1_4_4.htm 1.4.4. Технические средства получения видеоинформации Наиболее совершенным способом получения конфиденциальной информации является скрытое телевизионное или видеонаблюдение. Применение специальных миниатюрных камер позволяет сделать это наблюдение абсолютно незаметным, информативным и безопасным. Однако по своей структуре телевизионные камеры более сложны, чем рассмотренные выше приборы ночного видения. Это связано с необходимостью разложения получаемого изображения на составные части для их передачи к месту регистрации и последующего восстановления передаваемого изображения (дословно телевидение - это видение на расстоянии). В общем случае структурная схема телевизионной камеры имеет вид, показанный на рис. 1.4.14.
Рис. 1.4.14. Основные элементы телевизионной камеры Здесь объектив играет такую же роль, как и в рассмотренных выше оптических приборах, но конструкция его может быть сложнее из-за необходимости решения задачи автоматической регулировки диафрагмы в зависимости от уровня освещенности объекта наблюдения (рис. 1.4.15). Характеристики некоторых современных телевизионных оптических систем приведены в табл. 1.4.5.
Рис. 1.4.15. Объективы телевизионных и видеокамер: а - Panasonic WVLA4AR5C3A; б - Samsung SLM-604CN; в - Samsung SLA-064G; г - Sanyo VCL-CS42Y Фотоприемник предназначен для преобразования светового потока, отраженного объектом в электрические сигналы. В подавляющем большинстве современных телевизионных камер для этих целей используют так называемые, ПЗС-матрицы. Устройство формирования сигнала, устройство синхронизации и видеоусилитель обеспечивают формирование полного телевизионного сигнала заданной структуры и амплитуды. Система автоматической регулировки уровня сигнала, управляя электронной диафрагмой объектива (АРД), временем накопления электронного заряда в ПЗС-матрице (временем срабатывания электронного затвора) и параметрами усиления, поддерживает выходной видеосигнал в заданных пределах при изменении условий освещенности. • Некоторые камеры дополнительно оснащены функцией компенсации заднего света (КЗС), которая устанавливает указанные параметры по некоторому фрагменту изображения (как правило, по центру). Она может оказаться незаменима при работе в условиях с большим перепадом освещенности или при съемке в условиях, когда в поле зрения аппарата вместе с объектом попадает яркий источник света. Например, если ведется наблюдение в затененном помещении за входящими с улицы посетителями, то в яркий солнечный день на экране видеоконтрольного устройства вместо четкого изображения входящего может оказаться только темный силуэт. Достоинство функции КЗС заключается в том, что она настраивает камеру именно по слабоосвещенному объекту в центре, обеспечивая его четкое изображение. Устройство передачи сигнала - это радиопередатчик, аналогичный применяемым в радиозакладных устройствах, полупроводниковый лазер или электрический кабель в зависимости от способа применения телевизионной системы наблюдения. Современные телевизионные камеры характеризуются большим числом различных параметров, однако, с точки зрения скрытого наблюдения, наибольший интерес представляют следующие: • мгновенный угол поля зрения; • разрешающая способность; • чувствительность телевизионной камеры. Мгновенный угол поля зрения полностью определяется конструкцией оптической системы. Его значения для различных типов объективов приведены в табл. 1.4.5. Разрешающая способность включает в себя два понятия: разрешающую способность объектива и разрешающую способность фотоприемника. Разрешающая способность объектива, l- это тот предел, к которому стремится любая система фиксации изображения. Она зависит от диаметра D, входного зрачка объектива и расстояния R от телекамеры до объекта наблюдения и соответствует минимальному линейному разносу двух точек на объекте, при Таблица 1.4.5. Характеристики некоторых типов современных телевизионных объективов
Тип объектива Диаметр апертуры, MM Светосила Фокусное расстояние, MM Угол поля зрения, град Установочная резьба Примечание iVi-1,0 14 Р1.8 3,6 110 М12 iVi-2,0 13 Fl,8 4,1 90 М12 iVi-3,0 3,4 Fl,8 6,6 50 М12 iVi-4,0 4,6 Pl,6 7,7 40 М12 iVi-7,0 1,2 F2,8 3.5 110 - iVi-10 6,5 P2,8 19,5 16 Вынос зрачка' 12,5мм HS3 166-X 3,7 F 1,6-64 - - cs2 АРД3 HS4 166-X 4,2 F 1,6-64 - - cs АРД HS614 HX 2,6 F 1,6-300 - - cs АРД котором они воспринимаются еще раздельно. Значение l может быть определено из соотношения
Здесь l - среднее значение длины волны оптического излучения (для видимой области спектра A = 0,54 мкм, а для ИК-области - A= 0,9 мкм). Разрешающая способность фотоприемника хуже (больше) разрешающей способности объектива, поэтому ее величина и определяет разрешение телевизионной системы в целом. Она зависит от числа чувствительных элементов ПЗС-матрицы (пикселей), из выходных сигналов которых складывается изображе- 1 Объективы с вынесенным зрачком могут работать через отверстия, диаметр которых меньше диаметра апертуры зрачка, например, при скрытой установке видеокамеры в стене. 2 В ряде стран существуют два типа стандартных конструкций узлов крепления объективов: тип «С» и тип «CS». Тип «С» имеет резьбу 2,54х0,8 и расстояние до опорной плоскости ПЗС-матрицы 17,5 мм, тип «CS» имеет резьбу 2,54х0,8 и расстояние до опорной плоскости матрицы 12,5 мм. Объективы с узлом крепления типа «С» нельзя заменять типом «CS», так как матрица окажется не в фокусе объектива и изображение получится нечетким. В то же время объективы с «CS» можно использовать вместо объективов типа «С» при наличии специального адаптера (переходного кольца). 3 АРД -автоматическая регулировка диафрагмы, позволяет поддерживать постоянный уровень освещенности ПЗС-матрицы при изменяющихся внешних условиях. ние. Их число обычно лежит в пределах от 270 000 до 440 000. Чем больше число пикселей в матрице, тем больше дискретных точек образует изображение, тем выше его четкость и качество. Однако на практике часто пользуются не понятием «число чувствительных элементов матрицы», а апеллируют к однозначно связанной с ней характеристике - максимальному количеству переходов от черного к белому и обратно. Она называется числом телевизионных линий и указывается, как правило, только по горизонтали. Некоторые фирмы в технических характеристиках на свои телевизионные камеры дополнительно указывают размер матрицы оптического приемника. В большинстве представляемых на российском рынке камерах используются датчики изображения (матрицы) с размером: 1 дюйм; 2/3 дюйма; 1/2 дюйма; 1/3 дюйма; 1/4 дюйма. Последние, как правило, применяются только в сверхминиатюрных камерах, используемых для скрытого наблюдения. По чувствительности к уровню освещенности телевизионные камеры делятся на пять классов: • I - камеры, которые могут работать только при нормальном дневном освещении (при уровне освещенности Е = 50 лк). • II - камеры, способные работать при низкой освещенности вплоть до наступления сумерек (Е = 4 лк). • III - камеры, предназначенные для работы при лунном свете, соответствующем уровню освещенности от четверти луны в безоблачную ночь (Е=0,1...0,4лк). • IV - камеры, способные работать при уровне освещенности, создаваемой безлунным звездным небом в безоблачную ночь (Е = 0,0007.. .0,002 лк). • V - камеры, предназначенные для работы с дополнительными источниками ИК-излучения в условиях полного отсутствия видимого излучения. Следует еще раз обратить внимание на то, что телевизионные камеры, предназначенные для работы в условиях низкого уровня освещенности отличаются от приборов ночного видения более сложным представлением сигнала. Это связано с необходимостью передачи его на расстояние, в то время как приборы ночного видения позволяют только фиксировать информацию, например, глазом или фотоаппаратом. Выбирая класс телевизионной камеры, необходимо знать, что чувствительность Е ее телевизионного приемника должна отвечать условию Е> E0xRxK, где Е - общий уровень освещенности в зоне нахождения объекта наблюдения [лк]; R - коэффициент отражения объекта наблюдения; К - коэффициент пропускания объектива камеры. Значения параметров R и К приведены в табл. 1.4.6 и 1.4.7, соответственно, а типовая зависимость уровня освещенности Е0 от времени суток и состояния атмосферы - на рис. 1.4.16. Таблица 1.4.6. Коэффициенты отражения различных типов поверхности
Отражающая поверхность Коэффициент отражения Кожа человека 0,15-0,25 Ткань серого цвета 0,2-0,6 Ткань желто-коричневого цвета 0,3-0,4 Ткань ярко-голубого цвета 0,35-0,6 Ткань ярко-зеленого цвета 0,5-0,75 Ткань желтого цвета 0,6-0,75 Ткань цвета слоновой кости 0,75-0,8 Ткань грязно-белого цвета 0,75-0,85 Ткань белого цвета 0,8-0,9 Таблица 1.4.7. Коэффициенты пропускания объективов телевизионных камер
Светосила объектива Относительное отверстие объектива Коэффициент пропускания F 0,8 1:0,8 0,31 F 0,95 1:0,95 0,2 F 1,2 1:1,2 0,14 F 1,4 1:1,4 0,1 F 2,0 1:2,0 0,05 F 2,8 1:2,8 0,025 F 4,0 1:4,0 0,0125 F 5,6 1:5,6 0,00625 F 8.0 1:8,0 0,003125
Рис. 1.4.16. Типовая зависимость уровня освещенности Е0[лк] от времени суток и состояния атмосферы
Рис. 1.4.17. Малогабаритные камеры для скрытого наблюдения: а - Panasonic WV-CP410; б - Panasonic WV-BP120; в - видеокамера-глазок МВК-17(А), снабженная звуковым каналом; г - бескорпусная камера 0-503; д - бескорпусная камера С-770 Для скрытой телевизионной (видео) съемки обычно используют малогабаритные камеры (рис. 1.4.17), которые могут быть выполнены как в обычном, так и закамуфлированном исполнении (например, в виде дверного «глазка»); существует целое семейство бескорпусных видеокамер. Для осуществления наблюдения вышеперечисленные устройства устанавливают в элементы конструкций зданий, предметы интерьера или прячут под одежду. Рис. 1.4.18. Схема скрытой установки телевизионной камеры типа JT-241s Так например, телевизионная камера JT-241s штатно оснащается следующими предметами камуфляжа; • элементы интерьера: картина, мебель, цветочная ваза, статуэтка, светильник, электророзетка; • одежда и ее элементы: куртка, костюм, заколка для галстука, пуговица, пряжка ремня; • носимые предметы: кейс, сумка, радиоприемник, магнитофон. Один из вариантов скрытой установки этой камеры за плоским укрытием показан на рис. 1.4.18. Важным достоинством указанной камеры является наличие специального передатчика телевизионного сигнала JR-500, позволяющего передавать изображение и звук на расстояние до 500 м. Передатчик работает в диапазоне дециметровых волн, имеет габариты 120х120х25 мм и массу 200 г. Питание - от элемента с напряжением 12В. Предусмотрено закрытие передаваемой информации. Дополнительно камера оснащается выносным проводным микрофоном JM-004 и оптико-волоконными жгутами для вынесения объектива, прожектором инфракрасной подсветки, диктофоном и видеомагнитофоном. В зависимости от комплектации камера может использоваться как носимое средство либо как закладное устройство. С целью увеличения времени автономного функционирования в качестве закладки телевизионная камера может оснащаться приемником сигналов дистанционного управления. Время непрерывной работы в зависимости от комплектации и режима функционирования изменяется в пределах от 30 минут до 30 часов. Для приема телевизионных и аудиосигналов от передатчика JR-500 применяется специальный приемник JD-500, обеспечивающий уверенный прием на указанной дальности - до 500 м. Основные технические характеристики телевизионной камеры JT-241s, а также некоторых других приведены в табл.1.4.8.
Таблица 1.4.8. Телевизионные и видеокамеры, предназначенные для скрытой съемки в наблюдения
Тип каптеры (фирма-страна производитель) Минимальная освещенность, лк Горизонтальное разрешение, телевизионных линий Размер чувствительного элемента Параметры объектива Время срабатывания электронного затвора,с Напряжение питания, В Габариты, MM (масса, г) Примечание 1 2 3 4 5 6 7 8 9 JT-241S (Тайвань) 0,04 400 1/3" D = 0,3-1,2 мм; F2,8; 0=110° 1/100000 12 32х32х20 (20 г) Аудиоканал; дистанционное управление (ДУ). MYTHOS (Bisset-Франция, Южная Корея) 0,3 380 1/3" D = 4 мм; Fl,6 - 12 - Аудиоканал ПКС-504С (ЭВС - Россия) 0,08 380 1/3" F 1,4; CS 1/50 -1/10000 - - - ПКС-504Н (ЭВС - Россия) 0,005 380 1/3" Fl,4; CS 1/50-1/10000 - - - ПКС-754СМ (ЭВС-Россия) 0,05 380 1/3" Fl,4; CS - - - Аудиоканал ДО-1 (ЭВС-Россия) 0,005 380 1/3" Fl,4; 0=90° CS - - АРД PC-65 (Computar -Япония) 0,3 380 1/3" Fl,4 1/50-1/100000 12 55х40х102 - ХС-41 (Computar -Япония) 10 320 1/3" D=4 MM; F 2,0 - 12 55х60х30 Бескорпусная, цветное изображение
WAT-308 (Watec - 0,05 350 1/3" F 1,4; CS 1/50-1/100000 12 41х41х43 - Япония) WAT-502A (Watec -Япония) 0,1 400 1/3" F 1,2; CS 1/50-1/100000 9 31,5х30,5х5 4 - WAT-660D-G3.8 D=3,8 MM; (Watec - 0.8 380 1/4" F2,0; 1/100000 9 30х30х30 Бескорпусная Япония) 0=51° D=3,7 MM; Бескорпус WAT-660D-P3,7 (Watec - Япония) 4 380 1/4" F4.5; 1/100000 9 30х30х16 ная, вынесенный 0=52° объектив D=3,7 мм; Бескорпус WAT-704R-P3.7 (Watec - Япония) 0.8 380 1/4" F4.5; 1/100000 9 18х18х51 ная, вынесенный 0=59° объектив 0=5мм; WAT-903 (Watec - Япония) 2 350 1/3" F 1,6; - 12 40х65х35 Бескорпусная, АРД 0=67° YC-05 (Computar - Япония) 2.5 330 1/3" Т 1,4; CS 1/50-1/20000 12 55х40х100 Цветное изображение WV-CP210 (Panasonic -Япония) 1,5 330 1/3" Fl,2; CS 1/50-1/20 000 220 67х65х118 Цветное изображение WV-BP310 - F1.2; 1/50- (Panasonic -Япония) 0,02 570 1/3" CS 1/10000 12 Окончание табл. 1.4.8
Тип камеры (фирма - страна производитель) Минимальная освещенность, лк Горизонтальное разрешение, телевизионных линий Размер чувствительного элемента Параметры объектива Время срабатывания электронного затвора,с Напряжение питания, В Габариты, MM (масса,г) Примечание PM200-L38 D=3,8 MM; (Computer - 0,3 380 1/3" F2,0; ' - 9 32х32х18 Бескорпусная Япония) 0=63° MD-38 D=3,8 мм; Бескорпусная, (Computar -с 0,3 380 1/3" F2,0; - 9 32х32х18 вынесенный Япония) 0=61° объектив СЕС—С38М D=3,8 MM; (Computar - 0,6 380 1/3" F2.0; - 9 - Бескорпусная Япония) 0=63° СА-Н34СР D=3,6 MM; Бескорпусная, (Kocom - 0,1 380 1/3" F4.5; - 12 54х30х23 вынесенный Япония) 0=65° объектив VC-150 D=3,6 MM; Бескорпусная, (Kocom - 0,2 380 1/3" F4.5; - 12 32х32х18 вынесенный Япония) 0=65° объектив VPC-405G 1 380 1/3" D=3,6 MM Бескорпусная, (Япония) АРД JC-101 D=3,6 MM; Бескорпусная, (Сотах) 0,1 380 1/3" F2,0; - 12 - вынесенный объектив