Цялостна система за виденаблюдение

Цялостна система за видеонаблюдение включва набор от камери свързани към записващо устройство, което може да бъде самостоятелен цифров видеорекордер (DVR) или персонален компютър с инсталирана платка за обработка на видоесигнал (DVR платка / кепчър).

Записващото устройство има две основни характеристики, които се подбират в зависимост от броя на камерите:

• Кадри в секунда (варират от 25 до 400);
• Обем на твърдия диск, съдържащ записите от камерите.

Видове камери за видеонаблюдение

За постигане на добро качество на система за видеонаблюдение при минимална цена трябва да се спазват няколко прости правила при избора на компонентите. Основните и най-важни елементи на която и да било система за видеонаблюдение са видеокамерата и нейният обектив. От тях в най-голяма степен зависи обхватът на наблюдението и качеството на образа върху екрана на монитора.

За много хора основният критерий при избора е цената, като се търси най-евтиният продукт. Правилото в случая е общовалидно и то винаги гласи, че всяка стока и нейното качество си имат своята цена. Проблемът е да не се купи нещо, което не си заслужава парите. Зле разбраната икономия винаги влече след себе си нови и като цяло – по-високи разходи. А всеки от компонентите в една система на практика определя нивото и качеството на функциониране на цялата система. Цените на камерите за видеонаблюдение са свързани главно със стойността на преобразувателния чип (CCD матрицата), нейната разделителна способност, наличието на електронно управление на блендата на обектива, от качеството на захранването и др.

Основните правила за избора на камера за видеонаблюдение са:

• Обхват на зоната на наблюдение;
• Качество на камерата;
• Тип на оптималния обектив.

Колкото по-строги стават изискванията към системата или пък колкото по-голям става обектът, толкова повече се разширяват и изискванията към системата в технически аспект. Това включва усложнени изчисления за дълбочината на рязкост на обектива и съответно на камерата (зоната, в която всички обекти ще се различават ясно), на очакваната загуба на сигнала (влошаване на картината), на минималната осветеност и разделителната способност на компонентите.

Площ на обхвата (покритие)

Първото практическо правило е точно да определите обхвата на територията, която желаете да наблюдавате на монитора. Това може да бъде входната врата, по-точно площадката пред нея, фасадата около прозорците и балкона, когато жилището се намира на партера или на първия етаж, гаража или паркинга, където оставяте колата си под открито небе. Повечето хора очакват от системата за видеонаблюдение качество на образа, сходно с качеството на обичайния телевизионен филм. Това, естествено, е почти невъзможно в границите на допустимите за тази цел разходи. Да не говорим, че за разлика от телевизионното студио, видеокамерата „наблюдава“ слабо осветени обекти и даже може да работи в пълна тъмнина. Преследването на максимални цели води и до необосновано високи разходи.

Зоните на покритие на камерата могат да се разделят на:

• Малки площи – стая, входно антре или врата. Те се обслужват със стандартни камери и широкоъгълни обективи с фокусно разстояние 2,6–4,0 mm;
• Средни по големина площи – малък паркинг, голяма стая, магазини с открити площи или фасада на неголяма сграда. Тук следва да се избере камера с висока разделителна способност, която да осигурява качествен с възможност за различаване на дребни детайли образ. Подходящи са по-дългофокусни обективи с фокусно разстояние 4–12 mm;
• Големи площи – тук вече са необходими обективи с променливо фокусно разстояние (вариообективи) и висока разделителна способност. Те имат дистанционно управление и позволяват приближаване на образа, когато е необходимо да се видят повече подробности, или отдалечаване за постигане на максимално широк обхват на наблюдението;
• Наблюдение на определени детайли – например номерата на коли, или пък човешко лице.

Изборът на обектива винаги е въпрос на компромис, защото един и същ обектив с фиксирано фокусно разстояние не е в състояние едновременно да дава обзор върху обширна площ и същевременно да изобразява детайли, като номера на коли или лицата на хора. В първия случай е необходим широкоъгълен обектив, а във втория случай – телеобектив с голямо фокусно разстояние.

Необходимо е да се знае, че всички системи „камера-обектив“ имат т. нар. „сляпо петно“, което се намира в непосредствена близост под нивото, на което е разположена камерата. Тази зона остава скрита за наблюдение. Неговата площ зависи от фокусното разстояние на обектива. При широкоъгълните обективи то е по-малко и се увеличава с увеличаване на фокусното разстояние, т.е. при телеобективите, които имат и по-тесен ъгъл на обзор.

Тази особеност е особено важна при наблюдение на къси разстояния (малките площи), където разстоянието между обекта и камерата е и по-малко. Решението е в използване на широкоъгълни обективи и поставянето на камерата възможно най-далеч от обекта.

Разделителна способност на камерата

Този показател определя качеството, т.е. детайлността, на полученото върху екрана изображение. Колкото разделителната способност е по-голяма, толкова по-точно и с повече подробности е заснетото изображение. Тук камерите се делят в два класа:

• Стандартен, който е по-изгоден във финансово отношение. Тези камери позволяват наблюдение със задоволително качество на малки площи;
• Висок, който позволява получаване на по-пълна, детайлна и точна картина на състоянието и събитията в по-големи обекти.

Обективи

Част от видеокамерите имат вграден обектив, а други не и тогава той се купува отделно. Възможностите за избор са големи и оптималното решение зависи от обхвата и режима на наблюдение. Обективите може да бъдат с фиксиран или променлив фокус, с автоматична бленда или промяна на фокусировката по електронен път. Ръчно управляемите обективи са най-евтини и осигуряват задоволително качество на изображението. Подходящи са за използване във вътрешността на сградата и в комбинация с камера с електронно регулиране (EI) на количеството светлина, попадащо върху сензорната клетка. Те се използват в малки помещения с постоянно ниво на осветеност. Поради ограничения динамичен обхват не са подходящи за монтиране на места, върху които слънчевата светлина попада директно върху обектива, най-често близо до прозорци или входни врати. Също така поради липсата на бленда, която да ограничава отвора на обектива, те имат малка дълбочина на рязкост на изображението дори при добра осветеност. Такива обективи не са подходящи за наблюдение на територия, в която има различно отдалечени от камерата обекти.

За работа в условия на външен монтаж и при променяща се в широки граници осветеност се използват обективи с автоматична бленда или с управление спрямо нивото на видеосигнала (директно управление – DD). Последните са по-евтини от обективите с автоматична бленда, защото не съдържат електроника, а се управляват от промените на нивото на видеосигнала след видеоусилвателя на камерите (стига те да имат такъв изход). Използването на този тип обективи обаче изисква допълнителна настройка на камерите. Обективите с променливо фокусно разстояние (вариообективи) предлагат по-голяма гъвкавост по отношение на приближаване и отдалечаване на изображението. Те обаче са по-скъпи и изискват електронно дистанционно управление. Често добро решение дават и телеобективите. Има модели с ръчна или автоматична настройка на отвора на блендата.

Фокусно разстояние

Изборът на обектива на първо място зависи от камерата, с която ще работи. Най-често използваният формат е 1/3", а видът на обектива – с фиксирано фокусно разстояние. Предлагат се и обективи с формат 1/2" и 1", които в повечето случаи може да се използват и за камери с формат 1/3" и 1/4". Съответно величината на фокусното разстояние определя ъгъла, при който обективът и камерата „виждат“ площта.

Определено умение изисква фокусирането на обектива. Най-често се избира точка, която се намира около центъра на наблюдаваното поле и представлява най-важният обект в него. През деня, когато осветяването е силно, блендата на обектива е свита и съответно неговата дълбочина на рязкост е най-голяма. С две думи, обектите, намиращи са на определено разстояние пред и зад определената точка, също ще бъдат добре фокусирани и ясно изобразени. При намаляване на осветеността блендата съответно се разширява, дълбочината на рязкост намалява и съответно повече обекти ще бъдат с неясно изображение. Следователно, при ниско ниво на осветеност или при инфрачервена светлина не може да се очаква от обектива и камерата да дават изображения с перфектен фокус на всички обхванати в кадъра обекти.

Светлочувствителност

Качеството на получаваното върху монитора изображение в много голяма степен зависи от осветеността на обекта и от светлочувствителността на видеокамерата. Огромен брой фирми ползват продукцията на няколко световни производителя на светлочувствителни сензори тип CCD. Това е елементът, който трансформира проектираното от обектива изображение в електрически импулси. От друга страна, количеството светлина, преминало през обектива зависи от неговата светлосила и относителен отвор – бленда.

Масово използваните 1/3" обективи имат близки стойности на светлосилата си – стандартните стойности са F1,2 и F1,4. Когато осветеността е критично ниска, трябва да се използват обективи с добра светлосила, например F1,2.

Захранване

По отношение на захранването камерите са ниско- и високоволтови. По правило нисковолтовите се монтират за наблюдение във вътрешността на сградата, а високоволтовите се използват предимно за външен монтаж. Системите с ниско напрежение на захранването са по-евтини, монтират се по-лесно и бързо. Всяка от камерите се свързва с един коаксиален видеокабел и захранващ кабел. При това захранване камерите могат и по-лесно да се преместват. При външен монтаж и при липса на отразяващи светлината плоскости трябва да се предвиди допълнително осветление на площите, които се наблюдават от камерите. Кабелите за телевизионния сигнал и за захранването трябва да бъдат защитени и срещу атмосферни електрически разряди. Разстоянието между захранващия блок и най-отдалечената камера е определящо при избора на сечението на кабелите. При постояннотоково захранване неминуемо се получава пад на напрежението, който зависи от дължината и сечението на проводника. Затова се предпочита захранване с променливо напрежение, при което тези проблеми сравнително лесно отпадат. Най-добре е захранващият блок да се монтира в помещение, близо до контролния монитор или превключващото устройство. Това улеснява поддръжката и ремонта. Изборът на местоположението му зависи от големината и разположението на обекта, от отдалечеността на камерите и т.н.

Речник на най-често използваните специализирани термини

CCD (Charge Coupled Device) – преобразувател (чип), който изпълнява функциите на приемателна телевизионна тръба – видикон, нювикон и др.

AGC (Automatic Gain Control) – електронна верига за автоматично усилване на сигнала, която го увеличава при ниска осветеност. Това увеличава „зърното“ в картината или т.нар. „шум“. При избора на камера търсете такива, които предлагат изключването на тази функция.

Ambient light (заобикаляща светлина) – осветеността на определен обект.

Aperture (бленда) – блендата контролира количеството светлина, което преминава през обектива.

Automatic iris (автоматичена бленда) – позволява автоматично регулиране на светлинния поток, който пада върху сензора.

Burn image – образ, който остава постоянно гравиран върху фоточувствителния слой на сензора в камерата или върху луминифора на монитора.

Chrominance (C) – част от видеосигнала, който съответства на информацията за цветовете.