Навигация
Устройства передачи, коммутации и обработки видеосигналов
72160
знаков
2
таблицы
0
изображений
2. Устройства передачи, коммутации и обработки видеосигналов
Устройства обработки и коммутации видеосигналов, видеомониторы - это устройства, преобразующие видеосигналы в двухмерное изображение. Видеомониторы являются изделиями, специально предназначенными для использования в ТСВ, поэтому замена их обычными приемниками телевизионного изображения недопустима. Кроме того, многие видеомониторы снабжены встроенными устройствами для приема сигналов от нескольких камер - видеокоммутаторами. Мониторы делятся на два класса - мониторы черно-белого и цветного изображения. Основны-ме характеристики мониторов - размер экрана по диагонали и разрешающая способность по горизонтали. В ТСВ наиболее часто применяются мониторы с размером экрана 9" и 12". При использовании устройств совмещения изображения применяются, как правило, мониторы с большим размером экрана: 15", 17" или 20". Выбирать монитор по разрешающей способности следует таким образом, чтобы она была выше, чем у применяемых телекамер монитор не должен ухудшать общее разрешение системы. При использовании в системе камер с обычным разрешением целесообразно выбрать монитор с обычным разрешением. В системах высокого класса, как правило, используются мониторы с разрешением 900... 1000 ТВ-линий и 450...500 ТВ-линий. При наличии в системе нескольких мониторов они, как правило, размещаются в специальных стойках.
Видеокоммутаторы последовательного действия. Видеокоммутаторы - это устройства, обеспечивающие последовательное переключение видеосигналов от нескольких телекамер на один или несколько выходов. Видеокоммутаторы последовательного действия имеют автоматический и ручной режимы переключения камер, позволяющие просматривать сигналы от всех камер либо выборочно от некоторых из них. Число входных видеосигналов может быть от 4 до 16, а при использовании нескольких блоков коммутации - до 64. Однако на практике обычно используются коммутаторы на 4 или 8 входов, так как в системах с большим числом камер целесообразно использовать более сложную аппаратуру, имеющую расширенные функции, возможность программирования и т.п. При выборе коммутатора следует обратить внимание на то, чтобы он имел регулировку времени просмотра видеокадров от камер. Желательно наличие входов для подключения средств охранной сигнализации и один или несколько контактных выходов "Тревога". При срабатывании охранной сигнализации система из режима "листания" переходит в режим просмотра той камеры, в поле зрения которой произошло нарушение, что позволяет оператору получить исчерпывающую информацию о нарушении и принять соответствующие меры. Некоторые видеокоммутаторы имеют так называемый "залповый" режим работы, в котором изображения на мониторах формируются как связанные, синхронно переключающиеся между собой группы. Эта функция позволяет оператору увидеть охраняемый участок целиком перед тем, как перейти к следующему. Видеокоммутаторы последовательного действия являются сравнительно простыми устройствами и применяются, как правило, в небольших и недорогих системах.
Видеоквадраторы - это цифровые устройства, обеспечивающие размещение изображений от 4 видеоисточников на одном экране, который в этом случае делится на 4 части, и позволяющие уменьшить количество мониторов в системе. Квадраторы высокого разрешения позволяют работать на одном мониторе с 8 камерами: они формируют две группы по 4 камеры и дают возможность по очереди выводить их на экран. Различают видеоквадраторы "реального времени", обеспечивающие одновременную смену изображений во всех 4 квадрантах, и видеоквадраторы последовательного типа, обеспечивающие скорость смены изображений в каждом квадранте в 4 раза ниже номинальной частоты полей. Большинство квадраторов могут работать как коммутатор последовательного действия, т.е. подключать любую из работающих камер к монитору. Квадраторы для ТСВ должны иметь дополнительные "тревожные" входы для подключения средств сигнализации и обеспечивать вывод камеры на полный экран при срабатывании в ее зоне наблюдения средств сигнализации, режим "заморозки" кадра, т.е. возможность зафиксировать изображение в одном из сегментов, передачу сигнала тревоги прочим потребителям и, при необходимости, запись на видеомагнитофон. Видеоквадраторы, как и видеокоммутаторы последовательного действия, -сравнительно простые устройства и применяются, как правило, в небольших и недорогих системах.
Видеодетектор движения - представляет собой электронный блок, который хранит в памяти текущее изображение с телекамеры и подает сигнал тревоги при возникновении изменений в охраняемой зоне. Видеодетекторы применяются, главным образом, в системах охраны крупных объектов, где оператору приходится контролировать большое количество камер. Различают аналоговые и цифровые детекторы движения. Наиболее простыми и дешевыми являются аналоговые детекторы, действие которых можно, при некоторых допущениях, сравнить с действием охранных извещателей, подключаемых к тревожным входам коммутаторов, квадраторов и т.п. Цифровые видеодетекторы движения - это многоканальные устройства, которые позволяют разбивать каждую охраняемую зону на отдельные блоки, для каждого из которых устанавливается свой порог срабатывания - чем выше этот порог, тем большие изменения должны произойти на "картинке". Кроме этого, характеристики движения, можно задавать программным путем. Это позволяет, например, не воспринимать человека, движущегося в направлении от охраняемого объекта либо параллельно ему на некотором безопасном расстоянии, как нарушителя. Настройка системы с цифровыми детекторами на оптимальный режим должна производиться с учетом особенностей места установки телекамеры и характеристик охраняемого объекта, иначе трудно избежать большого количества ложных срабатываний или, наоборот, пропуска нарушителя. Цифровые видеодетекторы движения применяются в сложных ТСВ высокого класса.
Видеомультиплексоры - представляют собой высокотехнологические системы видеозаписи и управления, обладающие широкими функциональными возможностями. Они предназначены для записи видеосигналов от нескольких камер на одну видеокассету, воспроизведения кодированных кассет и обработки сигналов тревоги. Мультиплексоры позволяют осуществлять переключение между различными методами записи, что дает возможность либо записывать то, что появляется на экране, либо просматривать на экране изображения от одних камер, записывая в это же время изображения от других камер. Благодаря наличию нескольких режимов вывода изображений на экран записанные изображения могут просматриваться на одном мониторе в полноэкранном режиме, режимах квадрированного экрана и "картинка в картинке" либо в мультиэкранном режиме. Для более подробного анализа полноэкранных изображений многие мультиплексоры имеют функцию двукратного цифрового увеличения изображения. Некоторые мультиплексоры имеют встроенные видеодетекторы движения, генераторы титров, даты и времени, а также могут работать в дуплексном режиме, т.е. позволяют просматривать ранее сделанные записи одновременно с текущей записью изображений с работающих телекамер. Широкий набор встроенных функций, развитая логика обработки сигналов тревоги, а также возможность программирования видеомультиплексоров с помощью функциональных клавиш или с персонального компьютера позволяют создавать на их базе средние и большие телевизионные системы видеоконтроля, для чего ведущими фирмами разработан целый спектр дополнительной аппаратуры: адаптеры удаленной клавиатуры, многопортовые контроллеры, системы телеметрического управления камерами и т.п.
Матричные видеокоммутаторы имеют встроенный процессор и обеспечивают независимую коммутацию видеосигналов с большого количества входов на любой из мониторов. При наличии детектора движения коммутатор самостоятельно отслеживает ситуацию и в случае тревоги выводит изображение именно того помещения, где сработала сигнализация, а также выдает звуковой сигнал для привлечения внимания оператора. Матричные коммутаторы позволяют формировать несколько последовательностей изображений от камер в любом порядке с управлением их поворотными устройствами и вариообъективами, а также выводить номера камер и названия помещений, в которых они установлены, сообщения о сигналах тревоги, текущее время, дату, инструкции оператору и т.п. Матричные коммутаторы являются основными элементами многих
ТСВ, так как позволяют создавать гибкие и наращиваемые системы безопасности, в которые могут входить не только телевизионные компоненты, но и системы сигнализации и контроля доступа.
Персональные компьютеры. Применение компьютерной техники в ТСВ выводит последние на совершенно новый качественный и технический уровень. Компьютерные устройства управления, так называемые видеоменеджеры, позволяют удовлетворить практически любые требования заказчика. Перечислить все возможные функции видеоменеджеров практически невозможно, ибо они могут постоянно пополняться и расширяться, поэтому в качестве примера приведем лишь некоторые из них.
Система обеспечивает несколько режимов работы. В режиме "подготовка" оператор заносит в память машины необходимую служебную информацию: номера телефонов, по которым производится автоматическое дозванивание в случае тревоги и передача информации на удаленный пост через модем, шифры кодовых замков, данные об операторе, заступившем на дежурство, временные окна нахождения объекта под охраной либо свободного доступа на него, номера охраняемых автомобилей и т.п. В режиме "тестирование" проверяется работоспособность средств охранной сигнализации. В режиме "охрана" при срабатывании охранного извещателя на экран монитора выводится план контролируемой зоны и сработавший извещатель, изображение от установленной телекамеры с необходимым увеличением. Система может выполнять функции цифрового видеодетектора движения с программированием данных о нарушителе, управлять режимами записи, воспроизведения и вывода изображения на экран, программировать алгоритмы наблюдения, охраны и видеорегистрации в ежедневном и еженедельном циклах, производить обработку видеоинформации цифровыми методами, автоматически фиксировать повреждения камер, коммуникаций и другого периферийного оборудования, реализовывать смешанный режим охраны - наблюдения, вести диалог с оператором речевым способом и т.п. Функциональные возможности и эффективность компьютерных ТСВ наилучшим образом проявляются при организации с их помощью интегрированных систем охраны.
Устройства регистрации. Специализированные видеомагнитофоны. Предназначены для регистрации и документирования в течение длительного времени событий, происходящих в охраняемых зонах. Видеомагнитофоны могут работать в двух режимах: непрерывном и прерывистом. В прерывистом режиме записываются не все кадры, а только определенные.
Таблица 1. Режимы работы видеомагнитофонов
| Режим работы | Запись на одну кассету | ||
| Записываются кадры | Продолжительность записи,ч | Количество кадров за 1 с | |
| Непрерывный | Все | 3 | 25 |
| Прерывистый | Каждый 8-й | 24 | 3 |
| Каждый 160-й | 480 | 1/7 | |
| Каждый 320-й | 960 | 1/14 | |
При документировании видеозаписи должен использоваться генератор даты-времени, с помощью которого дтмечается текущее время суток и дата. Важными характеристиками видеомагнитофона являются его разрешающая способность и надежность. Высокое разрешение позволяет зафиксировать даже мелкие детали, а надежность важна потому, что такие видеомагнитофоны предназначены для непрерывной работы в течение нескольких лет.
Видеопринтеры. Предназначены для оперативной распечатки выбранного кадра от источника видеосигнала. Основными характеристиками видеопринтеров являются разрешающая способность, размер снимка и возможность многокадровой печати.
Устройства передачи телевизионного сигнала. Каналы передачи телевизионного сигнала. Для передачи телевизионного сигнала в ТСВ могут использоваться как проводные каналы связи, так и беспроводные каналы - радиоканал или ИК-канал. Наиболее стабильная и качественная работа системы возможна только при использовании коаксиальных кабелей. Основные характеристики кабеля - волновое сопротивление, диаметр и погонное затухание. Как правило, входные и выходные сопротивления основных компонентов ТСВ имеют значение 75 Ом, т.е. рассчитаны на применение кабелей с волновым сопротивлением 75 Ом, поэтому применять для передачи видеосигнала кабели с волновым сопротивлением 50 Ом не следует. Максимальное расстояние от видеокамеры до приемника видеосигнала зависит от типа используемого кабеля: для РК-75-4 оно не превышает 200 м, для РК-75-7 - 500 м. Выбору коаксиального кабеля для внешнего использования следует уделять особое внимание. Эти кабели должны работать в широком диапазоне температур, быть устойчивыми к воздействиям солнечного света, радиации, агрессивных сред, иметь броневую оплетку для защиты от механических повреждений. Необходимо учесть, что разводка таких кабелей должна производиться в специально выпускаемых для наружного применения кабелепроводах, в которых коаксиальный кабель может быть проложен совместно с проводами питания. При необходимости передачи сигнала на большие расстояния применяются видеоусилители и модемы. При этом видеосигнал с помощью специальной аппаратуры преобразуется, запоминается и передается с использованием модема. Время передачи может составлять от долей секунды до минуты, в зависимости от требований к качеству "картинки". В настоящее время наиболее широко используются три системы передачи изображений по цифровым и обычным телефонным линиям:
- системы с компрессией изображений по принципу "условного" обновления, предназначенные для передачи информации только об изменении изображения от кадра к кадру;
- системы с MPEG-компрессией, в которых используют специальные алгоритмы компрессии изображений движущихся объектов;
- системы с JPEG-компрессией, которые обеспечивают независимое сжатие кадра изображения.
В специальных ТСВ, когда требуется повышенная помехозащищенность информации и высокая разрешающая способность, применяются волоконно-оптические линии связи. Дальность действия таких систем практически неограничена. Относительная дороговизна их обусловлена тем, что видеокамеры не имеют выхода для подключения оптоволоконного кабеля, поэтому требуется вводить в систему преобразователи электрического сигнала в оптический и обратно. Кроме этого, прокладка, сращивание и подключение достаточно сложны. Однако развитию волоконно-оптических систем в последнее время уделяется повышенное внимание. При создании мобильных и переносных систем, а также в случаях, если прокладка кабельных линий невозможна или нецелесообразна, используется радио- или инфракрасный каналы связи. Дальность передачи при этом составляет от нескольких сотен метров до нескольких километров. В простейшем случае камера подключается к радиопередатчику дециметрового диапазона, а сигнал принимается на обычный телевизор. Вместе с тем такие системы имеют существенные недостатки, например: могут создавать помехи бытовому телевещанию, сигнал в зоне действия передатчика может принимать преступник. Этих недостатков лишены радиосистемы, работающие в сантиметровом диапазоне, а также работающие в инфракрасном диапазоне. Последние не требуют разрешения на применение системы от Государственного комитета по радиочастотам, однако они работают только в зоне прямой видимости, а их дальность действия в значительной мере зависит от оптической плотности среды.
Видеоусилители и видеораспределители. Видеоусилители применяются для компенсации затухания видеосигнала в линиях при передаче его на большие расстояния. При выборе видеоусилителя необходимо знать его входное и выходное сопротивления, а также коэффициент усиления, так как их значениями определяется тип линии передачи и максимальное расстояние, на которое можно передать видеосигнал. Видеораспределители используются при необходимости трансляции видеосигнала нескольким потребителям. Основные характеристики видеораспределителей - входное и выходное сопротивления, а также количество выходов.
Электропитание телевизионных средств видеоконтроля. Основные напряжения питания компонентов систем телевизионного видеоконтроля - 220 В переменного тока частотой 50 Гц и 12 В постоянного тока. От сети переменного тока напряжением 220 В питаются практически все мониторы, коммутаторы, квадраторы, мультиплексоры, видеомагнитофоны, видеопринтеры, поворотные устройства, гермокожухи, а также некоторые камеры. Напряжением 12 В постоянного тока питаются практически все камеры, а также некоторые устройства обработки видеосигнала и поворотные устройства. В редких случаях питание компонентов ТСВ осуществляется напряжением 24 В постоянного и переменного тока, а также 9 В постоянного тока. Для питания отдельных компонентов ТСВ на рынке телевизионной техники предлагается широкий выбор сетевых адаптеров 220/12 В и 220/9 В. Электропитание всей ТСВ должно быть организовано таким образом, чтобы обеспечивать работоспособность системы в автономном режиме, т.е. при пропадании напряжения сети переменного тока. С этой целью питание компонентов осуществляется от источников бесперебойного питания UPS или специализированные, снабженные аккумуляторами блоки питания. Для питания мониторов, видеомагнитофонов и т.п. также часто используют инверторы - приборы, преобразующие постоянный ток напряжением 12 В в переменный ток напряжением 220 В и частотой 50 Гц. При построении ТСВ ее компоненты следует выбирать таким образом, чтобы номенклатура питающих напряжений и потребляемая мощность были минимальными. Организация питания телекамер является одной из проблем в системах с беспроводными каналами связи. С одной стороны можно подавать питание камер по проводам, но тогда проблема прокладки проводов остается, с другой - можно питать камеры от аккумуляторов, однако из-за большого потребления даже у современных камер приходится часто заменять элементы питания.
Следует обратить внимание на два аспекта электрической безопасности. Первый относится к элементам ТСВ, питаемым от сети 220 В: эти устройства должны быть надежно защищены в соответствии с действующими нормативами от последствий попадания питающего напряжения на элементы конструкции для исключения поражения током сотрудников и обслуживающего персонала. Это особенно важно для оборудования, эксплуатируемого вне помещений.
Второй аспект также касается этой категории оборудования. Он заключается в надежной защите аппаратуры от попадания грозовых разрядов. Это может не только вывести аппаратуру из строя, но и представлять угрозу жизни операторов центра наблюдения.
Во избежание этого не следует устанавливать телекамеры и иное оборудование выше близрасположенных металлических конструкций. Если же исключить такие варианты невозможно, то необходимо обеспечить надежную молниезащиту, подключаемую типовым способом к надежной системе заземления.
Похожие работы
... китайской стороны. Таким образом, российская сторона обеспечила все необходимые условия для мобилизации китайской подрядной организации российской стороной. 3.2 Технические средства наблюдения, контроля и охраны на таможенном объекте Контрольно-наблюдательный пункт организован в одном из помещений таможни, максимально приближенном к контролируемым зонам. Его аппаратура позволяет одновременно ...
... форме, что в итоге приведет к сокращению административных расходов; Ø содействовать реализации торговой политики с учетом социально-экономических и инвестиционных задач. 1.2 Технические средства таможенного контроля как часть таможенной инфраструктуры Все элементы инфраструктурного обеспечения деятельности таможенной службы можно разделить на три большие группы [46]: 1) ...
... климатическими условиями работы; напряжением питания. С целью обеспечения качественной работы в условиях переменной яркости изображения и различных уровней фоновых засветок современные телекамеры, для систем телевизионного наблюдения, оснащаются подсистемами компенсации этих воздействий. Камеры с ручной регулировкой или вообще без соответствующей подсистемы выпускаются в основном для научных ...
... Например, можно предложить классификацию, изображенную на рис. 1.13. Более определенно типы ТСО будут рассмотрены в последующих главах. Отметим лишь, что при выборе СО следует выяснять, каковы основные тактико-технические характеристики. Например, для особо важных объектов желательно, чтобы вероятность обнаружения СО была близка к 0.98; наработка на ложное срабатывание - к 2500 ч и к 3500 ...
0 комментариев