Simt - прогрессивная технология объектного трассирования
SIMT - Simple Intelligent Motion Trassir.
Большинство современных ОД зачастую называют детекторами активности, что говорит о том, что детектор не способен отличить реального движения от случайных изменений изображения в поле зрения камеры. Даже те детекторы, которые способны определять направление и «скорость» движения, делают это лишь на основании сравнения последовательностей пары кадров, в которых было определено «движение». И уж совсем редкие привлекают к анализу последовательность из нескольких кадров.
Технология SIMT предназначена выделить предмет, обладающий заданными параметрами на фоне многочисленного и стохастического движения, в большинстве случаев являющегося шумом.
Рис. 1. Исходное видео
Рис. 2. Обычный детектор с наложением маски детектирования
Рис. 3. SIMT с выделением и трассированием объекта.
SIMT способен фильтровать даже очень сильные шумы, неподвластные другим детекторам, такие как качание веток или снег с дождем. Легкие дрожания камеры тоже перестают быть помехой.
В данной технологии под объектом понимается реально движущийся предмет, со своей историей и характером движения, то есть то, что сложно спутать с шумом. Мало того, объекты можно отличать и друг от друга. Объект, кратковременно скрывшийся из поля зрения (например за деревом) не будет принят за новый или другой объект.
Трассируемый объект в данном случае заведомо имеет скорость и направление движения, размеры и образ – некий слепок параметров, помогающий отличить его от других объектов. SIMT способен отличить случайные срабатывания от действительно движущегося объекта.
Область применения SIMT – охрана периметров и открытых территорий.
SIMT с успехом может быть применен для охраны материальных ценностей, например, в музеях, так как превосходно справляется с отслеживанием исчезновения предметов или, наоборот, в метро и на транспортных узлах, где система видеонаблюдения - вспомогательное средство антитеррористической системы. А используемый в качестве автоматизированного средства для отслеживания нештатных ситуаций, SIMT легко покажет человека, упавшего в обморок, или бегущего там, где бег не является нормой движения.
Оборудование управления и коммутации видеосигнала
Современные системы охранного телевидения могут состоять из десятков и сотен телевизионных камер. В этом случае невозможно обойтись без уст-ройств управления и коммутации видеосигналов, поскольку если выводить изо-бражение от каждой телевизионной камеры на отдельный видеомонитор, то ни один оператор не в силах будет контролировать ситуацию на охраняемом объ-екте. Реально, оператор способен контролировать ситуацию на одном-двух ви-деомониторах. Следовательно, информация из остальных охраняемых зон будет безвозвратно потеряна.
С записью изображений ситуация та же: без использования устройств управления и коммутации в системе из 100 телевизионных камер должно быть 100 видеомагнитофонов! Даже если пользователь в силах (точнее в средствах) купить такую гору оборудования, то ему еще понадобиться несколько человек, для просмотра этих 100 видеокассет ежедневно.
Следовательно, использование устройств управления и коммутации ви-деосигналов не вызывает сомнения, поскольку они, даже при небольшом коли-честве телевизионных камер в системе, позволяют существенно облегчить ра-боту оператора, уменьшить стоимость системы в целом, синхронизировать ра-боту системы охранного телевидения с другими системами безопасности объ-екта (системами охранно-пожарной сигнализации, контроля и управления дос-тупом и др.).
Устройства управления и коммутации видеосигналов - это устройства, управляющие потоками информации в СОТ: сигналами изображения, сигналами тревоги и управляющими сигналами.
Устройства управления и коммутации подразделяются на:
- последовательные переключатели (Switcher);
- видеоквадраторы (Quad spliter);
- мультиплексоры (Multiplexer);
- матричные коммутаторы (Matrix switcher).
Последовательный переключатель - это устройство, позволяющее последовательно автоматически или вручную подключать источники видеосигнала к входу видеомонитора на определенное время.
Последовательный переключатель - самый простой тип устройств управления и коммутации, позволяющий строить системы, в которых оператор будет последовательно наблюдать за всеми охраняемыми зонами объекта, а видеомагнитофон - записывать только то, что в данный момент времени видит оператор на экране видеомонитора. В итоге информация из охраняемых зон, изображений которых в данный момент времени нет на экране видеомонитора, бесследно теряется.
Современные последовательные переключатели имеют также ряд дополнительных функций, помогающих оператору, таких как:
1. Наличие встроенного генератора символов, времени, даты.
2. Наличие входа синхронизации.
3. Автоматическое и ручное "замораживание" кадра на экране видеомони-тора.
4. Контроль пропадания видеосигнала. Т.е. пропадание входного видео сигнала последовательный переключатель воспринимает как тревожную ситуацию.
Квадратор - это устройство, позволяющее одновременно выводить на экран видеомонитора изображения от четырех источников видеосигнала, размещая их в соответствующих сегментах экрана.
В отличии от последовательного переключателя, с помощью квадратора оператор видит постоянно изображения всех четырех охраняемых зон объекта.
Квадратор осуществляет цифровую обработку видеосигнала (квадрирование), поэтому на входе сигнал от телевизионных камер представляется в цифровом виде, а на выходе квадратора формируется аналоговый полный видео-сигнал.
Существуют два типа квадраторов: квадраторы последовательного дейст-вия и квадраторы реального времени.
В квадраторе последовательного действия "оцифровка" изображений происходит последовательно по одному кадру от каждой телевизионной камеры, затем обработка (формирование квадрированного изображения) и формирование выходного полного видеосигнала. При этом период смены изображений на экране видеомонитора будет равен 0.16 с, т.е. частота кадров будет равна 6.25 Гц. Из-за этого изображение на экране видеомонитора получается "дерганым", что приводит к преждевременной усталости оператора.
В квадраторе реального времени "оцифровка" изображения от всех телевизионных камер происходит параллельно, поэтому и частота кадров не меняется и равна 25 Гц.
Существенным недостатком всех квадраторов является то, что изображение на экране видеомонитора имеет разрешение в 2 раза ниже исходного. Т.е. если разрешение телевизионных камер в системе 400 телевизионных линий, то после прохождения видеосигналов через квадратор в режиме квадрированного видеоизображение на экране видеомонитора будет уже 200 ТВЛ (это без учета потерь в линиях связи, видеомониторе и других технических средствах СОТ).
При этом качество изображения на экране видеомонитора ухудшится, т.е. не будут различаться мелкие детали изображения.
Данный недостаток квадраторов устраняется с помощью подключения к квадратору извещателей охранной сигнализации и связи их с телевизионными камерами. Тогда при срабатывании охранного извещателя, изображение от связанной с ним "тревожной" телевизионной камеры выводится, как правило, на дополнительный ("тревожный") видеомонитор в полноэкранном режиме, т.е. без потери разрешения и записывается на видеомагнитофон.
Современные квадраторы имеют также ряд дополнительных функций, помогающих оператору, таких как:
1. Автоматическое и ручное "замораживание" кадра на экране видеомонитора.
2. Контроль пропадания видеосигнала. Т.е. пропадание входного видео-сигнала квадратор воспринимает как тревожную ситуацию.
3. Цифровое увеличение изображения на экране видеомонитора.
4. Встроенный последовательный переключатель.
5. Балансировка яркости изображения от всех телевизионных камер (т.е. создание равнояркого квадрированного изображения).
Мультиплексор - это устройство, позволяющее записывать сигналы от нескольких ТВК на один видеомагнитофон (мультиплексирование) путем записи последовательно по одному кадру изображения от каждой ТВК, воспроизводить мультиплексированное изображение и обрабатывать сигналы извещения о тревоге.
Мультиплексор - это цифровой последовательный переключатель с периодом предъявления изображения равным времени кадра изображения (0.04 с) и возможностью создания полиэкранного изображения на экране видеомонитора.
Принцип работы мультиплексора заключается в том, что кадры изображения от телевизионных камер последовательно "оцифровываются". Из "оцифрованных" кадров формируется полиэкранное изображение (2x2, 3x3, 4x4, картинка в картинке и др.) на экране видеомонитора. А на видеомагнитофон записывается последовательно по кадру изображения от каждой телевизионной камеры, что, в отличии от квадратора, не ухудшает разрешения изображения от телевизионных камер.
Существуют два типа мультиплексоров: симплексные и дуплексные.
Симплексный мультиплексор позволяет в один момент времени выполнять только одну операцию: либо мультиплексировать изображения от телевизионных камер системы для записи его на видеомагнитофон, либо демультиплексировать изображение, получаемое от видеомагнитофона, для просмотра ранее записанных видеокассет.
Дуплексный мультиплексор содержит два канала мультиплексирования (как бы два симплексных мультиплексора). Поэтому в одно и то же время с помощью дуплексного мультиплексора возможно записывать мультиплексированные изображения от телевизионных камер на один видеомагнитофон, и просматривать ранее записанные видеокассеты на другом видеомагнитофоне.
Недостатком данного способа записи является потеря части видеоинформации при большом количестве подключенных камер.
Для примера возьмем 16 канальный мультиплексор. Время одного кадра изображения равно 0.04 с. Т.е. кадр изображения от каждой телевизионной камеры записывается на видеомагнитофон через каждые 0.04x15 = 0.6 с. Человек, движущийся со скоростью 1,5 м/с пройдет за это время 0.9 м. Вроде бы не так много. Но теперь представим, что видеомагнитофон находится в режиме длительного времени записи 24Н. Тогда это расстояние увеличиться в 8 раз и составит 7.2 м! А если объектом наблюдения будет не человек, а машина (скорость движения 60 км/ч) проедет за это время расстояние 10.2 м (81.6 м - если видео-магнитофон в режиме 24-часого времени записи).
В результате этого можно сделать вывод, что мультиплексор возможно использовать только при наблюдении ситуаций со слабой динамикой. При наблюдении быстро изменяющихся ситуаций мультиплексор в сочетании с видеомагнитофоном, находящимся в режиме длительного времени записи, может оказаться не пригоден.
Для устранения выше указанного недостатка в большинстве современных мультиплексоров имеется встроенный обнаружитель активности. При обнаружении перемещений в охраняемой зоне обнаружитель активности (в отличии от обнаружителя движений) не выдает сигнал тревоги, а настраивает мультиплексор для более частой записи "тревожной" телевизионной камеры. В этом случае информация от этой телевизионной камеры практически не теряется.
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 видео-сигнала мультиплексор 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 ТС системы и обрабатывать сигналы извещения о тревоге по определенной программе.
Матричные коммутаторы предназначены для построения гибких и легко наращиваемых систем охранного телевидения.
При программировании матричного коммутатора администратор системы задает:
- последовательности вывода видеосигналов от телевизионных камер на видеомониторы и видеомагнитофоны;
- предустановки для поворотных устройств и трансфокаторов;
- 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 СОТ 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 системе охранного телевидения более 16 независимо от динамики событий на охраняемом объекте рекомендуется использовать матричные коммутаторы.
2. Необходима ли связь СОТ с системой охранной сигнализации?
Если 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).
4. Необходимо ли формировать несколько независимых постов охраны?
При положительном ответе на данный вопрос рекомендуется в качестве устройства управления и коммутации применять матричный коммутатор.