СОТ

151

7. Детекторы движения

Детектор движения — это устройство (рис. 7.1), формирующее сиг-

нал извещения о тревоге при обнаружении изменений, обусловленных движением (появлением) цели в кадре.

Рис. 7.1. Аппаратный видеодетектор движения Видеодетектор движения (ВДД) по функциональному признаку

можно сопоставить со средством обнаружения охранной сигнализации,

чувствительным элементом которого служит телевизионная камера. ВДД существенно упрощает работу видеооператора, поскольку не только фор-

мирует сигнал оповещения при наличии изменений в охраняемой зоне, но и выводит изображение тревожной зоны на экран видеомонитора. Послед-

нее особенно важно, если изображение тревожной зоны в данный момент времени не присутствует ни на одном видеомониторе телевизионной системы.

В системах видеонаблюдения ВДД используются для:

автоматического оповещения персонала охраны о несанкциониро-

ванных вторжениях в охраняемые зоны;

управления видеозаписывающими средствами с целью фильтра-

ции малосущественной информации, содержащей статические сцены. Это позволяет сократить используемые ресурсы памяти видео хранилищ в не-

сколько раз;

автоматического переключения тревожного видеоканала на мони-

тор оператора;управления внешними устройствами.

Работу обнаружителя (детектора) движения можно разделить на не-

сколько этапов (рис. 7.2):

В начальный момент времени кадр изображения телевизионной камеры запоминается и становится эталонным кадром. Эталонный кадр почти во всех детекторах движения сохраняется уже в сжатом виде. При-

меняются стандартные алгоритмы сжатия (M-JPEG, MPEG-1, MPEG-2, Wavelet).

Текущие кадры изображения запоминаются в промежуточном уст-

ройстве памяти и сравниваются с эталонным изображением.

При наличии существенных различий между эталонным и теку-

щим кадром изображения, превышающих заданную величину (порог) на выходе порогового устройства формируется сигнал тревоги.

Через определенное время, устанавливаемое пользователем, кадр эталонного изображения заменяется на текущий кадр.

Дополнительные настройки работы ВДД позволяют минимизировать ложные срабатывания. Обычно выделяют следующие характеристики де-

тектора движения:

Чувствительность детектора движения. Данная характеристика по-

зволяет оператору устанавливать порог срабатывания детектора, т. е. из-

менения яркости в обстановке охраняемой зоны, при которых детектор движения выдает сигнал тревоги. Зачастую у многих производителей под

153

чувствительностью понимается интегральная чувствительность, вклю-

чающая в себя не только характеристики яркости, но также резкости и контраста.

Минимальный размер обнаруживаемой цели. Данный параметр определяет, какие минимальные изменения в изображении должны про-

изойти (какого размера объект должен появиться в охраняемой зоне), что-

бы детектор движения выдал сигнал тревоги. Не менее важен вопрос о максимальном размере обнаруживаемой цели. У большинства производи-

телей он не превышает 30 % площади охраняемой зоны.

Диапазон скоростей перемещения обнаруживаемой цели. Как и в случае применения средств обнаружения охранной сигнализации, необхо-

димо ограничить диапазон скоростей движения цели как сверху (макси-

мальная скорость), так и снизу (минимальная скорость). Данные ограниче-

ния позволяют повысить помехоустойчивость видеодетектора движения за счет исключения нереальных для цели скоростей перемещения.

Количество, размер и форма зон обнаружения. Большинство про-

изводителей позволяют в своих ВДД формировать не одну, а несколько (до

4096) зон. В многозонных детекторах движения охраняемая зона, контро-

лируемая одной телевизионной камерой, разделяется на несколько зон по вертикали и горизонтали, обработка видеосигнала в которых ведется неза-

висимо. Это позволяет пользователю гибко настраивать детектор под кон-

кретную охраняемую зону на объекте: минимизировать количество лож-

ных срабатываний путем исключения из анализа тех частей охраняемой зоны, проникновение из которых на охраняемый объект маловероятно или наблюдение за которыми не требуется (например, тротуар вдоль огражде-

ния охраняемой территории).

Большинство систем видеонаблюдения, которые выпускаются в Рос-

сии, относятся к системам цифровой регистрации данных на основе персо-

нальных компьютеров. Такая популярность компьютерных систем среди российских производителей объясняется в первую очередь их дешивизной

154

по сравнению с полноценными видеосерверами и DVR). Практически в каждой системе в той или иной форме присутствует программный видео-

детектор движения (рис. 7.3). При этом пользователю доступны настройки чувствительности и маскирования необрабатываемых участков кадра.

Рис. 7.3. Работа программного видеодетектора движения

В большинстве отечественных детекторов движения на базе ПК при-

сутствуют функции детекции оставленных и унесенных предметов и де-

текции медленных и быстрых перемещений. Первая из них позволяет зна-

чительно расширить область применения детектора, например фиксиро-

вать (следовательно, привлекать к ним внимание операторов) остановив-

шиеся или отъезжающие автомобили, случайно либо преднамеренно ос-

тавленные кем-либо предметы.

155

8. Архивирование видеоинформации

Большинство систем видеонаблюдения обладает возможностями только текущего мониторинга и хранения данных в пределах ограниченно-

го периода времени. Отсутствие оперативного доступа к любому накоп-

ленному видеоматериалу, отснятому две минуты назад или в течение по-

следних месяцев (в некоторых случаях и лет), превращает самую совре-

менную систему охранного телевидения в простой набор видеокамер, мо-

ниторов и устройств цифровой записи. Без специализированного оборудо-

вания оперативного и долговременного хранения видеоданных с возмож-

ностью быстрого поиска требуемой информации эксплуатация дорого-

стоящего оборудования систем видеонаблюдения является низкоэффек-

тивной, а видеосистема оказывается незавершенной.

Комплексные решения по организации долговременного и безопас-

ного хранения видеоданных и оперативного доступа к ним основываются на системах хранения данных (СХД) и имеют следующие преимущества:

Совместимость с территориально распределенными интегриро-

ванными системами безопасности. Передаваемые с камер изображения за-

писываются на жѐсткие или оптические диски и распределяются по всему файловому хранилищу.

Доступ к видеоданным любой давности за считанные секунды.

Оператор системы видеонаблюдения имеет полный доступ к оперативной или архивной информации систем видеонаблюдения. А поиск конкретной записи с камер видеонаблюдения происходит по всему занимаемому элек-

тронному массиву памяти.

Любой объем видеоинформации. В зависимости от технологии подключения дисковых хранилищ, объѐмы хранения видеоданных систем видеонаблюдения ограничены функциональными возможностями систем хранения данных.

156Аутентичность и невозможность злоупотреблений. Технология

однократной записи (на WORM-носителях) гарантирует физическую за-

щиту записанного материала от случайного или умышленного уничтоже-

ния. При этом обеспечивается высокий уровень доступности данных и долговременное хранение видеоданных в течение нескольких десятков лет.

В зависимости от используемой технологии подключения СХД к системам охранного телевидения различают:

прямое подключение системы хранения данных к видеорегистра-

тору;

сетевое подключение системы хранения данных к видеорегистра-

тору;

удалѐнное подключение системы хранения данных к видеорегист-

ратору;

отказоустойчивое решение для хранения данных системы видео-

наблюдения;

решение по долговременному хранению данных системы видео-

наблюдения.

Прямое подключение системы хранения данных к видеорегистратору

Подключение по технологии DAS (Direct Attach Storage) предполага-

ет непосредственное подключение системы хранения данных к видеореги-

стратору (рис. 8.1). Передача данных производится на блочном уровне.

Аналоговая камера

Видеорегистратор

Аналоговая камера

СХД

Рис. 8.1. Прямое подключение системы хранения данных к видеорегистратору

157

Интерфейс подключения зависит от функциональных возможностей,

конструкции и схемотехники конкретного видеорегистратора (USB, SCSI и

т. д.). Максимальный объѐм хранения данных при DAS подключении со-

ставляет 24 ТБайт «сырой» ѐмкости на устройство хранения. Максималь-

ная скорость передачи данных составляет 400 МБайт/с.

Сетевое подключение системы хранения данных к видеорегистратору

Подключение по технологии NAS (Network Attach Storage) предпо-

лагает подключение системы хранения данных к видеорегистратору по ло-

кальной сети (LAN, рис. 8.2). Передача данных производится на файловом уровне (по протоколам HTTP, FTP и т. д.).

Рис. 8.2. Сетевое подключение системы хранения данных к видеорегистратору

Интерфейсом подключения являются два гигабитных Ethernet порта

(типа RJ-45). Максимальный объѐм хранения данных при NAS подключе-

нии составляет 56 ТБайт «сырой» ѐмкости на устройство хранения. Мак-

симальная скорость передачи данных составляет 1 Гбит/с.

Удаленное подключение системы хранения данных к видеорегистратору

Подключение по технологии IP-SAN (Internet Protocol — Storage

Area Network) предполагает подключение системы хранения данных к ви-

деорегистратору по локальной сети (LAN, рис. 8.3). Передача данных про-

изводится на блочном уровне.

Интерфейсом подключения являются от 1 до 8 гигабитных Ethernet-

портов (типа RJ-45). Максимальный объѐм хранения данных при IP-SAN

158

подключении составляет 80 ТБайт «сырой» ѐмкости на устройство хране-

ния. Максимальная скорость передачи данных — до 8 Гбит/сек.

Рис. 8.3. Удаленное подключение системы хранения данных к видеорегистратору

Отказоустойчивое решение для хранения данных системы охранного телевидения

Решение на базе NAS. Ядром решения является NAS-система хране-

ния данных, подключенная по кластерной схеме и имеющая все достоин-

ства такой схемы подключения (рис. 8.4). NAS-система работает в режиме

«active-passive» (активный-ждущий). Максимальный объѐм хранения дан-

ных — 56 ТБайт на одно устройство хранения.

IP-камера

LAN

СХД

СХД Видеорегистратор

Аналоговая камера

Рис. 8.4. Отказоустойчивое решение для хранения данных системы охранного телевидения базе NAS-технологии

Решение на базе IP-SAN. Ядром решения является двухконтроллер-

ная система хранения данных. Подключение производится по iSCSI-

интерфейсу (рис. 8.5). IP-SAN-система, как и технология NAS, работает в

159

режиме «active-passive» (активный-ждущий). Одним из достоинств этого решения является возможность подключения 8 Ethernet-портов. Макси-

мальный объѐм хранения данных — 36 ТБайт на одно устройство хранения.

Аналоговая камера

iSCSI контроллер

Видеорегистратор

СХД

Рис. 8.5. Отказоустойчивое решение для хранения данных системы видеонаблюдения. Решение на базе IP-SAN

Решение по долговременному хранению данных системы охранного телевидения

Ядром решения является NAS-система хранения данных на оптиче-

ских дисках с возможностью однократной (WORM) записи. Максималь-

ный объѐм хранения данных до — 120 ТБайт на устройство хранения (в

одном 42U-шкафу, рис. 8.6).

Видеорегистратор СХД

Аналоговая камера

Рис. 8.6. Решение по долговременному хранению данных системы видеонаблюдения

Одними из достоинств такого решения является аутентичность дан-

ных и возможность репликации данных между удалѐнными NAS-

системами.

160

Контрольные вопросы

1. Дайте определения «телевизионная камера», «телевизионный дат-

чик».

2.Изобразите структурную схему современной телевизионной платы.

3.Перечислите основные параметры ТВК.

4.Что такое разрешение ТВК?

5.Что такое оптический стандарт матрицы?

6.Дайте определение чувствительность ТВК.

7.Что такое спектральная зависимость чувствительности ТВК? Пере-

числите способы ее коррекции.

8.От чего зависит отношение сигнал/шум ТВК?

9.Что такое динамический диапазон ПЗС-матрицы?

10.Перечислите факторы, влияющие на качество объектива.

11.Приведите классификацию объективов?

12.Назовите основные характеристики объективов?

13.Назовите основные каналы передачи видеоинформации перечислите их особенности.

14.Приведите основные характеристики видеомониторов.

15.Назовите основные устройства коммутации и регистрации, исполь-

зуемые в системах видеонаблюдения. Перечислите их достоинства и не-

достатки.

16.Назначение и принцип работы обнаружителя движения.

17.Способы подключения системы хранения данных к видеорегистратору.

Достоинства и недостатки каждого способа.

18.Приведите отказоустойчивый способ хранения данных системы видеонаб-

людения.

19.Как организуется долговременное хранение данных системы видеонаблю-

дения?