Основные составляющие систем видеонаблюдения

Видеокамеры

Камеры являются главным элементом любой системы видеонаблюдения, поскольку именно они формируют изображение, которое передается на видеомониоры, видорегистраторы, квадраторы, мультипплексоры или другое оборудование. В большинстве случаев выбор типа камеры наблюдения определяется, требованиями, которые предъявляются к системе видеонаблюдения. В то же время, чаще всего в CCTV применяются черно-белые камеры, имеющие, как правило, высокую чувствительность и разрешение. Цветные камеры наблюдения используют в системах CCTV объектов, для которых наблюдение в цвете является одним из главных требований. Они имеют более низкое по сравнению с черно-белыми камерами разрешение и чувствительность, но позволяют лучше идентифицировать объект наблюдения. Для повышения чувствительности цветные камеры наблюдения ряда производителей автоматически переходят в черно-белый режим при уменьшении освещенности.

Рисунок 1 - Пример видеокамеры

Рисунок 2 - Пример видеокамеры

При выборе конкретной модели камеры для CCTV следует знать основные характеристики камеры наблюдения, которые определяют ее функциональные возможности, назначение и цену.

ПЗС-матрица камеры наблюдения

Наиболее важным элементом любой современной камеры, который формирует изображение, является матрица на приборах с зарядовой связью (ПЗС). Она представляет собой прямоугольную полупроводниковую пластину с множеством самостоятельных светочувствительных ячеек на поверхности - пикселей. Изображение фокусируется объективом камеры на ПЗС-матрицу и попадающий на полупроводник свет возбуждает в нем электроны. Возбужденные электроны из каждого пикселя последовательно перемещаются в считывающее устройство и формируют видеосигнал, который в дальнейшем усиливается и обрабатывается электронной системой камеры наблюдения.

Формат ПЗС-матрицы

Знание формата камеры наблюдения позволяет правильно выбрать для нее объектив. Формат - это округленное значение диаметра передающей трубки, которая дает такое же изображение, как и данная ПЗС-матрица (в дюймах). Существуют форматы 1”, 2/3”, 1/2”, 1/3” и 1/4”. Наиболее часто в камеры наблюдения устанавливают матрицы формата 1/3”. Чем больше размер матрицы по диагонали, при неизменном количестве пикселей, тем меньше их взаимное влияние, меньше уровень шумов и выше качество получаемого видеосигнала. В последнее время реже используется матрицы форматов 1” и 2/3” по причине дороговизны самих матриц и оптики, которая должна иметь соответственно большие размеры линз и оправ.

Разрешение камеры наблюдения

Разрешение любой камеры измеряется в телевизионных линиях (ТВЛ, TVL). При этом различают разрешение камеры наблюдения по горизонтали и по вертикали. Разрешение по горизонтали - это максимальное число вертикальных линий, которое способна передать камера, например, на видеомониторы. Оно определяется в первую очередь количеством пикселей по горизонтали в ПЗС-матрице, а также электронной схемой камеры. Как правило, этот параметр не превышает число пикселей в строке умноженное на 0,75. Разрешение по вертикали определяется телевизионным стандартом - способом кодирования изображения в электронном виде. В России используются стандарты ССIR (для черно-белых камер) и PAL (для цветных камер). Оба стандарта подразумевают 625 строк по вертикали.

Чувствительность камеры наблюдения

Чаще всего под чувствительностью камеры понимают минимальную освещенность зоны наблюдения, при которой на выходе камеры формируется видеосигнал с амплитудой 1 В и определенной глубиной модуляции при установленном отношении сигнал/шум. Кроме этого, если указано относительное отверстие объектива, при котором замерена чувствительность, то можно пересчитать количество света, падающее на ПЗС матрицы для объективов с различным относительным отверстием и сравнить чувствительность камер наблюдения. При оценке чувствительности, также надо учитывать отражательную способность объекта, т.к. светлые предметы в темноте видны лучше, чем темные.

Автоматическая регулировка усиления

ПЗС-матрица камеры наблюдения не всегда формирует сигнал достаточной амплитуды, поэтому наличие в камере автоматической регулировки усиления (АРУ) позволяет довести выходной сигнал до уровня 1В. Однако следует учитывать, что, усиливая видеосигнал, АРУ в равной степени усиливает и шумы, оставляя соотношение сигнал/шум неизменным.

Автодиафрагма и автоэлектронный затвор

В большинстве случаев камеры наблюдения работают в условиях часто меняющейся освещенности объектов наблюдения. Поэтому для получения качественного видеосигнала с камеры необходимо поддерживать на определенном уровне количество квантов света, попадающих на ПЗС-матрицу в период между двумя последовательными считываниями. В этом случае автодиафрагма камеры наблюдения меняет освещенность ее ПЗС-матрицы, изменяя размер входного отверстия оптической системы объектива. А электронный затвор камеры изменяет время, за которое накапливается заряд в ПЗС-матрице. Таким образом, регулируя время накопления заряда от 1/50 с. до 1/100000 с., можно отрабатывать изменения освещенности в 2000 раз.

Другие стьтьи в тему

Расчет цифровой системы импульсно–фазового управления
Электрическая энергия вырабатывается на электрических станциях и передаётся потребителю главным образом в виде переменного трёхфазного тока промышленной частоты 50 Гц, однако как в промышленности, так и на транспорте имеются установки, для питания которых переменный ток с частотой 50 ...

Разработка схемы приоритетов прерываний
Для обеспечения перехода от одной программы к другой в мультипрограммной ЭВМ вводится так называемый режим прерывания программ. Прерывание программы - способность процессора прекращать выполнение текущей программы и её управление при возникновении определенных условий. Сигналы, вызы ...