Рынок системы видеонаблюдения в г.Омске

      Разрешение определяется, как количество  переходов (в видимой  части

растра) от черного  к белому или обратно, которое  может быть передано камерой. Поэтому  единица измерения разрешения называется телевизионной линией (ТВЛ). Разрешение по вертикали у всех камер стандарта CCIR  (кроме камер совсем уж плохого качества) одинаково, ибо ограничено  телевизионным стандартом - 625 строк телевизионной развертки. На разрешение камеры влияют два фактора: количество горизонтальных элементов матрицы и полоса частот видеосигнала, формируемого камерой. Принято считать, что надежно передается количество линий, не превышающее 3/4 от числа ячеек. То есть камера с 520 элементами имеет разрешение 390 ТВЛ. В настоящее время такой подход практически закрепился в стандартах.

      Для передачи сигнала 390 ТВЛ  необходима полоса частот 3,75МГц,  но полоса пропускания усилителей  камеры обычно значительно (в  1,5-2 раза) превосходит необходимую.  Так что разрешение ограничивается именно дискретностью структуры ПЗС – матрицы[8, с.157]. Разрешение системы в целом определяется тем компонентом, который имеет самое низкое разрешение, т.  е., если камера имеет разрешение 430 линий, а монитор - 200, то изображение на экране будет воспроизведено с разрешением лишь в 200 линий. Разрешение может меняться при различных условиях освещенности, при низкой освещенности оно обычно снижается.

      Чувствительность. Еще один важный  параметр ТВ камеры. Этот параметр  определяет качество работы камеры при низкой освещенности. Чаще  всего под чувствительностью понимают минимальную освещенность на объекте, при которой можно различить переход от черного к белому, но  иногда подразумевают минимальную освещенность на  матрице. С теоретической точки зрения правильнее было бы указывать освещенность на матрице, т. к. в этом случае не нужно оговаривать характеристики используемого объектива. Но пользователю при подборе камеры  удобней  работать с освещенностью на объекте, которую он заранее знает (или может измерить).

      Единица измерения чувствительности - люкс. Значения минимальной

освещенности  на матрице и на объекте отличаются, как правило, больше, чем  в 10 раз. Например, если указано, что минимальная  освещенность на  матрице равна 0,01 люкс, то это значит, что при объективе F1.4 минимальная освещенность объекта - 0,1 люкс.

      По сравнению с человеческим  глазом чувствительность монохромных   ТВ-камер существенно сдвинута  в инфракрасную область. Это  обстоятельство позволяет при  недостаточной освещенности использовать специальные инфракрасные прожекторы. Инфракрасное излучение не видно человеческому глазу, но прекрасно фиксируется ТВ-камерами на ПЗС.

      Для цветных ТВ-камер характерны  значительно меньшая чувствительность  по сравнению с монохромными и отсутствие чувствительности в инфракрасной области спектра. Чувствительность большинства современных монохромных ТВ-камер - порядка 0.01 - 1 люкс (при  F1.2). Наиболее чувствительные  камеры могут использоваться для ночных наблюдений без ИК - подсветки. Для эффективной работы таких камер вполне достаточно лунного света.

Освещенность  объектов. На улице:

- безоблачный,  солнечный день - 100 000 люкс,                                                                  

- солнечный день, с легкими облаками - 70 000 люкс,                                       

- пасмурный день - 20 000 люкс,         

- раннее утро - 500 люкс,            

- сумерки - 4 люкс,              

- ясная ночь, полная луна - 0.2 люкс,            

- ясная ночь, неполная луна - 0.02 люкс,           

- ночь, луна в  облаках - 0.007 люкс,         

- ясная, безлунная  ночь - 0.001 люкс,        

- безлунная ночь  с легкими облаками - 0.0007 люкс,                                      

- темная, облачная  ночь - 0.00005 люкс,        

- в помещении  без окон - 100 - 200 люкс,      

- хорошо освещенные  помещения, офисы - 200 - 1000 люкс.                       

      Особого упоминания заслуживают   сверхвысокочувствительные  ТВ- камеры, фактически, являющие собой  комбинацию обычной ТВ-камеры и прибора ночного видения (например, электронно-оптического преобразователя - ЭОП). Подобные камеры обладают не только чувствительностью во 100 - 10  000 раз выше обычных, но и уникальной капризностью: среднее время наработки на отказ составляет около одного года, причем камеры не следует включать днем. Рекомендуется даже закрывать их объектив, чтобы  предохранить от выгорания катод  ЭОП. Во время работы камеру необходимо регулярно чуть-чуть поворачивать, чтобы избежать "прожога" изображения. Для этого применяют специальные двух координатные устройства управления, которые постоянно перемещаются вверх-  вниз, влево - вправо. Но если необходимо полностью скрытое видео-наблюдение, которое злоумышленник, экипированный ночными прицелами, не смог бы обнаружить, альтернативы ТВ-камерам с ЭОП нет.           

      Отношение сигнал/шум. С чувствительностью  тесно связан параметр  "отношение  сигнал/шум"

(S/N = signal to noise). Эта  величина измеряется в децибелах. S/N =20*log (видеосигнал/шум)

      Например, сигнал/шум, равный 60 дБ, означает, что амплитуда сигнала  в 1000 раз больше шума. При параметрах сигнал/шум 50 дБ и более на  мониторе будет видна чистая картинка без видимых признаков шума.  При 40 дБ иногда заметны мелькающие точки, а при 30 дБ - "снег" по всему экрану, 20 дБ - изображение практически неприемлемо.

      Часто чувствительность камеры  указывают для "приемлемого  сигнала", под которым подразумевается  такой сигнал, при котором отношение  сигнал/шум составляет 24 дБ это  предельное значение отношения  сигнал/шум, при котором изображение еще можно записывать на видеопленку и надеяться при воспроизведении что-то увидеть.

        Другой  способ  определения  "приемлемого"  сигнала –  шкала IRE

(Institute of Rаdio Engineers). Полный видеосигнал 0,7 вольта принимается

за 100 единиц IRE. "Приемлемым" считается сигнал около 30 IRE. Некоторые производители, например BURLE, “приемлемым” указывают  сигнал 25 IRE, другие - 50 IRE.

      Наибольшей чувствительностью среди  ПЗС - матриц массового применения обладают Hyper-CAD матрицы Sony, имеющие микролинзу на каждой светочувствительной ячейке. Именно они применяются в большинстве ТВ-камер высокого качества.

          

1.4. Среды  передачи телевизионных сигналов 

      После считывания заряда с  ПЗС матрицы и преобразования его в электрический сигнал, он должен пройти путь от видеокамеры до видеосервера. Путь этот может быть не близким, так как камеры могут располагаться  за несколько километров от места концентрации видеоизображения. Также надо учитывать и электромагнитные помехи, которые также оказывают  действие на видеосигнал, поэтому следует внимательно подойти к выбору  среды передачи данных от видеокамеры к видеосерверу.

      Каждый тип имеет свои ограничения  по применению, что необходимо

учитывать при проектировании схемы размещения компонентов системы.

Максимально возможные  расстояния между видеосервером  и видеокамерами в зависимости  от способа передачи видеосигнала можно  посмотреть в таблице. 

 

      Из всех перечисленных типов  кабелей оптоволокно наилучшим  образом подходит для использования  в системах цифрового видеонаблюдения  как при передаче сигнала от  камер к концентратору, так и при объединении видеосерверов, рабочих мест операторов видеонаблюдения и серверов резервного копирования в единую компьютерную сеть. Поэтому стоит  отдельно остановиться на достоинствах оптоволоконного кабеля, принципиальном устройстве оптоволокна и видах оптоволокна. 

             1.5. Волоконная оптика как передающая  среда 

     1. Широкая полоса пропускания. Волоконная  оптика теоретически может работать  в диапазоне до 1 ТГц, однако  используемый сейчас диапазон

еще далек от этого предела, и коммуникационные возможности волоконной оптики только начинают развиваться, тогда как  медный кабель уже исчерпал свои возможности.

     2. Низкие потери. Маленькое уменьшение  амплитуды сигнала при передаче  больших пакетов информации на большие расстояния.

     3. Нечувствительность к электромагнитным  полям.

     4. Малый вес.

     5. Малый размер.

     6. Безопасность.

     7. Секретность.                      

      Устройство волокон. Оптическое  волокно имеет два концентрических слоя: ядро (сердцевина) и оптическая оболочка. Внутренне ядро предназначено для переноса  света. Окружающая его оптическая оболочка имеет отличный от ядра показатель преломления и обеспечивает полное внутренне отражение света в ядро[2, с.68].

      Волокна имеют дополнительную защитную оболочку вокруг оптической оболочки. Защитная оболочка, представляющая собой один или несколько слоев полимера, предохраняет ядро и оптическую оболочку от  воздействий, которые могут повлиять на их оптические свойства. Защитная оболочка не влияет на процесс распространения света по волокну, а  всего лишь предохраняет от ударов.

      Свет заводится внутрь волокна  под углом, большим критического, к

границе ядро/оптическая оболочка и испытывает полное внутреннее отражение на этой границе. Поскольку углы падения и отражения совпадают, то свет и  в дальнейшем будет отражаться  в границу. Таким образом, луч  света будет двигаться зигзагообразно вдоль волокна.

      Свет, падающий на границу под  углом меньшим критического, будет

проникать в  оптическую оболочку и затухать по мере распространения  в  ней.

Оптическая оболочка не предназначена для переноса света, и свет быстро

затухает.

      Внутренне отражение служит основой  для распространения света вдоль  обычного оптического волокна.

      Специфические особенности движения  света вдоль волокна зависит  от

многих факторов, включая:

      - Размер волокна.

      - Состав волокна.

      - Процесс инжекции света внутрь  волокна.

       Классификация волокон. Оптические  волокна могут быть классифицированы по двум параметрам.

Первый –  материал, из которого сделано волокно:

      - Стеклянное волокно имеет как  стеклянное ядро, так и стеклянную

        оптическую оболочку.

      - Стеклянное волокно с пластиковой  оптической оболочкой (PSC).