Лабораторная работа изучение системы видеонаблюдения
Цель работы: изучить принцип работы системы IP-видеонаблюдения, научиться выполнять настройку системы.
Оборудование: персональный компьютер, коммутатор, браузер Internet Explorer .
Объект исследования: IP-видеокамеры D42A, D62A, DCS-2210/2230, DS-2CD6362F.
1. Общие сведения
Системы видеонаблюдения предназначены для дистанционного контроля оперативной обстановки в зонах интереса, предотвращения несанкционированного перемещения товаров и транспортных средств через таможенную границу, а также для видеозаписи с целью последующей реконструкции и анализа событий. Автоматический анализ сцен (видеоаналитика) решает следующие задачи:
привлечение внимания оператора к нештатным событиям на объекте;
защита периметра - обнаружение людей или транспортных средств в стерильных зонах;
детектирование движения и оставленных предметов;
выделение и сопровождение объектов интереса (люди, автомобили и т. д.);
распознавание объектов интереса (распознавание лиц людей, номерных знаков автомобилей, номеров вагонов и т. д.);
базовый анализ поведения - движение в запрещенном направлении, пересечение виртуальных заграждений, пребывание в запрещенной области;
контроль сохранности материальных ценностей (музеи, галереи, выставки, банки), обнаружение задымления и возгораний на объекте.
Система видеонаблюдения (Сlosed Circuit Television, CCTV ) – включает в себя совокупность видеокамер различных модификаций, линии связи, коммутатор (свитч), устройства отображения информации (рис. 1). Задачи видеоаналитики решают с помощью компьютера, входящего в состав системы.
С
истемы
видеонаблюдения могут быть аналоговыми
или цифровыми. В последние годы используют
аналоговые AHD (analog high definition)
камеры высокой четкости, но чаще цифровые
IP-камеры, позволяющие использовать
для связи стандартные локальные
(например,
Ethernet )
или глобальные (Internet)
сети. Под IP-камерой понимают
цифровую видеокамеру, особенность
которой – передача видеопотока в
цифровом формате по сети Ethernet,
использующей интернет протокол IP.
Каждая IP-камера в сети имеет свой
IP-адрес.
В отличие от аналоговых камер, при использовании IP-камер, поcле получения видеокадра с ПЗС (CCD) или КМОП (CMOS) матрицы, изображение остаётся цифровым вплоть до отображения на мониторе. Как правило, перед передачей полученное с матрицы изображение сжимают с помощью по-кадровых (MJPG) или потоковых (MPEG-4) методов видео сжатия. Существуют специализированные IP-камеры, осуществляющие передачу видео без сжатия, что обеспечивает лучшее качество изображения, но требует значительных ресурсов при передаче и сохранении видеоданных. В IP-камерах используют протоколы транспортного уровня TCP, UDP, HTTP, FTP и др. общего сетевого протокола IP, а также электропитание через сеть PoE (Power over Ethernet) .
Благодаря отказу от стандартов аналогового телевидения PAL и NTSC, IP-камеры могут передавать видеоизображения с высоким разрешением и требуемой частотой передачи кадров (как ниже, так и выше стандартной частоты в 25 Гц), что существенно повышает их оперативные возможности. Существуют камеры с мегапиксельными разрешениями: 1280x1024, 1600x1200 и более высокими. IP-камеры можно отнести к категории веб-камер. Понятие веб-камера описывает функцию устройства и является более широким. Например, к веб-камерам относят камеры с интерфейсами USB и FireWire.
Преимущества IP-камер по сравнению с аналоговыми камерами:
построение масштабируемых распределённых систем видеонаблюдения;
широкий диапазон настроек работы камеры;
отсутствие двойной конвертации сигнала, свойственного аналоговым камерам;
отсутствие привязки к телевизионным стандартам, и, как итог, использование более высоких разрешений;
возможность применения прогрессивной развёртки;
возможность передачи аудиопотока по сети параллельно с видеопотоком;
Недостатки по сравнению с аналоговыми камерами:
цена на IP-камеры выше, чем у аналоговых камер;
светочувствительность матрицы мегапиксельных IP-камер несколько ниже, чем у аналоговых камер, что затрудняет использование IP-камер на улице в темное время суток;
необходимость декомпрессии видеопотока на компьютерной платформе (клиенте);
подверженность к внешнему сетевому воздействию по сети (взлому).
Система видеонаблюдения лаборатории включает в себя цифровые IP-камеры различных модификаций. Уличная видеокамера D42A фирмы ACTi в андивандальном и влагозащищенном корпусе реализует стандарт высокой четкости 1920*1080 пикселей и частоту кадров в 30 Гц. Имеет объектив с переменным фокусным расстоянием f = (2.8 12) мм и электронный затвор с диапазоном выдержек: (1/5 1/2000) с. Обеспечивает переключение день/ночь, снабжена светодиодной инфракрасной подсветкой. Обнаруживает движение в трех настраиваемых зонах кадра. Имеет возможность подключения к сети через Ethernet Port, RJ-45 connector, поддерживает IP-протоколы TCP, HTTP, FTP и др.
Панорамная IP-камера Hikvision DS-2CD2942F имеет 2560х1440 пикселей. Чувствительность камеры характеризуют значением минимальной освещенности на объекте, при котором камера обеспечивает изображение с номинальными качественными характеристиками. Для данной камеры это 0.01 лк при F1.2 (AGC 1вкл.) и 0.001 лк при F2.8 (AGC вкл.), а также 0лк с ИК подсветкой. Частота кадров - 25 Гц. Объектив f = 1.6 мм с углом обзора 186°. Имеется переключения режима день/ночь. Стандарты сжатия H.264, MJPEG. Питание через сеть PoE, 12 В. DC ± 10%.