3274

мультиплексора возможно записывать мультиплексированные изображения от телевизионных камер на один видеомагнитофон, и просматривать ранее записанные видеокассеты на другом видеомагнитофоне

Запись кадров изображения на ленту видеомагнитофона схематично представлена на рис. 41а). Недостатком данного способа записи является потеря части видеоинформации при большом количестве подключенных камер.

Рис. 41. Варианты записи кадров изображения на ленту видеомагнитофона

Также как последовательные переключатели и квадраторы, мультиплексоры имеют входы для подключения извещателей охранной сигнализации. В этом случае, при срабатывании извещателя, связанного с какой-либо телевизионной камерой, изображение от нее выводится на дополнительный видеомонитор в полноэкранном режиме, видеомагнитофон переводится в режим записи в реальном времени, оператору выдается сигнал "Тревога".

Современные мультиплексоры имеют также ряд дополнительных функций, помогающих оператору, таких как:

1.Автоматическое и ручное "замораживание" кадра на экране дополнительного видеомонитора.

2.Контроль пропадания видеосигнала. Т.е. пропадание входного видеосигнала квадратор воспринимает как тревожную ситуацию.

3.Цифровое увеличение изображения на экране дополнительного видеомонитора.

4.Балансировка яркости изображения от всех телевизионных камер (т.е. создание равнояркого квадрированного изображения).

Матричный коммутатор - это многофункциональное устройство, позволяющее подключать любой вход к любому выходу системы, управлять СТН системы и обрабатывать сигналы извещения о тревоге по определенной программе (по ГОСТ 515582000).

Матричные коммутаторы предназначены для построения гибких и легко наращиваемых СТН.

При программировании матричного коммутатора администратор системы задает:

последовательности вывода видеосигналов от телевизионных камер на видеомониторы и видеомагнитофоны;

предустановки для поворотных устройств и трансфокаторов;

4

возможность (или невозможность) доступа к изображению (управлению) группами телевизионных камер с различных клавиатур;

систему паролей доступа к информации;

последовательность вывода "тревожных" телевизионных камер и "тревожные" видеомониторы и др.

Матричные коммутаторы могут хранить несколько последовательностей работы, которые могут быть запущены автоматически в прямом или обратном направлении в заданное время суток или день недели. Например, после закрытия выставки или музея в 19-00 необходимо последовательно вывести на экран видеомонитора изображение от всех телевизионных камер, расположенных в экспозиционных залах.

Программирование и управление матричными коммутаторами осуществляется с помощью встроенных (на лицевой панели) или выносных клавиатур. Поскольку к матричному коммутатору возможно подключение нескольких клавиатур управления, возможно при программировании системы формирование нескольких рабочих мест с определенными правами доступа и обязанностями например:

1.Рабочее место дежурного оператора группы телевизионных камер. Здесь доступны только функции просмотра изображения от определенной группы телевизионных камер и, возможно, управление ими.

2.Рабочее место дежурного оператора. Здесь доступны функции просмотра изображения от всех групп телевизионных камер и, возможно, управление ими.

3.Рабочее место администратора системы. Доступны функции программирования и настройки системы.

4.Рабочее место собственника объекта.

Здесь доступны все функции просмотра изображений, управления телевизионными камерами, программирования и настройки системы.

При выборе того или иного устройства управления и коммутации проектировщику СТН необходимо ответить на следующие вопросы:

1. Какое устройство управления и коммутации должно быть в системе?

При числе телевизионных камер до 4 при проектировании системы для объекта с небольшими материальными ценностями и слабой динамической обстановкой рекомендуется использовать последовательные переключатели совместно с установленной на объекте системой охранной сигнализации.

При необходимости записи на видеомагнитофон изображений с телевизионных камер числом до 4 используются квадраторы (возможно совместно с системой охранной сигнализации), числом от 4 до 16 и слабой динамической обстановкой - видеомультиплексоры.

При количестве телевизионных камер в СТН более 16 независимо от динамики событий на охраняемом объекте рекомендуется использовать матричные коммутаторы.

2.Необходима ли связь СТН с системой охранной сигнализации? Если связь необходима, то в любом типе устройства управления и коммутации должны быть входы для подключения извещателей охранной сигнализации и выходы для управления видеомагнитофоном или оповещателем.

3.Возможно ли в дальнейшем расширение системы?

Если в дальнейшем предполагается расширение системы за счет подключения дополнительных телевизионных камер, необходимо предусмотреть устройства с большим количеством видеовходов и "тревожных" входов. Например, если проектируемую систему из 8 телевизионных камер в дальнейшем предполагается расширять до 16, то рекомендуется сразу заложить в проект системы видеомультиплексор на 16 входов (иначе, если сейчас заложить мультиплексор на 9 входов, то потом при расширении системы придется покупать еще один на 9 входов и дополнительный видеомагнитофон для записи).

5

4. Необходимо ли формировать несколько независимых постов охраны? При положительном ответе на данный вопрос рекомендуется в качестве устройства управления и коммутации применять матричный коммутатор.

15.4. ОБОРУДОВАНИЕ ВИДЕОЗАПИСИ И АРХИВИРОВАНИЯ

Когда видеосигнал с камеры наблюдения сформирован, передан по линии связи и обработан с помощью устройств управления и коммутации, необходимо записать и архивировать изображение. Это необходимо для последующего анализа обстановки на охраняемом объекте.

Использование в СТН обычных бытовых видеомагнитофонов недопустимо, т.к., вопервых, они не предназначены для работы в круглосуточном режиме, а, во-вторых, оператору пришлось бы каждые 3-4 часа (в зависимости от применяемой видеокассеты) менять видеокассеты в видеомагнитофоне. В СТН в настоящее время используются специальные видеомагнитофоны, которые предназначены для работы круглосуточно и могут записывать более 3-х часов видеоинформации на обычную видеокассету Е-180 и цифровые видеонако-

пители.

В настоящее время в СТН применяются специальные видеомагнитофоны (СВМ) с форматами записи VHS (Vidео Ноmе System) и S-VНS (Super Vidео Ноmе System), которые отличаются стандартом выходного видеосигнала, полосой частот видеосигнала, разрешением, типом используемой видеокассеты и др.

Самым распространенным на сегодняшний день является формат видеозаписи VН8. Запись ведется на видеокассету с шириной ленты 1/2". Запись видеосигнала осуществляется видеоголовками (от 2 до 6), расположенными под углом к магнитной ленте, путем нанесения на нее наклонных видеотреков. Звук записывается отдельной головкой на звуковую дорожку, проходящую вдоль магнитной ленты.

Записываемый полный цветовой видеосигнал имеет две составляющих

сигнал яркости (Y) - несущий основную информацию о яркости тех или иных участков изображения,

сигнал цветности (два цветоразностных сигнала В-Y и R-Y) - несущий информацию о цветовой гамме изображения.

Основным недостатком формата записи VHS является низкое разрешение - не более 320 ТВЛ черно-белого и 240 ТВЛ цветного изображения.

Поэтому был разработан стандарт S-VHS для устранения этого недостатка. СВМ стандарта S-VHS имеют уже разрешение 400-450 ТВЛ как в цветном, так и в черно-белом режиме, что уже вполне достаточно для идентификации человека на экране видеомонитора при просмотре записи. Стандарт S-VHS отличается от VHS следующим:

- расширена полоса частот видеосигнала (в том числе за счет увеличения плотности записи информации на видеокассету;

-разделены составляющие полного видеосигнала, а, следовательно, исключено взаимовлияние этих сигналов.

Принципы записи видеоинформации, используемые в специальных видеомагнитофонах для использования в СТН отличаются от бытовых тем, что СВМ способен записать на обычную 3-х часовую видеокассету (Е-180) более 3-х часов видеоинформации. Это достигается за счет ведения записи не каждого кадра поступающей видеоинформации, а с интервалом в несколько кадров. Такая технология записи видеоинформации, применяемая в СВМ, получила название "time-lapse". Зависимость времени записи СВМ от интервала записи кадров приведена в табл. 10.

6

Табл. 10 Зависимость времени записи СВМ от режима записи

Недостатком технологии видеозаписи time-lapse является то, что в режиме длительного времени записи происходит потеря части информации за счет пропуска кадров. Особенно это заметно в тех режимах, когда время между записью отдельных кадров достигает единиц и десятков секунд (свыше 120Н).

Например, пусть СВМ находится в режиме записи 960Н. Тогда интервал между записью отдельных кадров составит почти 13 секунд! Это при записи изображения от одной телевизионной камеры. А если телевизионных камер 4 или 16 и запись ведется с мультиплексора? В этом случае можно с большой вероятностью сказать, что факт нарушения в охраняемой зоне никак не отразится на видеозаписи. Т.е., за время между двумя записываемыми кадрами изображения в охраняемой зоне может произойти все что угодно, а СВМ это не зафиксирует!

Для устранения этого недостатка в СВМ предусмотрен режим записи по тревоге (а1аrт recording). При этом в обычном режиме работы СВМ ведет запись с пропуском кадров в установленном пользователем режиме, а в случае поступления сигнала тревоги переключается в режим записи в реальном времени. Для осуществления режима записи по тревоге пользователь должен при программировании СВМ установить:

-режим записи СВМ в нормальном режиме работы (от 9Н до 960Н);

-режим записи СВМ в тревожном режиме (от ЗН до 24Н);

-время записи тревожного события (от 5 секунд до 10 минут или до поступления сигнала

сброса тревоги).

Переключение СВМ из нормального режима в «тревожный» осуществляется автоматически при срабатывании, например, обнаружителя движения, охранной, пожарной, тревожной сигнализации или по сигналу от других систем безопасности объекта. При этом видеомагнитофон автоматически метит индекс-сигналом начало каждой записи по тревоге, что в дальнейшем позволяет оператору быстро найти и просмотреть все тревожные записи.

Звук в СВМ записывается отдельной головкой на отдельную звуковую дорожку, проходящую вдоль видеоленты. Запись звука возможна только при непрерывном движении ленты, т.е. в режимах записи от ЗН до 24Н. Частотный диапазон звука, записываемого на видеомагнитофон и его субъективная оценка качества приведена в табл. 11.

7

Естественно, что для охранной системы этого времени записи очень мало, поэтому в цифровых накопителях видеоинформации используются методы сжатия видеоинформации (JPEG и МJPEG), при использовании которых исходный кадр изображения сжимается в 1525 раз и его размер составляет уже около 25 Кб. После сжатия на жесткий диск объемом 2 Гб можно будет записать уже около 1 часа видеоинформации.

Предыдущие расчеты времени записи проводились для режима реального времени (25 кадров в секунду), а при записи с пропуском кадров (аналогично, time-lapse у СВМ) время записи цифровых видеонакопителей может быть доведено до десятков и сотен часов. Этого уже вполне достаточно. Зависимость времени записи цифровых видеонакопителей от качества изображения и скорости записи приведена в табл.12.

Табл. 12. Зависимость времени записи цифровых видеонакопителей от качества изображения и скорости записи

В таблице приведено время записи в часах для жесткого диска емкостью 2 Гб и цветного видеосигнала стандарта РАL.

Все цифровые видеонакопители можно разбить на две группы:

1)Одноканальные устройства записи, позволяющие записывать изображение от одной телевизионной камеры,

2)Многоканальные устройства записи с видеомультиплексированием, позволяющие записывать одновременно изображения от нескольких телевизионных камер.

Дополнительной и очень удобной для оператора СТН функцией цифровых видеонакопителей является откат изображения. Кадры изображения с телевизионных камер предварительно, перед записью на жесткий диск, записываются в буфер. В случае тревоги оператор может оперативно просмотреть не только сам-момент тревоги, но и ситуацию в охраняемой зоне за некоторое время до тревоги.

Как правило, видеонакопители являются триплексными системами, т.е. оператор с помощью видеонакопителя может одновременно выполнять три действия:

1.Вести запись текущих изображений охраняемых зон на жесткий диск.

2.Просматривать сделанную ранее запись на экране SVGA монитора.

3.Наблюдать текущее полиэкранное изображение на экране обычного аналогового видеомонитора.

Стоит отметить, что традиционные системы с использованием видеомультиплексора и спецвидеомагнитофонов такой возможности не предоставляют.

Управлять режимами работы цифровых видеонакопителей можно как с помощью кнопок на передней панели, так и посредством мыши. В качестве основного используется SVGА монитор, а дополнительно может подключаться обычный аналоговый видеомонитор. Также имеется порт для подключения принтера, входы для подключения шлейфов охранной сигнализации и встроенный цифровой детектор движения, что позволяет организовывать интеллектуальную запись изображения по какому-либо событию (например, по срабатыванию извещателей охранной сигнализации).

9

15.5. МОНИТОРЫ ДЛЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ (ВИДЕОМОНИТОРЫ)

Видеомониторы - это устройства, преобразующие видеосигналы в двухмерное изображение. Видеомониторы являются изделиями, специально предназначенными для использования в СТН (высокая надежность при круглосуточной работе, частом переключении кадров и т.п.), поэтому замена их обычными приемниками телевизионного изображения недопустима. Кроме этого многие видеомониторы снабжены встроенными устройствами для приема сигналов от нескольких камер - видеокоммутаторами. Мониторы делятся на два класса - мониторы черно-белого и мониторы цветного изображения. Основными характеристиками мониторов являются размер экрана по диагонали и разрешение по горизонтали.

В системах телевизионного наблюдения, в основном, используются телевизионные мониторы с диагональю 9, 12, 14, 15 дюймов и разрешением 500...800 твл (рис. 42).

Рис. 42. Монитор для систем телевизионного наблюдения

Размер экрана мониторов:

- для черно-белых –9 (23 см), 12 (31 см), 17 (43см), 19 (47 см);

- для цветных – 14 (36см) и 21 (51 см).

Горизонтальное разрешение для мониторов может составлять:

-для черно-белых -750, 800, 900 и 1000 линии,

-для цветных -240, 300, 320 и 450 линии.

Всистемах телевизионного наблюдения наиболее широко применяются черно-

белые мониторы с размером экрана 9 и 12 . При использовании квадраторов и видеопроцессора предпочтительнее использование мониторов с размером экрана 12 и 17".

Видеомонитор должен обеспечивать строгое соответствие изображения подаваемому на него видеосигналу. Параметры, определяющие качество изображения монитора:

- четкость; - фокусировка;

- воспроизведение цвета; - сведение;

- геометрические искажения.

Видеомонитор должен обеспечивать высокую долговременную стабильность и не требовать регулярной калибровки.

Надежность также зависит от того, насколько оптимальны решения для электроники, насколько прочна и удобна механическая конструкция. Иногда сильным механическим воздействиям подвергаются даже студийные модели.

Видеомониторы могут быть оснащены звуковым каналом для передачи аудиоинформации. В ряде моделей совмещены функции монитора и видеосвитчера.

ВСТН наиболее часто применяются мониторы с размером экрана 9" и 12". При использовании устройств совмещения изображения (квадраторов) применяются, как правило, мониторы с большим размером экрана 15", 17" или 20". Выбирать монитор по

разрешению следует таким образом, чтобы оно было выше, чем у применяемых

10

телевизионных камер - монитор не должен ухудшать общее разрешение системы. При использовании в системе телевизионных камер с обычным разрешением целесообразно выбрать монитор также с обычным разрешением (600-800 ТВЛ для черно-белых и 350-400 - для цветных). В системах высокого класса, как правило, используются мониторы с разрешением 900-1000 ТВЛ (черно-белые) и 450-500 ТВЛ (цветные).

В табл. 12, 13 приведены технические характеристики мониторов ведущих фирм.

Таблица 12. Технические характеристики мониторов SANYO

*автоматическое переключение

15.6ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Рассмотрим оборудование, применяемое в СТН в качестве дополнительного и вспомогательного.

ОБНАРУЖИТЕЛИ ДВИЖЕНИЙ

СТН в том виде, в котором большинство пользователей привыкло их понимать (телевизионные камеры и видеомониторы), являются не автоматическими. То есть они не способны сами выдать сигнал тревоги оператору. Таким образом, если в ведении оператора

11

находится большое количество видеомониторов, или если вдруг оператор отвлекся, с большой вероятностью можно сказать, что тревожная ситуация на охраняемом объекте может быть пропущена. Можно конечно, осуществить видеозапись событий, но в некоторых случаях важна немедленная оперативная реакция оператора на тревожную ситуацию.

В этом случае на помощь оператору приходят обнаружители движения, поскольку они выдадут охраннику сигнал тревоги при наличии изменений в охраняемой зоне и выведут изображение тревожной зоны на экран видеомонитора даже если оно в данный момент времени не присутствует ни на одном видеомониторе системы.

Обнаружитель движения (ОД) - это устройство, формирующее сигнал извещения о тревоге при обнаружении изменений, обусловленных движением (появлением) цели на сцене (по ГОСТ Р 51558-2000).

Обнаружитель движения можно представить в виде извещателя охранной сигнализации, датчиком у которого служит телевизионная камера.

Принцип работы обнаружителя движения представлен на рис. 43.

Принцип работы обнаружителя движения следующий.

1. В начальный момент времени кадр изображения телевизионной камеры запоминается и становится эталонным кадром (запоминаются параметры кадра телевизионного изображения средняя яркость по полю изображения, распределение яркости и т.д.).

2 Следующие кадры изображения запоминаются в виде текущих кадров.

3.При наличии существенных различий между эталонным и текущим кадром изображения, превышающих заданную величину (порог) на выходе порогового устройства формируется сигнал тревоги.

4.Через некоторое время кадр эталонного изображения заменяется на текущий кадр.

Видеосигнал

Сигнал

тревоги

Порог

Рис. 43. Принцип работы обнаружителя движения

Ниже приведены основные технические характеристики, которые необходимо знать пользователю для правильного выбора и настройки обнаружителя движения (характеристики ОД согласно ГОСТ Р 51558-2000 выделены жирным курсивом).

1. Характеристики видеовходов:

-количество видеовходов. Характеристика, определяющая количество контролируемых видеоканалов,

- стандарт входного видеосигнала (PAL, SЕСАМ, NTSC и др.).

12