СОТ

С. В. Воеводин, Е. И. Духан, Е. Д. Шамонин

СИСТЕМЫ ОХРАННОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано Региональным отделением УрФО учебно-методического объединения вузов Российской Федерации по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации в качестве учебного пособия

для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 210400 – Радиотехника в УрФО

ЕКАТЕРИНБУРГ 2011

2

Рецензенты:

профессор кафедра защиты информации и техники почтовой связи МТУСИ, доктор технических наук, профессор С.С. Звежинский;

начальник управления информатизации ГОУ ВПО «Ставропольский государственный университет» доктор технических наук, профессор В.В. Копытов.

Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры

(протокол №__ от __ __ __).

3

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

СОТ — Система охранная телевизионная ТС — Техническое средство ТВК — Телевизионная камера

НСД — Несанкционированный доступ ПО — Программное обеспечение ВМ — Видеомонитор ВС — Видеосигнал

ПТУ — Прикладная телевизионная установка ПЗС — Прибор с зарядовой связью ЭЛТ — Электронно-лучевая трубка ЖКД — Жидкокристаллический дисплей

ЖКМ — Жидкокристаллический монитор ЛВС — Локальная вычислительная сеть

КМОП — Комплементарный металл-оксид-полупроводник АЧХ — Амплитудно-частотная характеристика ПК — Персональный компьютер СКУД — Система контроля и управления доступом СО — Средство обнаружения СХД — Система хранения данных ВДД — Видеодетектор движения ЧН — Человек-нарушитель

4

Оглавление

5

Введение

Бурное развитие систем охранного телевидения (СОТ), наблюдаемое в течение нескольких последних лет, привело к тому, что они прочно во-

шли в нашу жизнь. Мало кого можно теперь удивить телевизионными ка-

мерами, установленными в офисе или супермаркете, привычными стали видеоглазки на дверях в подъезды. Менее заметно для обывателя, но более быстрыми темпами внедряются профессиональные видеосистемы в прак-

тику физической защиты важных государственных, ядерно-опасных и дру-

гих производственных объектов.

Снижение цен на видеокамеры, устройства управления и обработки видеосигналов делает доступным построение многокамерных систем ви-

деонаблюдения как для относительно небольших фирм, так и крупных территориально распределенных объектов. Рост качественных показателей телевизионных систем, их разнообразие, возможность конфигурирования и адаптации под конкретные условия, широкий ассортимент готовых реше-

ний делают системы не просто востребованными, но и необходимыми для обеспечения надежного заслона от преступных посягательств на самых разнообразных объектах.

Потеря чувствительности кожного покрова, даже потеря слуха суще-

ственно ограничивают возможности человека по адекватной оценке окру-

жающей обстановки, но не лишают человека способности принимать вер-

ные решения в конкретной жизненной ситуации. Потеря зрения обедняет восприятие человеком окружающего мира и значительно осложняет при-

нятие им правильных решений. Развитие любых технических систем осно-

вывается на учете психофизических особенностей восприятия информации человеком, ведущей роли органов зрения в этом процессе. Не является ис-

ключением и технические средства охраны.

Основная ценность систем охранного телевидения состоит в том, что они позволяют получить визуальную картину происходящих на охраняе-

мом объекте событий, обладающую высокой информативностью и объек-

6

тивностью. При этом сотрудник охраны — оператор СОТ — находится не в потенциально подвергаемой нападению зоне, а в безопасном дежурном помещении, что создает ему условия для объективного анализа получае-

мой информации и принятия обдуманного решения.

Немалое значение для развития телевизионных систем имеет предос-

тавление ими уникальных возможностей всему комплексу технической защиты и дополнительных сервисов персоналу охраны. Автоматические видеодетекторы движения, основанные на современных математических методах принятий решений, в настоящий момент достигли высокого уров-

ня. Их применение не только сокращает объем записываемой видеоин-

формации, но позволяет также адекватно и быстро реагировать на тревож-

ные ситуации, возникающие на объектах охраны. СОТ — единственная из всех систем безопасности объекта, которая позволяет пользователю или службе охраны сразу определить наличие вторжения нарушителя в охра-

няемую зону, оценить степень его опасности и применять меры по его пре-

сечению. Несомненным преимуществом системы является то, что она по-

зволяет не только оградить еѐ владельца от внешних посягательств, но и выявить недобросовестных сотрудников среди персонала учреждения. Ви-

деозапись, произведенная СОТ, позволяет получать документальный мате-

риал о происходящих событиях для последующего анализа или в качестве вещественного доказательства преступных деяний. Демонстративно уста-

новленные в торговом зале телевизионные камеры и мониторы могут от-

пугивать потенциальных преступников.

Телевизионные системы распознавания автомобильных номеров ак-

тивно используются для управления доступом транспортных единиц на охраняемые объекты. Современные алгоритмы позволяют уверенно распо-

знавать номерные знаки любых типов и государств — с белым, желтым,

голубым, красным и черным фоном, с двузначным и трехзначным кодами региона. Достаточно лишь того, чтобы номерной знак транспортного сред-

ства попал в зону обзора видеокамеры. Системы ведут базу данных номе-

7

ров проехавших автомобилей, производят поиск автомобилей по архиву и сохраняют изображения распознанных номеров транспортных средств в базе данных.

Интерес к технологиям видеонаблюдения, распознавания и дистан-

ционной идентификации человека постоянно растет. Основным направле-

нием исследований в этой области является распознавание по лицу. Значи-

тельные научные исследования и технические наработки, связанные с трехмерным моделированием лица, позволяют прогнозировать скорое ши-

рокое внедрение технологий распознавания лиц для систем поиска лиц по базам данных.

Агентство перспективных разработок Министерства обороны США

(DARPA) последние несколько лет активно финансирует усилия группы университетов в области идентификации людей по языку их тела. Каждый человек имеет не только уникальные подпись и отпечаток пальца, но и не-

повторимую походку. Ученые уже освоили формализацию телодвижений и научились переводить его на язык чисел, которые обрабатывает и распо-

знает компьютер.

Детектор оставленных предметов формирует сигнал оповещения о находящихся в поле зрения телекамер подозрительных объектах. Эта функция крайне необходима для обеспечения антитеррористических меро-

приятий на важных государственных и промышленных объектах, а также в местах большого скопления людей.

В настоящее время о применении телевизионных систем автономно,

без интеграции с сигнализационными средствами охраны периметра или помещений объекта и системами управления и контроля доступа, рассуж-

дает лишь небольшой круг специалистов. На важных объектах системы видеонаблюдения используются как технические системы, дополняющие и усиливающие комплекс технических средств охраны. Однако весьма веро-

ятно, что стремление производителей изготавливать телевизионные систе-

мы, способные надежно охранять объекты самостоятельно и с минимумом

8

обслуживающего персонала, увенчается успехом в самом ближайшем бу-

дущем, с появлением «интеллектуальных» систем охранного телевидения,

которые принято относить к системам третьего поколения.

Телевизионные системы обнаружения в практике охраны объектов будут и впредь активно использоваться. Несомненно, СОТ будут продол-

жать совершенствоваться, вбирая в себя все передовые разработки в облас-

ти электроники, оптики, алгоритмов обработки сигналов и изображений.

При разработке пособия авторы попытались описать принципы функционирования телевизионных систем наблюдения в целом и их ком-

понентов в отдельности, определить, какими параметрами они характери-

зуются, отразить тенденции их развития. Уделять много внимания текущей номенклатуре рынка телевизионных устройств, который меняется очень динамично, просто не имеет смысла. Достаточно заглянуть в сеть Интер-

нет [1, 2] или в ближайшую фирму, осуществляющую поставку охранной техники, взять журнал [3]. И можно получить максимум информации о по-

следних новинках в этой области. Авторы надеются, что знакомство с дан-

ным пособием позволит читателям ориентироваться в разнообразии теле-

визионных систем и устройств, осознанно и грамотно осуществлять их вы-

бор применительно к конкретным объектам охраны.

Издание будет полезно специалистам-практикам, осуществляющим выбор, монтаж и эксплуатацию телевизионных систем наблюдения, препо-

давателям и студентам вузов, слушателям курсов повышения квалифика-

ции.

9

Глава I. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ СОТ

1.Общие положения

1.1.Назначение и основные характеристики СОТ

Вмногочисленной литературе, посвященной техническим средствам охраны в целом и телевизионным системам в частности, для обозначения одного и того же понятия авторы часто используют различные термины.

Конечно, можно спорить о целесообразности, удобстве и привычности их применения, однако точки над «и» расставил ГОСТ Р 51558 «Системы ох-

ранные телевизионные. Общие технические требования и методы испыта-

ний», принятый Госстандартом России еще в 2000 году [4]. Чтобы избе-

жать путаницы в этом важном вопросе, ниже приводится необходимый пе-

речень понятий, введенных этим ГОСТом и используемых в настоящем пособии.

Телевизионная система замкнутого типа — совокупность техниче-

ских средств, обладающих конструктивной, параметрической, информаци-

онной, программной и эксплуатационной совместимостью и обеспечи-

вающих реализацию замкнутого телевидения.

Замкнутое телевидение — телевидение, используемое в различных отраслях науки и техники и, в отличие от вещательного, не предназначено для массовой аудитории зрителей.

Охраняемый объект — территория, здание, сооружение или поме-

щение, оборудованные действующими средствами охранной сигнализации и охраняемые специальными подразделениями.

Сцена — часть охраняемой зоны либо прилегающей к ней террито-

рии, анализ изображения которой производится одной телевизионной ка-

мерой.

Цель — находящийся в пределах сцены объект (человек, имущест-

во), поведение (состояние) или индивидуальные характеристики которого могут (должны) быть определены оператором с помощью системы.

10

Стандартная цель — человек, человек-нарушитель (ЧН), весом 50– 70 кг, ростом 165–180 см, одетый в белый хлопчатобумажный халат.

Техническое средство (ТС) СОТ — конструктивно и функционально законченное (аппаратно-программное) устройство, входящее в состав сис-

темы.

Тревожное событие — проявление угрозы на охраняемом объекте.

Система охранная телевизионная — телевизионная система замкну-

того типа, предназначенная для получения телевизионных изображений

(со звуковым сопровождением или без него), служебной информации и из-

вещений о тревоге с охраняемого объекта.

Исходя из определения, системы охранного телевидения в комплексе инженерно-технических средств охраны выполняют роль поставщика ин-

формации. Конечно, установленные в нарочито заметных местах видеока-

меры убеждают потенциальных нарушителей отказаться от преступных намерений, но в целом самостоятельно СОТ не задерживают преступников и панацеей в отношении безопасности объектов от физического проникно-

вения не являются. Они решают четко очерченный круг задач, без которых современный комплекс физической защиты объектов просто немыслим.

Специалисты выделяют следующую функциональность СОТ [5]:

визуальный контроль рубежей охраны;

наблюдение за обстановкой на пунктах пропуска на объект персонала и транспорта;

приоритетное отображение тревожных событий;

верификация (подтверждение истинности) тревожной ситуации;

обнаружение нарушителей;

идентификация обнаруженных объектов (нарушителей, единиц транспорта и других целей);

получение дополнительной информации о количестве нарушителей

ивозможном направлении их движения;