CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии - Владо Дамьяновски

Если в системе несколько телекамер, то мы не сможем переключаемые видеосигналы подавать на VMD, так как это будет постоянно вызывать сигналы тревоги, и тогда нам потребуется по одному VMD на телекамеру. В системах последующей обработки видеосигнала метки зоны чувствительности могут быть сделаны невидимыми, оставаясь при этом активными.

Следующий шаг VMD-технологии — это цифровой видеодетектор движения (DVMD), еще более сложное и популярное устройство. И конечно же, более дорогое, но при этом более надежное и дающее меньшее количество ложных тревог.

Основные различия между DVMD различных производителей лежат в области алгоритмов программного обеспечения и обработки движения. Эти концепции достигли такой стадии, что теперь можно игнорировать движение сгибаемых ветром деревьев, можно выделить движение машин на заднем плане изображения и исключить его из процесса принятия решения об активации тревоги. В последние годы были разработаны DVMD-устройства, учитывающие перспективу. Это означает, что по мере передвижения объектов в направлении «от камеры» (при этом их размеры на изображении уменьшаются), увеличивается чувствительность VMD с целью компенсации уменьшения размеров объекта из-за эффекта перспективы. Следует отметить, что этот эффект также зависит от объектива.

Рис. 7.23. 3-мерный VMD на базе PC (Practel)

Рис. 7.24. Усовершенствованное многоканальное устройство обнаружения движения

Сегодня многие компании выпускают дешевые альтернативы сложным автономным системам в виде РС-плат. Платы снабжены специализированным программным обеспечением, и в качестве VMD может использоваться практически любой персональный компьютер. Более того, можно хранить кадры изображения на жестком диске и передавать их по телефонной линии, подсоединенной к PC. VMD имеет множество опций настройки, и для его установки вам потребуется уйма времени, но в награду вы получите надежное функционирование системы с меньшим количеством ложных тревог.

Стандартной опцией для многих VMD-устройств стал специальный метод записи, называемый «предыстория тревог» (pre-alarm history). Лежащая в его основе идея довольно проста, но чрезвычайно полезна для систем видеонаблюдения. При возникновении состояния тревоги сохраняются записанные изображения как после активации тревоги, так и до активации (Для этого видеосигналы сначала поступают в буфер с емкостью хранения потока видеосигналов в течение нескольких секунд, а уже потом из буфера могут подаваться для записи на жесткий диск. Прим. ред.). В результате мы получаем последовательность изображений, отражающих не только период тревожной ситуации, но и то, что ей предшествовало.

Одной из последних разработок в этой области стала (оригинальная) концепция трехмерной видеодетекции движения, предложенная одной австралийской компанией. Согласно этой концепции предлагается использовать две (или более) телекамеры для наблюдения за объектом под различными углами, что дает чрезвычайно низкий уровень ложных тревог. Таким образом определяется трехмерная объемная защищаемая зона, которая невидима для публики, но вполне различима для электроники, выполняющей обработку изображения. Согласно этой концепции движение перед любой из камер не вызовет ситуации тревоги до тех пор, пока не будет нарушена защищаемая зона, воспринимаемая с позиций обеих телекамер. Опираясь на эту концепцию, можно организовать наблюдение, например, за ценными произведениями искусства в галереях; тревога не будет активироваться каждый раз, когда кто-то проходит перед произведением искусства, а только тогда, когда объект будет сдвинут с места.

Довольно часто более удобен такой вариант: детектирование тревоги происходит не в том случае, когда кто-то или что-то движется в поле зрения, а только когда фиксированный объект смещается со своего положения. Эти можно сделать при помощи видеодетектора стационарных объектов (VNMD, video non-motion detector). Это устройство во многом аналогично VMD, но только в этом случае собирается дополнительная информация о тех объектах, которые стационарны в течение длительного времени. Любые движения вокруг выбранных объектов не вызывают сигнала тревоги; тревога активируется только в том случае, когда защищаемый объект смещается со своей стационарной позиции.

В последние годы появились телекамеры с цифровой обработкой сигнала со встроенной схемой VMD.

Это удобно в тех системах, в которых запись и/или тревога активируются только в том случае, если человек или объект перемещается в поле зрения данной телекамеры.

Все вышеупомянутые VMD имеют выход тревоги, обеспечивающий замыкание релейных контактов, которые включают дополнительные устройства видеонаблюдения, вроде видеомагнитофонов, матричных видеокоммутаторов, кадровой памяти, сирен и т. п. Если вы решили использовать именно такое устройство, то следует точно выяснить у поставщика типы выхода тревоги, так как это может быть все что угодно, начиная от изолированных нормально разомкнутых контактов и заканчивая напряжением 5 В логического уровня.

Упомянем также VMD, которые кроме обнаружения движения могут звонить на удаленные станции приема и посылать изображения по телефонным линиям. С такими устройствами становится возможен дистанционный мониторинг практически из любого места земного шара. Изображения посылаются на принимающую станцию только тогда, когда VMD обнаруживает движение, что экономит затраты на международные телефонные звонки.

Устройства видеопамяти

Концептуально устройство видеопамяти — это очень простое электронное устройство, предназначенное для временного хранения изображений. Две его основные части — это аналого-цифровой преобразователь и оперативное запоминающее устройство (RAM). Первая часть осуществляет преобразование аналогового видеосигнала в цифровой код, который затем сохраняется в ОЗУ до тех пор, пока подключено питание.

Главным преимуществом устройства видеопамяти в сравнении с видеомагнитофонами является время отклика. Так как устройство не содержит механических частей, то запись изображений при активации тревоги выполняется мгновенно. Затем информация передается на видеопринтер или видеомонитор для просмотра или проверки.

Более сложные устройства обычно содержат несколько страниц кадровой памяти, на которые постоянно записываются последовательности изображений на основе принципа «первым поступил — первым выводится» (FIFO), вплоть до момента активации тревоги. При активации тревоги можно просмотреть не только события, происходящие в момент тревоги, но также несколько кадров, предшествующих ситуации тревоги; таким образом устройство хранит краткую историю событий. Это та же концепция, что и «предыстория тревог» в VMD-устройствах.

Еще одно применение устройства видеопамяти — использование в качестве устройства кадровой синхронизации. Это устройство непрерывно обрабатывает поступающие на вход видеосигналы и выполняет временную коррекцию, синхронизируя сигнал по внутреннему синхрогенератору. Поскольку этот процесс выполняется с очень большой скоростью (в реальном режиме времени) и устройство видеопамяти имеет высокую разрешающую способность, то ощутимого ухудшения видеосигнала не возникает. Это очень удобное устройство для просмотра коммутируемых изображений от несинхронизированных телекамер на одном мониторе. В таких случаях данное устройство выполняет функции синхронизатора, то есть исключает эффект перемещения изображений по вертикали.

Устройства видеопамяти, используемые в системах видеонаблюдения, делятся на черно-белые и цветные устройства. Качество устройства видеопамяти определяется прежде всего разрешающей способностью, то есть количеством пиксел, которые могут быть сохранены, и, во-вторых, выраженным в двоичных единицах количеством уровней серого, а в случае цветного устройства — числом бит, используемых для хранения цвета. Типичное устройство видеопамяти хорошего качества имеет более 400x400 пикселов, а обычное разрешение составляет 752x480 пикселов и 256 уровней яркости (28). Для цветного устройства видеопамяти (с тремя цветовыми каналами) мы получим более 16 млн. цветов (256x256x256).

Рис. 7.25. Устройство видеопамяти

Видеопринтеры

Видеопринтеры обычно используются в больших системах, когда необходимо получать твердые копии «живого» или записанного изображения для их последующей оценки или использования в качестве свидетельства. Есть два типа видеопринтеров: черно-белые и цветные. В черно-белых видеопринтерах выходным носителем обычно служит термографическая бумага, но некоторые, более дорогие, модели могут выводить печать на обычную бумагу. Видеопринтеры с термографической бумагой, используемые для вывода черно-белого сигнала, работают так же, как и факсимильные аппараты: размер и разрешение выводимых изображений зависят от разрешения принтера. Отпечатки, сделанные на термографических принтерах, не долговечны и не стабильны (из-за старения термографической бумаги), и для длительного хранения приходится фотокопировать отпечатанные изображения.