраняемого объекта и цена охраны? необходимо ли вести запись звука? Только определив оперативную задачу, можно сформулировать требования к аппаратуре. На практике часто стремятся к некоей универсальности, пытаясь объять необъятное. Первым делом следует поставить задачу распознавания системы видеонаблюдения для выполнения определенной цели. Это может быть: выявление (комплексное слежение за ситуацией, проверка тревожных сигналов от систем сигнализации и т. д.); различение (проверка наличия посторонних, надзор за поведением персонала, клиентов и посетителей и т. д.); распознавание (запись изображения лица человека, распознавание номера автомобиля и т. д.). 3.2. Виды наблюдения. Характеристика видеокамер Для выполнения охранных функций необходимо определить вид наблюдения. В зависимости от типа видеокамер и способа их установки выделяют три вида наблюдения: открытое демонстративное наблюдение – видеокамеры устанавливают в хорошо заметных местах и применяют для отпугивания потенциальных нарушителей; открытое малозаметное наблюдение – камеры ставят в декоративных корпусах, которые органично вписываются в интерьер и применяются, чтобы не отвлекать персонал и клиентов, а также не привлекать внимания нарушителя; скрытное наблюдение – видеокамеры с миниатюрными объективами pin-hole незаметны и используются для получения конфиденциальной информации и предохранения от нежелательных действий. Важной характеристикой систем видеонаблюдения является их способность противостоять несанкционированным действиям: силовым и электромагнитным воздействиям; попыткам воздействия с использованием специальных средств; попыткам изменения программного обеспечения; попыткам влияния на архивы. Кроме приведенной в начале раздела классификации видеокамер при их выборе необходимо определить, какие их характеристики будут востребованы на конкретном объекте. От чувствительности камеры зависит, что вы сможете увидеть в различных условиях освещенности. Кроме этого, видеокамеры классифицируются по виду получаемого изображения, соотношению сигнал/шум, по виду и степени защиты от неблагоприятных условий окружающей среды и ряду других параметров (разрешающей способности, формату ПЗС-матрицы, компенсированию заднего света, автоматическому контролю освещенности, наличию электронной диафрагмы, инверсии белого). Важно, чтобы эти параметры соответствовали характеристикам центрального оборудования. Нельзя забывать о питании видеокамер. Питание видеокамеры осуществляют обычно стандартным стабилизированным напряжением 9 или 12 В (с пульсациями порядка 10 мВ). Отсутствие стабилизации напряжения питания с малым уровнем пульсаций очень часто является причиной помех в видеосигнале или нестабильной работы видеокамеры. Одной из важнейших характеристик камеры является ее объектив. Чем больше фокусное расстояние, тем сильнее увеличение изображения и у же угол обзора. Диафрагма – устройство, контролирующее количество света, доходящего до поверхности матрицы, на которой формируется изображение. Все выпускаемые объективы можно разделить по способу управления диафрагмой – ручному или автоматическому. Трансфокаторы – объективы с изменяемым фокусным расстоянием, позволяющие управлять увеличением изображения. Основные характеристики видеокамер совпадают с аналогичными характеристиками фотоаппаратов: длиннофокусные объективы применяются для слежения за удаленными объектами или предметами небольшого размера; широкоугольные объективы применяют для панорамного наблюдения за объектами; объективы с изменяемым фокусным расстоянием (zoom) используются для приближения объекта наблюдения. При выборе объектива следует обратить внимание на тип его крепления, соответствие объектива формату ПЗС-матрицы, объектив с постоянным или изменяемым (вручную или автоматически) фокусным расстоянием, диафрагма – автоматическая или ручная, pin-hole – объектив и т. д. Сейчас активно развивается КМОП-технология формирователей сигнала изображения (матрицы), такие видеокамеры имеют более низкую чувствительность и цветопередачу, но позволяет сильно удешевить систему наблюдения. Выбор конкретной видеокамеры начинают с определения поля зрения объектива по горизонтали, вертикали и расстоянию до контролируемого объекта. По этим данным определяют углы зрения необходимого объектива. Далее выбирают стандартный объектив с ближайшим меньшим фокусным расстоянием, обеспечиващим немного большее поле зрения. Затем определяют наименьшую деталь объекта контроля, которую можно будет различить выбранной камерой и объективом. Чувствительность видеокамеры выбирают исходя из освещенности и коэффициента пропускания объектива. При выборе места установки видеокамеры необходимо избегать прямых засветок объектива яркими источниками света (солнце, уличное освещение, фары автомобилей и т. д.), а также по возможности минимизировать «мертвую зону». При установке видеокамеры в зоне с ярким освещением следует использовать асферические объективы, так как они рассеивают свет, вследствие чего изображение не кажется размытым. При низких уровнях освещенности камеры с высоким разрешением обычно работают лучше. Определение оптимального количества видеокамер является основным фактором, обусловливающим и уровень безопасности, и стоимость системы видеонаблюдения. Так, например, недостаточное количество видеокамер приводит к наличию на охраняемых объектах так называемых «мертвых зон». Излишнее количество камер приводит к многократному повторению изображений из одной зоны видеоконтроля, что затрудняет возможность верной оценки ситуации, необоснованному увеличению затрат на оборудование (камеры, объективы, кожухи, кабели, разъемы и др.), усложнению коммутационной аппаратуры, а следовательно, к снижению надежности системы наблюдения. В результате вместо предполагаемого роста информативности происходит ее снижение. Кожух видеокамеры может иметь антивандальное исполнение, может быть декоративным, всепогодным, с сигнализацией при вскрытии т. д. Для защиты камеры от низкой температуры и непогоды используют термокожух. Часто камеры внутри помещения устанавливают без кожуха (т. к. их не надо защищать от дождя и холода), но через некоторое время такую камеру покроют пыль и грязь. Поэтому даже внутри помещения видеокамеру лучше устанавливать в защитном кожухе. Большое внимание следует уделить креплению видеокамер: на обычном или антивандальном кронштейне, на стене, на потолке, в углу, на мачте, на поворотных устройствах (движение видеокамер лишь в одной плоскости), на пространственных кронштейнах (движение видеокамер в горизонтальной и вертикальной плоскостях), с перемещением по рельсам, с автоматическим обзорным режимом (в этом случае камера постоянно поворачивается по горизонтали между двумя заданными заранее точками, осматривая участок территории в определенном секторе). Управляемая камера позволяет увеличить на весь экран отдельный объект (или субъект), с ее помощью можно обозревать горизонт, можно сконцентрироваться на входной двери. Очень полезным свойством управляемой камеры является возможность автоматической установки в предварительно запрограммированное положение. Конструктивное исполнение управляемой камеры бывает разным. Классическая конструкция – это стандартная камера с объективом-трансфокатором (объективы с переменным фокусным расстоянием, автоматической наводкой на резкость), установленная на двухкоординатной поворотной турели. Современные интегральные камеры имеют отбалансированную комбинацию камеры и объектива в карданном подвесе внутри шарообразного кожуха. В этом случае удается добиться более высокой скорости поворота (до 360° в секунду), а также снизить цену за счет объединения всех функциональных узлов в одном корпусе. На практике наблюдение может вестись на разных расстояниях, от нескольких единиц до сотен метров. А вот определению фокусного расстояния объектива для видеокамеры очень часто не придают большого значения. С объективами с фокусным расстоянием среднего диапазона легко и удобно работать, если устраивают и масштаб, и поле зрения. Широкоугольный объектив позволяет обозревать большую площадь. Но его недостатком будет являться высокая неравномерность освещенности по полю зрения. В центре картинка будет четкой, а по краям четкость теряется. Такие объективы имеют значительные бочкообразные искажения изображения. При применении широкоугольных объективов для наружного наблюдения можно столкнуться с ограничением поля зрения входным окном кожуха. На практике при правильной установке видеокамеры вполне достаточно угла поля зрения не более 70°. Для наблюдения за удаленными объектами применяют длиннофокусные объективы(фокусное расстояние больше 120 мм). Они имеют большую чувствительность к точности фокусировки. Камеры с такими объективами надлежит ставить на массивные основания для исключения механических и ветровых вибраций, которые проявляются в дрожании изображения. На качество изображения начинают влиять условия метеорологической видимости (дымка, осадки) и даже флуктуации слоев нагретого воздуха. Длиннофокусные объективы вносят перспективные искажения, обратные широкоугольным, наблюдаемое пространство как бы сжимается вдоль визирной оси. Неправильная фокусировка объектива обычно вскрывается уже после монтажа видеокамеры и проявляется в сумерках или в ночное время. Плохо выполненная фокусировка – самая распространенная погрешность в регулировке видеокамер. Операцию фокусировки проводят с принудительно открытой диафрагмой, а регулировка чувствительности видеокамеры (обеспечивающей воспроизведение номинального по контрасту изображения на мониторе при достаточно высокой освещенности на объекте) производится автоматической системой установки необходимого времени экспонирования электронным затвором ПЗС-сенсора. Уличные камеры обычно помещают в защитные кожухи, и настройка фокусировки на месте установки становится проблематичной. С другой стороны, уличные видеокамеры обычно имеют настройку фокусировки на бесконечность. Это позволяет произвести предварительную настройку фокусировки в лабораторных условиях. Объективы с переменным фокусным расстоянием следует настраивать при двух крайних значениях фокусного расстояния последовательно, добиваясь максимального разрешения в обоих положениях фокуса. В заключение регулировки необходимо удостовериться, что в промежуточных положениях значений фокуса фокусировка сохраняется |