2.2 Основні вузли системи відеоспостереження

2.2.1 Камери

Одним з основних пристроїв системи відеоспостереження є – відеокамери.

Камера – прилад для прийому і первинної обробки відеоінформації. Існують камери на електронно-променевих трубках, що у даний час уже не використовуються і на ПЗС матрицях (CCD-камера). Усі сучасні камери будуються на основі напівпровідникових ПЗС-матриць. Світло, що падає на матрицю, перетворюється в електричний сигнал, що потім буде оброблятися. Поверхня ПЗС-матриць складається з безлічі світлочуттєвих комірок - пікселів (від 270 000 до 440000). Чим більше число пікселів, тим виходить більш якісне і чітке зображення. Розмір матриці виміряється в дюймах і приймає значення: 1”, 2/3”, 1/2”, 1/3”, 1/4”. Більшість камер у даний час виробляється на основі матриць фірм “Sony”, “Samsung”, “Sharp” [3].

Професійні системи повинні забезпечувати дозволену здатність каналу відео обробки по горизонталі 500-600 ТВЛ для чорно-білого зображення і 350-400 ТВЛ - для кольорового. Дозволена здатність канала відео обробки зв’язано, як з форматом відео кадру, так і з методом обробки відеосигналу. Для кольорових композиційних відеосигналів саме цифрова обробка є визначальною в обмеженні максимальної дозволеної здатності каналу обробки, що накладає жорсткі обмеження на максимально можливу дозволену здатність по горизонталі 350-450 ТВЛ (звичайно, 78-100 ТВЛ на 1 МГц смуги відеосигналу). Більш висока дозволена здатність (400-500 ТВЛ і вище) для кольорових зображень можлива тільки у випадку роботи з компонентним кольоровим сигналом Y:C. Природно, у цьому випадку необхідно використовувати і відповідні відеокамери з відповідними роздільними виходами яркісного (Y) сигналу і сигналу кольору (C). Неменш важлива і характеристика - дозволена здатність по вертикалі, що дуже сильно зв’язана з доступними форматами відеокадрів системи: для формату 768´ 576 мова йде про реальну дозволену здатність по вертикалі 400-450 ліній, для формату 640´ 480 360-400 ліній, а для формату 384´ 288 200-250 ліній. Окремо варто виділяти дозволену здатність каналу відеозапису, який може широко, варіюватися в залежності від ступеня компресії відеосигналу. У професійних системах навіть добре стиснуте зображення повинне забезпечувати досить високу дозволену здатність (150-250 ТВЛ), прийнятну по якості, при мінімальному обсязі окремого відеокадру (від 1-2 Кб до 5-10 Кб). На практиці дозволена здатність каналу обробки-запису і по горизонталі і по вертикалі зручно перевіряти за допомогою спеціальних вимірювальних таблиць [12].

У перебігу доби освітленість на контрольованому об’єкті змінюється. Для підтримки на постійному рівні кількості світла на матриці камери використовують убудований у камеру автоматичний електронний затвор, або об’єктив з автодіафрагмою. Об’єктиви з автоматичною діафрагмою підтримують освітленість матриці на постійному рівні, змінюючи величину вхідного отвору. Діафрагма об’єктива, подібно зіниці людського ока, при високій освітленості звужується, пропускаючи менше світла, а при низької освітленості розширюється. Це дозволяє одержати сигнал від відеокамери з гарною контрастністю, без засвітки або затемнення. Автоматичний електронний затвор - аналог витримки фотоапарата. Швидкість переключення затвора може досягати до 1/100000 секунд.

Цифрові телекамери - відкривають нові, практично не обмежені можливості поліпшення якості відеосигналу. Аналоговий сигнал, що знімається з ПЗС-матриці, проходить через аналого-цифровий перетворювач, розміщений усередині телекамери. Потім сигнал розділяється на яркістну і колірну компоненти, обробляється і коректується мікрокомп’ютером, який убудований в камеру. Після цього сигнал перетворюється назад в аналоговий і виводиться з камери. Якість сигналу, одержуваного за допомогою цифрових камер, значно краще аналогового. Цифровий сигнал має мінімальний колірний шум, більш чітке зображення, кращу якість передачі кольору. Автоматичний баланс білого з автотрасировкою, використовуваний у цифрових камерах, регулює передачу кольору в окремих зонах екрана, а не усереднює повну колірну складову, як це робиться в аналоговій техніці. Нова технологія дозволила поліпшити дозволену здатність і чутливість.

Крім цього є технічні характеристики і властивості, у відношенні яких завжди повинні прийматися індивідуальні рішення: чутливість в інфрачервоній області, компенсація пікової засвітки, можливість зовнішньої синхронізації, зовнішній вплив внутрішнього контуру регулювання. При використанні цих критеріїв рішення повинні прийматися не в користь камер з найкращими технічними характеристиками, а виходячи з економічних розумінь на користь характеристик, достатніх для рішення поставлених задач .

У таблиці 2.1 приведена порівняльна характеристика технічних параметрів відеокамер різних виробників [3,7,9].