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

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *