close

SYSTEMY TELEWIZJI DOZOROWEJ – temat 2

Kamera telewizyjna stanowi podstawę systemu. Od jej jakości i możliwości (chociaż nie tylko) w dużym stopniu zależy ja kość obrazu. Ciągle w użyciu i sprzedaży są kamery analogowe (choć to pojęcie jest uproszczeniem). Zaczynają dominować kamery cyfrowe, w technologii IP, wspierane kamerami w technologii HD – TV (różne rozwiązania i nazwy, zależnie od producenta).

Kamerę charakteryzuje kilka właściwości:

– typ kamery: analogowa (PAL), HD-TV czy IP. I tutaj wszystko się zaczyna…

– rozdzielczość: dla kamer analogowych wyrażona w liniach telewizyjnych (TVL), a dla kamer IP, i HD-TVw megapikselach (Mpx) lub w sposób opisowy (np. Full HD). Dla kamer analogowych normalna rozdzielczość to 540 TVL, a najnowsze modele serii 960H mają 700 TVL. W przypadku kamer IP można jeszcze spotkać w użyciu modele o rozdzielczości około 0,5 Mpx, ale handlowo spotkamy rozdzielczości od 1,2 Mpx wzwyż (2, 3, 5 a nawet 28 Mpx). Obecnie realne znaczenie i wykorzystanie (z różnych powodów) znajdują kamery o rozdzielczościach do 3 Mpx.

– rodzaj przetwornika obrazu: CCD lub CMOS. Generalizując można przyjąć, że w kamerach analogowych montowane są przetworniki CCD, a w kamerach HD-TV i IP przetworniki CMOS. Przekłada się to na możliwość i sposób zarządzania poszczególnymi pikselami obrazowymi oraz czułość przetworników, niestety mniejszą w kamerach z przetwornikiem CMOS.

– czułość, która określa, przy jak słabym oświetleniu kamera jeszcze widzi bez wyraźnej degradacji obrazu. Czułość najczęściej podawana jest w zestawieniu z jasnością obiektywu użytego do pomiarów czułości, więc zastosowanie obiektywu ciemniejszego powoduje stratę czułości w kamerze. Standardowa czułość to 0,1-0,5 lx; wysoka czułość to 0,01-0,05 lx. Podawane są także większe czułości, zwykle są one uzyskiwane w kamerach w sposób „sztuczny”, poprzez elektroniczne podniesienie czułości (najczęściej poprzez wydłużenie czasu migawki co objawia się smużeniem ruchomych elementów obrazu) lub przejściem kamery przy słabym oświetleniu w tryb widzenia czarno-białego.

Generalnie trzeba się liczyć z niższą czułością przetwornika CMOS (bardziej upakowane, a więc mniejsze punkty światłoczułe) w porównaniu z CCD (stan na listopad 2014).

– ogniskowa i jasność obiektywu (dla kamer z wbudowanym obiektywem; większość obecnie sprzedawanych kamer ma konstrukcję fabrycznie wyposażoną w obiektyw; obiektywu nie posiadają kamery typu box, dobiera się go oddzielnie w zależności od potrzeb). Obiektyw to temat do osobnego omówienia. W kamerze wyposażonej w obiektyw istotna dla użytkownika jest ogniskowa obiektywu. Przekłada się ona na kąt widzenia kamery. Na rynku można kupić kamery z obiektywem o stałej ogniskowej (najczęściej około 4 mm, co daje obraz podobny do tego, co widzi człowiek jednym okiem, patrząc nieruchomo na wprost) a także z obiektywem typu zoom, o zmiennej ogniskowej (typowy zakres to 3-9 mm lub 2,8-12mm). Kamery ze zmienną ogniskową obiektywu są droższe, ale dają większą możliwość dopasowania kąta widzenia, a więc obszaru obserwowanego przez kamerę, do potrzeb użytkownika.

– typ obudowy, określający wygląd kamery i możliwości montażu. Oprócz coraz rzadszych kamer typu box, które trzeba wyposażyć w obiektyw i uchwyt montażowy, obecnie na rynku dominują kompletne kamery w obudowach kopułowych lub obudowach tubowych (te zwane bywają kompaktowymi). Obudowy kopułowe występują także w wersji wandaloodpornej, zdolnej wytrzymać silne uderzenia kamieniem lub narzędziem.

– oświetlacz podczerwony (IR); oświetlacz pozwala kamerze widzieć nawet w kompletnej ciemności. Przy pracy z oświetlaczem kamera przechodzi w tryb czarno-biały. Obrazy powstałe po oświetleniu podczerwienią różnią się od tych oświetlanych światłem widzialnym. Podczerwień jest inaczej absorbowana przez materiały i obraz wydaje się nienaturalny.

– dodatkowe funkcjonalności kamery:

  • BLC – kompensacja tylnego oświetlenia; umożliwia to wyłączenie wpływu pewnych segmentów obrazu na działanie automatyki kamery, przez co obiekty widziane pod światło są lepiej rozpoznawalne; kompensacja w prostych kamerach obejmuje tylko środek lub górną część obrazu, w kamerach wyrafinowanych obraz dzielony jest na kilkadziesiąt segmentów włączanych niezależnie. Wyeksponowanie szczegółów do tej pory pozostających w cieniu skutkuje przejaskrawieniem i utratą szczegółów w jasnych partiach tła.
  • WDR – szeroki zakres dynamiki; wykorzystywany jest w podobnych sytuacjach, co kompensacja tylnego oświetlenia, ale działa w sposób dużo bardziej wyrafinowany i bardziej skuteczny; kamery z takim przetwornikiem powinny być stosowane tam, gdzie należy spodziewać się trudnych warunków oświetleniowych np.: kamery obserwujące z wnętrza oszklone wejście do obiektu; kamery patrzące na powierzchnie odbijające światło (trawa może silnie odbijać światło, nawet, gdy jest sucha).
  • zwiększanie czułości kamery, często w połączeniu z przełączaniem w tryb czarno-biały
  • regulacja poziomów otwarcia migawki
  • inne przydatne: strefy prywatności, funkcja lustra, balans bieli, detekcja ruchu
  • regulacja kontrastu, ostrości, nasycenia
  • możliwość podłączenia monitora serwisowego
  • wyjście alarmowe i wejście wyzwalające przełączenie w tryb pracy czarno-białej

– dla kamer IP ilość i rodzaj strumieni transmisji

– dla kamer IP ilość przetwarzanych klatek na sekundę

– dla kamer IP możliwość lokalnego (w kamerze) nagrywania obrazu na karcie pamięci.

– dla kamer IP możliwość zdalnego programowania

Nowym i szalenie nowatorskim rozwiązaniem są kamery IP 360(„fish eye” – „rybie oko”). Przystosowane do montażu sufitowego nadzorują obszar 360o wokół miejsca montażu. Dzięki sprytnemu oprogramowaniu można z obrazu wydzielić fragmenty z interesującej nas strefy i pokazać je bez charakterystycznego zniekształcenia (obiektywy typu „rybie oko” mocno deformują obraz, nadając mu formę zbliżoną do koła, z mocnym wygięciem obrazu, zwłaszcza przy jego brzegach). Oprogramowanie różnych producentów wyposażane jest w różnorodne funkcje analizy obrazu, pomocne w systemach bezpieczeństwa, ale także – na przykład – w placówkach handlowych do analizy aktywności klientów czy wydajności obsługi.

Ogromne znaczenie we współczesnych systemach telewizji dozorowej ma analiza obrazu. Producenci wyposażają swoje kamery w coraz to bardziej wymyślne i sprytne algorytmy do zliczania klientów, tworzenia „map ciepła”, identyfikacji i śledzenia osób, rozpoznawania tablic rejestracyjnych, wykrywanie wałęsania się czy pozostawienia przedmiotu. Ale to już jest temat na oddzielny artykuł.

 

Artur Kamiński

Factor Security

Poznań

No Comments

Leave a reply

Post your comment
Enter your name
Your e-mail address

Story Page