Существует целый ряд применений систем телевизионного наблюдения в научных исследованиях и в промышленности, например, для контроля за технологическими процессами и управления ими. При этом наблюдения могут производиться в условиях очень низкой освещенности и любой не приемлемой для нахождения людей среды.
Успешно системы телевизионного наблюдения используются в магазинах, на автомобильных стоянках, в казино, банках и т.д.
Малокадровые системы для дома и офиса способствуют повышению безопасности и создают дополнительные удобства.
Такие системы могут объединяться с сетью телевизионных программ в Вашем доме. При этом на экране телевизора можно наблюдать и изображения от телевизионных камер. Управление такой системой осуществляется от пульта дистанционного управления телевизора.
Для небольшого магазина или автозаправочной станции достаточно не более четырех -- пяти камер. Используя монитор с встроенным коммутатором и удачно расположив камеры, Вы обеспечите круглосуточное наблюдение за охраняемой территорией.
Камеры могут располагаться внутри помещения на поворотных устройствах. При этом в дневное время они могут использоваться для контроля в торговом зале, а вечером и ночью -- для контроля охраняемой территории.
Количество одновременно отображаемых камер должно быть ограниченно. При увеличении количества мониторов оператору трудно следить за всеми изменениями. В многокамерных системах используются дополнительные устройства.
К дополнительным устройствам относятся детекторы движения, которые анализируют изменения изображения, например, перемещения любого предмета в поле зрения камеры и сигнализируют оператору об этом.
Для дистанционного управления камерами используются поворотные устройства. Они позволяют увеличить обзор камеры посредством ее поворота в двух плоскостях. Управление поворотными устройствами может осуществляться джойстиком.
Для одновременного получения нескольких изображений (до 16) на экране одного монитора используются квадраторы ("делители экрана"). Квадраторы преобразуют сигналы от нескольких видеокамер в изображение, которое отображается на одном мониторе. При этом изображение от любой камеры можно оперативно развернуть на весь экран.
Квадраторы получили свое название из-за того, что первые модели делили экран на 4 окна и в каждом отображалась одна из камер.
Для последовательного вывода на экран изображения от нескольких камер в системах телевизионного наблюдения используются мультиплексоры (коммутаторы). В режиме просмотра они последовательно подключают камеры к монитору.
Для оперативной работы оператор имеет возможность вывести на экран любое изображение или исключить любую камеру. Периодичность переключения и время наблюдения изображения задается для всех камер одновременно.
На крупных объектах число камер может составлять несколько десятков. Для повышения эффективности работы оператора используют матричные коммутаторы. Они позволяют создать гибкую и наращиваемую систему безопасности, в которую могут входить не только компоненты телевизионных систем, но и системы сигнализации и контроля доступа.
Запись видеоизображения может осуществляться на специализированные видеомагнитофоны в традиционных системах или в цифровой форме при помощи компьютера.
Специализированные видеомагнитофоны позволяют записывать изображение через несколько кадров (старт-стопный режим). В результате время записи увеличивается. На обычной кассете VHS (180 минут) продолжительность записи может составлять до 960 часов.
Все устройства объединяются в систему, которая обеспечивает возможность оперативного наблюдения. Управление системами телевизионного наблюдения в зависимости от их сложности и обстановки на объекте может быть автоматическим или ручным.
Компьютерные системы телевизионного наблюдения обладают рядом особенностей, которые в различных ситуациях могут играть как положительную, так и отрицательную роль.
Перераспределение функций между программными и аппаратными средствами приводит к тому, что компьютерные системы не всегда могут обеспечить быстрое переключение режимов. Кроме того, повышаются требования к оператору -- умение работать с компьютером и графическим интерфейсом.
4.1. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ ТЕЛЕВИЗИОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ
Качество изображения определяется, прежде всего, телевизионной камерой. Она представляет собой законченное устройство (рис. p4_01), которое будучи подключенным к видеовходу монитора или телевизора позволяет наблюдать изображение на экране на значительном расстоянии от объекта съемки.
В настоящее время выпускаются видеокамеры для систем телевизионного наблюдения (включая модификации), отличающиеся:
характером изображения (черно-белое или цветное);
четкостью изображения;
светочувствительностью (минимальной рабочей освещенностью объекта съемки);
возможностью цифровой обработки видеосигнала;
допустимыми климатическими условиями работы;
напряжением питания.
С целью обеспечения качественной работы в условиях переменной яркости изображения и различных уровней фоновых засветок современные телекамеры, для систем телевизионного наблюдения, оснащаются подсистемами компенсации этих воздействий.
Камеры с ручной регулировкой или вообще без соответствующей подсистемы выпускаются в основном для научных приложений.
В целях увеличения сектора обзора, телевизионные камеры устанавливают на поворотные устройства с горизонтальным или с горизонтальным и вертикальным сканированием. При повороте камеры следует учитывать возможные реакции систем компенсации внешних воздействий (засветка, воздействие импульсных источников искусственного освещения и т.д.).
При установке на улице, телекамеры помещаются в специальные защитные корпуса.
Вторым важным элементом систем видеонаблюдения является видеомонитор. Он должен обеспечивать высокую долговременную стабильность и не требовать регулярной калибровки.
Надежность также зависит от того, насколько оптимальны схемные решения, прочна и удобна механическая конструкция.
Технология производства вещательных видеомониторов за последние годы претерпела существенные изменения. Фирма Sony внедрила ряд интересных разработок в свои изделия, причем некоторые новинки появились в течение последних нескольких месяцев.
В составе аппаратуры обработки видеоинформации обычно используются два основных типа устройств: свитчеры и компрессоры.
В дополнение к основным устройствам обработки широко применяются различные вспомогательные устройства:
кабельные усилители -- для компенсации потерь в кабеле при передаче видеосигнала на расстояние до 2 км;
разветвители, позволяющие к одной телекамере подключать несколько мониторов, видеомагнитофонов и т.п.;
генераторы вспомогательной текстовой информации (даты, времени, номера или идентификатора камеры и т.п.).
Технические характеристики используемых в системах телевизионного наблюдения видеокамер приведены в табл. Пta_05.
4.1.1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ВИДЕОКАМЕР
Основу любой системы телевизионного наблюдения составляют телекамеры. На рынке систем теленаблюдения присутствует техника как ведущих фирм мира, так и тайваньских и корейских фирм.
В конструкции видеокамеры можно выделить следующие основные функциональные системы:
преобразователь свет-сигнал;
синхронизации;
автоматической регулировки усиления;
электронный затвор;
автоматической установки баланса черного;
гамма-коррекции;
съемки при низких уровнях освещенности;
объектив с автоматической диафрагмой.
Функция съемки при низких уровнях освещенности (LOLUX) замечательна тем, что позволяет снимать почти без освещения. При этом можно получить прекрасное изображение с хорошим цветовым балансом без увеличения уровня шума.
Преобразователи "свет-сигнал"
Важнейшим элементом конструкции видеокамеры является преобразователь "свет-сигнал", обеспечивающий кодирование снимаемого изображения в форме электрических сигналов.
