Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»

МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

Курсовая работа

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Техническое обслуживание средств вычислительной техники»

На тему: Системы видеонаблюдений

Подготовил

Студент

А.А. Дроздов

Проверил

А.В. Коротков

Содержание

Введение

Видеонаблюдение - определения и понятия

Назначение систем видеонаблюдения

Основные компоненты

Классификация видеокамер

Объективы камер видеонаблюдения

Устройства обработки видеосигналов

Записывающие устройства

Список литературы

Введение

Самая главная причина использования систем видеонаблюдения - это стремление повысить уровень безопасности и защищенности людей и объектов частной собственности. Следует сказать, что камеры достигли большого успеха в обеспечении безопасности: только факт присутствия камер видеонаблюдения на объекте может отпугнуть преступника. Но если преступление все же имело место быть, то имеющиеся записи с камер помогут оказать помощь в поимке и опознание злоумышленника. Желание защитить частную собственность и свою семью требует применения самых современных систем безопасности.

Но обеспечение безопасности не единственная область применения систем видеонаблюдения. Большая и малая промышленность все больше нуждается в надежных и автоматизированных средствах контроля и управления технологическими процессами и людьми. При помощи системы видеонаблюдения становится возможным контролировать и управлять многими технологическими и производственными процессами, особенно теми, где нет прямого контроля человеком.

В последние 3 года системы видеонаблюдения все больше используются в различных отраслях. Они применяются больницами для постоянного наблюдения за тяжелобольными пациентами, образовательными учреждениями для контроля студентов и учеников, магазинами для наблюдения за покупателями и пресечения попыток краж, муниципальными властями и УВД для наблюдения в общественных местах, в транспорте, местах отдыха и развлечений, банковскими структурами и т.д.

Какие бывают системы видеонаблюдения и в чем их отличия, какие возможности они дают своему пользователю и насколько дорого обходятся те или иные, а так же какие преимущества у того или иного типа систем видеонаблюдения? Все это будет рассмотрено в данном реферате про системы видеонаблюдения.

Видеонаблюдение - определения и понятия

Видеонаблюдение -- процесс, осуществляемый с применением технических решений, предназначенных для визуального контроля за охраняемыми или наблюдаемыми территориями, объектами, субъектами. Еще одно название - CCTV (Closed Circuit Television -- Система Замкнутого Телевидения). Главная задача CCTV -- обеспечение безопасности объекта путем визуального наблюдения без передачи информации во внешние общедоступные сети. Из данной функции и произошло название «замкнутое» (сигнал не вещается во внешние общедоступные сети и не является общедоступным). И, хотя, при использовании камер с передачей сигнала по радиоканалу или по компьютерным сетям, включая сеть Интернет, в качестве тракта передачи видеосигнала используется открытые каналы, получатели сигнала с камеры ограничены системой доступа и не являются общедоступными.

Видеокамера - это устройство, созданное на основе прибора с зарядовой связью (ПЗС или CCD) и преобразующее световой поток в электрический сигнал определенного стандарта для последующей передачи и обработки.

Основные характеристики видеокамер:

· формат матрицы

· разрешающая способность

· чувствительность

· отношение сигнал / шум

· динамический диапазон

· минимальная освещенность

· автоматическая регулировка усиления

· гамма коррекция

· компенсация встречной засветки

· электронный затвор

· синхронизация

· диапазон рабочих температур

· варианты исполнения корпуса

Объектив - оптическое устройство, проецирующее изображение на фоточувствительный элемент видеокамеры. Объективы делятся на монофокальные (объектив с постоянным фокусным расстоянием), вариофокальные (объектив с изменяемым фокусным расстоянием вручную) и трансфокаторы (объектив с изменяемым фокусным расстояние дистанционно).

По способу управления диафрагмой объективы делятся на объективы с фиксированной диафрагмой, с управлением диафрагмой Direct Drive и с управлением диафрагмой Video Drive.

Объектив характеризует:

· разрешающая способность

· фокусное расстояние

· F-значение объектива или относительное отверстие

· варианты крепления к камере

Назначение систем видеонаблюдения

Все существующие системы видеонаблюдения предназначены для защиты объекта путем сбора видеоинформации о его текущем состоянии. Таким образом, проводится видеомониторинг охраняемого здания, собирается информация о его состоянии. Позже полученная с видеокамер информация анализируется, обрабатывается и архивируется на цифровом носителе.

Монтаж видеонаблюдения производится так, чтобы просматривать наиболее важные места объекта, где расположены материальные ценности. Чаще всего видеокамеры устанавливаются так, чтобы на мониторе отображались стоянки автомобилей, полки торговых залов, помещения складов и т.д.

Помимо этого видеонаблюдение контролирует места, через которые можно попасть на объект и выйти из него - проходные, двери, заборы, ворота и другое. На предприятиях, в вокзалах, аэропортах и офисах видеонаблюдение может выполнять функцию контроля за перемещаемыми объектами. И хотя стоимость такой разветвленной системы видеонаблюдения на вокзалах и в аэропортах достаточно высока, она во многих случаях себя оправдывает.

В определенных случаях монтаж видеонаблюдения производится в производственных помещениях, чтобы иметь возможность контролировать правильность технологического процесса как в промышленности, так и в сфере услуг.

При проектировании системы видеонаблюдения учитываются определенные критерии. Следует знать, какая именно задача стоит перед видеонаблюдением, чтобы подобрать оптимальные приборы, соответствующие поставленным целям.

Условно критерии видеонаблюдения подразделяются на следующие типы:

· Необходимо опознать знакомого человека. В этом случае выбираются недорогие устройства, обрабатывающие изображения, и видеокамеры с обычным, стандартным разрешением;

· Необходимо опознать незнакомого человека. Для такой сложной задачи используются специализированные устройства DVR, компьютерные платы видеозахвата, и выбираются видеокамеры с высоким разрешением;

· Необходимо прочитать номер легкового автомобиля. В этом случае подбираются видеокамеры с более высоким разрешением, более мощные платы видеозахвата и более мощные устройства DVR.

Из всего вышесказанного видим, что для создания оптимальной системы видеонаблюдения и для подбора наиболее подходящих технических средств, нужно предварительно определить, каким критериям она должна удовлетворять, какие места она должна контролировать, а также (что очень важно) какой объем видеоинформации должен быть сохранен.

Для получения таких данных необходимо техническое обследование всего охраняемого объекта и предварительное составление проекта. Цена системы видеонаблюдения в этом случае будет немного выше, но она оправдана оптимальным размещением видеокамер и параметрами технических устройств.

В последние годы монтаж видеонаблюдения часто использует систему замкнутого телевидения, сокращенно CCTV, которая не только следит за объектом, но и записывает полученную видеоинформацию, обрабатывает ее и хранит.

Подавляющее большинство видеосистем, применяющихся в настоящее время, являются гибридными, то есть, в них применяются аналоговые видеокамеры и цифровые устройства, обрабатывающие и хранящие информацию. Достаточно популярны и полностью цифровые системы видеонаблюдения, использующие IP видеокамеры и соответствующее прикладное программное обеспечение. Что же касается полностью аналоговых систем, то они выходят из употребления или модернизируются до гибридных или цифровых.

При установке систем видеонаблюдения решаются следующие задачи:

· одновременное наблюдение и оценка текущего состояния сразу нескольких разрозненных зон;

· организация видеонаблюдения зон, длительное нахождение в которых опасно для здоровья человека;

· в случае возникновения нештатной ситуации - быстрая и адекватная оценка угрозы, оперативное принятие необходимых мер;

· запись качественного видеоизображения на оптические, магнитные и другие носители в целях проведения последующего анализа информации (например, для идентификации личности нарушителя).

Все вышеназванное обеспечивает следующие достоинства внедрения систем видеоконтроля:

· повышение точности и оперативности оценок нештатных ситуаций;

· увеличение производительности и эффективности труда работников службы охраны объекта;

· снижение опасности работы на объекте и др.

Основные компоненты

Любая система видеонаблюдения всегда состоит из:

· устройств, обеспечивающих сбор видеоинформации (видеокамер)

· устройств, обрабатывающих и записывающих информацию

· устройств, выводящих изображение (мониторы).

Видеокамера - важнейшая часть системы наблюдения, но нужно понимать, что только покупка данного устройства отменного качества не поможет. Чтобы реализовать все возможности качественной видеокамеры, остальное оборудование системы должно быть того же уровня.

Главными составляющими системы видеонаблюдения являются:

1.Видеорегистратор.

Видеорегистратор - это так называемый «видеомагнитофон» (в настоящее время используется устройство с наличием жесткого диска), к которому подсоединяются исполнительные устройства, устройства управления, камеры и различные датчики. Записывается изображение на жесткий диск, объем которого зависит от конкретной модели и может быть увеличен путем подключения внешнего носителя информации. От объемности диска зависит количество возможных дней для записи. Как правило, период записи составляет от 5 до 20 дней. Записывать изображение с камер можно тремя способами: по детекции (наличию) движения, по расписанию, 24 часа в сутки. Видеорегистратор можно подключать в сеть Интернет для дистанционного контроля.

В более дорогих системах для хранения и анализа информации используются серверы, которые в своей работе используют специализированное программное обеспечение.

2.Камеры наблюдения

Не менее важным элементом системы являются камеры видеонаблюдения. В зависимости от того, где и для чего устанавливается видеонаблюдение, подбираются конструктивные особенности видеокамер. Камеры могут передавать цветное или черно-белое изображение. Камеры могут быть предназначены для работы не только в помещениях, существуют уличные камеры, которым не страшны ни какие погодные условия. Для того чтобы отчетливо видеть в темное время суток существуют камеры с ИК подсветкой. Можно найти экземпляры видеокамер различных размеров - от крошечной видеокамеры, еле заметной глазу, до камер внушительных размеров.

3.Источники питания для систем видеонаблюдения

Как человек не может прожить без еды, так и для того чтобы камера начала работать необходимо питание. Питание подается при помощи специальных блоков питания для видеонаблюдения. Они могут быть как постоянного, так и переменного тока, различной нагрузки и конструктивного исполнения.

Особенностями подачи питания к камерам видеонаблюдения являются различия между проводными и беспроводными камерами. К проводным камерам видеонаблюдения питание подается по одному проводу с подачей сигнала и передачей изображения. Беспроводные камеры нуждаются в отдельном источнике питание, который ограничивает сферу применения и возможности установки беспроводных камер.

Для решения задачи получения максимальной мобильности в последнее время стали использовать беспроводные камеры с автономными источниками питания. Ресурс работы таких камер ограничен, однако сфера применения значительно расширилась и фиксация событий стала возможной даже в глухом лесу.

4.Кожухи и кронштейны

Для установки камер на улице существуют термокожухи, которые защищают устройство от перегрева, замерзания и т.д. Некоторые камеры видеонаблюдения изготавливаются в «уличном» исполнении и имеют предустановленный водонепроницаемый корпус с козырьком для объектива. Кронштейны используются непосредственно при монтаже и подбираются индивидуально для каждого места установки.

5.Мониторы

Полный цикл видеонаблюдения, который включает в себя не только запись событий, но и online наблюдение требует для работы установку монитора наблюдения. Длительное время работы, зачастую бесперебойное, требует для выполнения поставленной задачи использование профессиональных мониторов, предназначенных для осуществления видеонаблюдения. Такие мониторы работают бесперебойно (24 часа в сутки) и не вредят зрению диспетчеров.

6.Кабель

Для того чтобы система видеонаблюдения не имела проблем в дальнейшем, необходимо подключать камеры к видеорегистратору или серверу специальным кабелем - коаксиальным либо витой парой. При больших расстояниях (более 50 м) для передачи стабильного изображения необходимо использовать усилители сигнала - видеосендеры.

7.Устройства защиты от грозы

Для того чтобы не страдало различное электрооборудование от попадания молнии, необходимо в разрыв коаксиального кабеля или витой пары установить устройство защиты от перенапряжения. Беспроводные камеры оборудуются молниеотводом персонально.Проектирование системы видеонаблюдения - процесс, который длится не один день и требует наличия у специалиста архитектурных и инженерных способностей. Чтобы готовое решение приносило положительный эффект, нужно исходить из возможных угроз безопасности и бизнес-потребностей. Поэтому перед разработкой и внедрением такой системы стоит определиться с её дальнейшим практическим использованием.

Сегодня можно однозначно сказать о том, что белых пятен в географии применения камер видеонаблюдения не осталось. Профессиональные сотрудники специализированной организации имеют возможность подобрать систему видеонаблюдения с возможностями, которые удовлетворят все Ваши потребности. Основные компоненты системы видеонаблюдения - камеры

Традиционная система видеонаблюдения - это сложная цепочка составляющих элементов разного назначения: видеокамер, устройств преобразования и обработки сигналов, видеорегистраторов или компьютерных плат, мониторов для просмотра видеозаписи. Одним из важнейших компонентов принято считать камеры, от которых зависит качество передаваемого на монитор или устройство записи изображения.

Классификация видеокамер

Системы видеонаблюдения бывают самые разные: цифровые и аналоговые, внутренние и наружные, открытые и скрытые и др. Но выбор каждой из них, несомненно, определяется потребностями объекта, на котором устанавливается система. Ведь и они, объекты, в большинстве своем, как люди, - совершенно разные, с отличным друг от друга «характером», «габаритами» и предназначением.

Можно все видеокамеры разделить по основным группам, согласно следующим техническим характеристикам:

Модульные и корпусные.

1. Модульные видеокамеры - это платы с объективом, встраиваемые в любой предмет интерьера помещений.

2. Корпусные камеры - это автономные устройства, которые используются как для внутреннего наблюдения, так и для внешнего.

Цифровые и аналоговые

1. Аналоговое видеонаблюдение подойдет в том случае, когда объектов контроля не так много и нет необходимости в высоком уровне качества видеозаписи.

2. Цифровое видеонаблюдение является более функциональным и обеспечивает большее количество возможностей.

Уличные и внутренние

1. Основное отличие камер уличного наблюдения - термокожух, который защищает электронное устройство от всех проявлений природы, а также возможного вандализма.

2. Внутренние видеокамеры не требуют особой защиты, поэтому могут выглядеть более эстетично.

Стационарные и управляемые

1. Стационарные камеры контролируют четко фиксированный участок

2. Управляемые Speed-dom камеры имеют возможность менять направление, тем самым увеличивая радиус контролируемой зоны.

Черно-белые и цветные

1. Черно-белые камеры ценятся за четкость картинки.

2. Цветные камеры более детально передают обстановку, когда важно знать такие особенности как цвет одежды или авто. В последнее время характеристики цветных камер зачастую аналогичны черно-белым, а в некоторых случаях превосходят последние. Последним доводом черно-белых камер является более дешевая цена.

Проводные и беспроводные

1. Проводные камеры передают сигнал по кабелю.

2. Беспроводные камеры передают сигнал с помощью приемников и передатчиков. Передача сигналов осуществляется с помощью радиосигнала. Существуют веб и wi-fi аналоги, которые способны транслировать сигнал на любые расстояния по сети.

По способу крепления специалисты выделяют:

1. купольные камеры

2. корпусные мини-камеры

Далее мы более подробно рассмотрим основные типы камер.

Цилиндрические уличные (bullet) камеры

Рис. 1 Цилиндрические камеры

Термин bullet происходит от сходства внешнего вида камеры с ружейной пулей. Как правило, удлиненные и конические, как цилиндр. Цилиндрические камеры оснащены универсальным монтажным кронштейном, который облегчает процесс установки данных камер.

Цилиндрические уличные камеры могут быть оснащены как фиксированным объективом так и переменно фокусным объективом. Как правило данные камеры комплектуются фиксированным объективом с фокусным расстоянием 3,6мм. Возможны исполнения и с другими объективами, но 3.6мм является наиболее распространенным. Благодаря переменно фокусным объективам можно регулировать фокусное расстояние непосредственно во время монтажа. Переменно фокусным объективы для таких камер, бывают как правило 2,8-12 мм, что позволит вам или настроить широкий угол обзора (в ущерб качеству) или наоборот сильно увеличить необходимый участок.

Современные уличные камеры показывают цветную картинку днем, а для ночного просмотра, по датчику освещения включается инфракрасная подсветка и камера переключается в ночной режим (черно-белое изображение) .Разрешение таких камер варьируется от 420 до 700 TV линий, чем больше количество их тем качественнее картинка, если вы хотите более детального и качественного изображения (от HD до 4K) вам следует смотреть в сторону цифровых ip-камер или HD-SDI камер.

Bullet камеры содержат ту же электронику, что и другие камеры. В плане качества изображения, ничто не делает данные камеры лучше или хуже, чем например купольные камеры. Они отличаются тем что в данных камерах встроена инфракрасная подсветка, а также повышенный уровень защиты от погодных условий IP66 или IP67, иногда система обогрева и охлаждения ну и конечно формой.

Bullet камеры обычно используют 12 вольт постоянного тока. Однако существуют и на 24 вольта. Исполнение камер Bullet (цилиндрическое) вы можете встретить как в аналоговых так и в IP и HD-SDI форматах.

Купольные камеры

Купольная камера названа так из-за купола, который закрывает объектив. Каждый видел эти камеры для наблюдения на предприятиях в банках и магазинах. Благодаря своей форме и куполу закрывающему объектив тяжело определить куда именно направлена камера и непонятно смотрит ли данная камера на вас или в противоположную сторону. Купольные камеры как правило используют для установки внутри зданий, хотя бывают варианты и с наружными антивандальными купольными камерами, некоторые из них даже оснащаются инфракрасной подсветкой. Данные камеры легко устанавливаются как на стене так и на потолке здания. Разрешение также может быть в диапазоне от 420 до 700 TV линий. Ввиду своей конструкции эти камеры менее заметны и незнающий человек при беглом осмотре может даже не понять, что это камера для наблюдения.



Рис. 2 Купольные камеры

Как правило купольные камеры располагают в углу помещения, чтобы захватить максимальную площадь

Корпусные (Box) камеры

Рис.3 Корпусные камеры

Основным преимуществом корпусных (Box) камеры, является то что в данных камерах легко сменить объектив на тот который вам нужен. Эти камеры даже иногда называют "C-Mount" камеры, в честь стандарта крепления для объективов C-Mount . Если вам нужно видеть дальше, чем 10-15 метров, то вам нужно использовать данные камеры со специальным объективом. C-Mount объективы для камер видеонаблюдения можно встретить в исполнении от 2,8 мм до 100 мм. Объектив с большим значением позволяет видеть детально увеличенное изображение, например лица или купюры. Также данные камеры дешевле чем аналогичные по характеристикам bullet камеры и если вы хотите установить их на улице, это можно легко сделать, достаточно смонтировать их в гермокожух.

PTZ (Speed dome) скоростные поворотные камеры

Рис 3 Скоростные поворотные камеры

PTZ камеры - это управляемые камеры, вы можете управлять ими удаленно, а именно поворачивать их вправо и влево, панорамировать изображение, наклонять их вверх и вниз, также масштабировать изображение приближать и удалять интересующую вас часть изображения. Как правило PTZ камера управляется с помощью пульта дистанционного управления (специальной клавиатуры и джойстика) или с помощью программного обеспечения вашего видеорегистратора видеосервера. Основными недостатками Speed dome камер является то, что они достаточно дороги и имеют ряд деталей которые со временем изнашиваются. Также для качественного обеспечения безопасности, необходимо, что бы данными камерами управлял оператор.

Для аналоговых Speed dome камер необходимо подводить три кабеля: кабель питания, кабель передающий видеосигнал и кабель управления. Цифровые PTZ IP-камера могут передавать все данные по одному кабелю, возможна передача питания по тому же кабелю, если в камере предусмотрено питание по PoE.

Как и в случае с другими типами камер, поворотные PTZ камеры можно встретить как в аналоговом так и в HD-SDI и цифровом ip-формате. С их неограниченным диапазоном обзора, PTZ камеры лучше всего подходит для режима патруля (запрограммированный, автоматический обзор прилегающей территории. Они также могут быть довольно большого размера, тяжелые, и требуют очень конкретных условий монтажа. Те факторы, которые следует учитывать при глядя на камеру PTZ.

Мегапиксельные цифровые IP-камеры

Рис.5 Мегапиксельные цифровые IP-камеры

Самая большая разница между аналоговыми и IP-камерами заключается в качестве получаемого изображения. IP камеры выдают картинку в HD качестве. Цифровые IP-камеры также могут предложить различное по качеству изображение и это зависит от их разрешающей способности, как правило градация идет в зависимости от разрешения - от 1 до 5 мегапикселей. 1.3 мегапиксельная камера будет соответствовать разрешению 1280х1024 точек, а 5-ти мегапиксельная 2560х1920. Если вам нужна камера с FullHD разрешением, то это соответствует 2-х мегапиксельной камере, которая обеспечивает разрешение 1080p. В связи с высоким разрешением и при использовании качественных объективов, цифровые камеры способны охватить большие площади и одна ip-камера способна заменить собой до 4 аналоговых камер.

Как и аналоговые, ip-камеры используют питание 12 или 24 вольта. Также ip-камеры могут получать питание с использованием PoE (питание через Ethernet кабель). Ко всем цифровым ip-камерам вы сможете подключится удаленно через интернет, напрямую к камере или видеосерверу (NVR), иногда их даже называют сетевыми камерами.

В связи с тем что ip-камеры предлагают более высокое разрешение, они генерируют большее количество траффика (до 20 Мбит), вследствие чего для сохранения видео, требуется гораздо большие объёмы для хранения (жестки диски, SSD диски, сетевые хранилища), и соответственно хорошая пропускная способность интернета, минимум 2-4 Мбит исходящего канал.

HD-SDI камеры

Последняя технология которую мы рассмотрим сегодня это - CCTV HD-SDI или HD CCTV. Так же, как м в случает с IP-камер и аналоговыми камерами, вы можете найти камеры HD-SDI в любых исполнениях: корпусные, уличные, купольные и даже PTZ. HD-SDI отличается от IP тем, что HD-SDI камеры генерируют цифровое изображение и передают не пережатый цифровой видеопоток непосредственно на видеосервер по коаксиальному кабелю, а видеосервер уже кодирует их в H.264 или MJPEG кодеки. видеонаблюдение запись разрешение кодирование

HD-SDI камеры выдают превосходную FullHD картинку без задержек и помех. Это очень важно для зон повышенного риска, таких как кассовые аппараты, банки и казино, где необходимо четко и без задержек увидеть момент передачи денег вплоть до номинала купюры. Так же, как и IP-камеры, HD-SDI камеры позволяют охватить большие площади в большом разрешении и одна камера способна заменить собой д 4 аналоговых камер.

Модульные (бескорпусные)

Не имеют корпуса. Конструктивно монтажные элементы, ПЗС-матрица и объектив расположены непосредственно на плате. Возможны варианты стандартных, конусных и вариофокальных объективов. Размеры не превышают 42*42 мм, обычно 35*35мм. Видеовыход - аналоговый, 0,75-1,0 вольт. Применяются в сухих и отапливаемых помещениях (если не установлены в защитный термокожух).

вызывные панели видеодомофонов, термокожухи, корпуса - полусферы, при использовании объектива конусного типа (pin-hole) возможна скрытая установка в бытовые предметы, датчики ОПС.



Рисунок 6 Модульная камера

Миниатюрные (малогабаритные)

Рис. 7 Малогабаритная камера

Малогабаритные камеры. Обычно в цилиндрических или прямоугольных корпусах, но возможно нестандартное исполнение (в виде пуговицы, шурупа…). В принципе, это те-же модульные камеры, установленные в корпус, что расширяет их ореол использования. Размеры "кубиков" - от 25*25мм до 50*50мм. Видеовыход - аналоговый, 0,75-1,0 вольт. Применяются в сухих и отапливаемых помещениях

установка в помещениях, в качестве задней камеры в автомобиле, при использовании конусного объектива возможно "замуровать" камеру в стену (сделать скрытой)

Поворотные (управляемые)

Рис. 8 Управляемая камера

Камеры, имеющие привод для поворота в двух плоскостях с внешним управлением. Конструктивно обычно в виде купола или полусферы, но существуют варианты уличных камер на отдельном приводе. Некоторые модели имеют защиту от погодных воздействий и антивандальный корпус. Управление осуществляется как с отдельного пульта, так и с ПК. Существуют модели со встроенным контролем и сопровождением объекта.

Объективы камер видеонаблюдения

Вариофокальные объективы

Рисунок 9 Вариофокальные объективы

Область применения

Вариофокальный объектив - это объектив, фокусное расстояние которого является переменным. Что достигается благодаря этому? Те, кто хотя бы на любительском уровне увлекался фото- или видеосъемкой, наверняка знают, какое значение имеет угол обзора.

Монофокальные объективы не дают возможности менять фокусное расстояние, так что угол обзора на камерах, оснащенных такими объективами, можно менять только путем смены точки съемки, а это невозможно в системе видеонаблюдения, т.к. камеры закреплены.

Итак, главная особенность вариофокального объектива - изменение угла обзора при видеосъемке до нужного значения, что обеспечивает качественное видеонаблюдение. При этом не нужно менять настройки самой камеры - изменяются лишь настройки объектива.

Характеристики

Тем, кто собирается купить объективы для камер видеонаблюдения, следует обратить внимание на такой их параметр, как диафрагма. Она может иметь ручное или автоматическое регулирование. Объективы с ручным регулированием подойдут для камер видеонаблюдения за объектом, находящимся в условиях постоянной освещенности. Для видеонаблюдения за другими объектами желательно купить объектив с автоматическим регулированием дифрагмы. Автодиафрагма может управляться по видеосигналу (Video) или по постоянному току (DC).

Трансфокаторы моторизованные

Рисунок 10 Трансфокатор моторизированный

Моторизированный трансфокатор представляет собой законченное изделие, совмещённое с камерой, имеющее интегрированный блок с телеметрическим управлением режимами. Обычное его применение в купольных поворотных камерах по типу «Speed Dome».

Современные модели снабжены режимом автоматической фокусировки с высокой скоростью масштабирования, отличаются компактностью, имеют режим «день-ночь», оптический фильтр, отсекающий инфракрасную область. Управляются такие камеры дистанционно по двухпроводной линии командами, исходящими с удалённого пульта по заранее выбранному протоколу. Такие модули не требуют максимальных затрат на подключение.

Объективы с форматом изображения от одной трети до одного дюйма и фокусным расстоянием 1000 мм, с увеличенной кратностью и светосилой считаются крупноформатными трансфокаторами. Особенности таких объективов - это фокусировка на выбранном расстоянии во всём диапазоне. При работе в сложных климатических условиях камеру с трансфокатором помещают в защитный кожух.

Объективы с ручной регулировкой диафрагмы

Рисунок 11 Объектив с ручной регулировкой диафрагмы

Объективы с ручной регулировкой диафрагмы используется для видеонаблюдения внутри помещений с низкой, но относительно постоянной освещённостью. Фокусное расстояние объектива можно корректировать вручную, что позволяет максимально точно установить требуемый угол зрения камеры видеонаблюдения. Низкодисперсное стекло, используемое при изготовлении асферических линз объектива, повышает точность фокусировки и значительно уменьшает вероятность появления оптических искажений при слабой освещенности. Это особенно полезно при использовании цветной камеры видеонаблюдения, поскольку ее чувствительность ниже, чем у черно-белой. Если же использовать варифокальный объектив с черно-белой камерой, то возможно отказаться от приобретения ИК-прожектора. Варифокальный объектив имеет широкополосное противоотражательное покрытие на основе технологии многослойного нанесения, обеспечивающей улучшенный цветовой баланс.

Объективы с автоматической регулировкой диафрагмы

Рисунок 12 Объектив с автоматической регулировкой диафрагмы

Автоматическая регулировка диафрагмы (AI - auto iris control) необходима для регулировки падения света на матрицу формирующую кадр в зависимости от изменяющегося освещения объекта съемки видеонаблюдения. Автоматическое усиление современных цифровых камер позволяет лишь частично компенсировать недостачу или избыток света, ведь круглосуточное видеонаблюдение сталкивается с диапазоном освещенности от 100000 лк в дневное время и 0,1 лк ночью. Поэтому камеры наблюдения оснащаются объективами с диафрагмой на электромагнитном управлении, производители не поддерживают общего стандарта и при выборе камеры наблюдения следует внимательно подойти к вопросу совместимости, так же объективы разнятся по типу регулирующей электроники, подводу питания и внутренней механической конструкции.

Автоматическая регулировка диафрагмы с интегрированным усилителем предусматривает получение от камеры сигнала на имеющийся в объективе компенсационный усилитель являющийся эталонным, где при малом сигнале электронно управляемая диафрагма открывается через имеющийся контур регулирования, когда же уровень сигнала повышается она закрывается. Настройка происходит через потенциометр (два или три) с доступом снаружи, на одном производится регулировка света подверженная глобальным колебаниям света имея зоны настройки (peak/average) максимальной и средней соответственно, в стандартном использовании регулятор оставляется посередине во избежание резких закрытий диафрагмы при солнечных бликах и т.д.

Второй потенциометр управляет уровнем открытия диафрагмы (level) в зависимости от принимаемого сигнала. В разнообразных условиях освещенности автоматическая регулировка диафрагмы сопровождается рысканьем - постоянным открытием и закрытием диафрагмы, за которое отвечает контур регулирования в объективе, это негативно сказывается на технике и результате съемки. Для компенсации лишних движений автоматическая регулировка диафрагмы может наделяться третьим потенциометром для регулировки времени реакции контура регулирования, т.е. его инерционности к быстрым изменениям условий освещенности. Такая автоматическая регулировка диафрагмы питается от камеры напряжением 6-12 вольт.

Автоматическая регулировка диафрагмы через гальванометрический объектив без интегрированного усилителя - метод прямого управления объективом (DC объектив с постоянным током), в котором сравнение эталонных и действительных значений уровня сигнала осуществляется в камере. В такой конструкции внедренный в корпус камеры компенсационный усилитель соединен с объективом четырьмя проводами, а на электромагнитный механизм привода диафрагмы подается постоянное управляющее напряжение +drive / -drive. Компенсация рысканья диафрагмы происходит за счет демпфирующих катушек подключенных к блоку управления камерой, подстройка возможна с помощью внешнего потенциометра.

Автоматическая регулировка диафрагмы с интегрированным фотоэлементом вынесенным за линзы объектива происходит управление диафрагмой в зависимости от того какая освещенность фотоэлемента. Поскольку диафрагма управляется отдельно от камеры, т.е. независим от принимаемого изображения, то на качество видеосигнала может оказывать влияние различие между освещенностью объекта съемки и светом падающим на фотоэлемент, в результате чего данный такая автоматическая регулировка диафрагмы более не используется на современных камерах наблюдения.

Объективы с фиксированной диафрагмой

Рисунок 13 Объектив с фиксированной диафрагмой

Объектив с фиксированной диафрагмой - это прибор, устройство которого не предполагает изменения его технических и функциональных характеристик без установки дополнительных насадок. Из-за отсутствия возможностей для автоматической или механической регулировки угла обзора и апертуры, объективы такого типа зачастую называют «наипростейшими». Но это не означает, что со своей задачей они справляются хуже. Все устройства из нашего каталога объективов с фиксированным фокусным расстоянием и фиксированной диафрагмой отлично дополняют высококачественные камеры наблюдения и улучшают системы визуального контроля.

Однако специалисты не рекомендуют использовать их там, где уровень освещения периодически меняется. Фиксированное положение диафрагмы, в таком случае, только ухудшает качество изображения.Поэтому купить объектив с фиксированным фокусным расстоянием и фиксированной диафрагмой можно лишь тогда, когда съемку планируется вести в помещении со стабильным уровнем освещения.

Объективы для систем машинного зрения

Системы машинного зрения обеспечивают промышленную автоматизацию в области контроля качества, исключают человеческий фактор и обеспечивает 100%-ный контроль каждой единицы продукции.

Камеры машинного зрения позволяют:

· контролировать качество изготовления и сборки изделий;

· обнаруживать дефекты;

· идентифицировать и отслеживать перемещения продукции;

· управлять роботами;

· контролировать поверхности;

· подсчитывать и сортировать объекты.

Системы машинного зрения применяются в отраслях:

· нефтегаз;

· металлургия;

· автомобилестроение и машиностроение;

· дорожное движение и ж/д перевозки;

· аэропорты и морские порты;

· обработка и хранение грузов;

· производство электрических двигателей;

· электронная промышленность;

· пищевая и упаковочная промышленность;

· косметическая и фармацевтическая промышленность;

· ювелирная промышленность;

· конвейеры и робототехника;

· деревообработка.

Растет спрос на камеры машинного зрения высокой четкости в охранных системах (видеонаблюдение), видеоаналитике и биометрии.

F-mount объективы

Рис. 14 F-mount объектив

Крепление F-mount (байонет F) -- байонетное соединение объектива, разработанное фирмой Nikon в 1959 году для 35-миллиметровых камер и использующееся по настоящее время.

Объективы с креплением F-mount производства Schneider компакты, надежны и имеют малое значение дисторсии. Могут использоваться как в видимом, так и в ближнем инфракрасном диапазоне (диапазон длин волн 400-1000 нм).

C-mount стандартные объективы

Рис. 15 C-mount стандартные объективы

Резьбовое крепление С-mount изначально было разработано для 16-миллиметровых кинокамер («С» означает «cine»). Линейка продуктов с данным креплением включает в себя объективы с постоянным и переменным фокусным расстоянием в диапазоне 4.8-100 мм для сенсоров размером 1/2”, 2/3” и 1”.Имеются моторизованные модели.

C-mount компактные объективы

Рис.16 C-mount компактные объективы

Резьбовое крепление С-mount изначально было разработано для 16-миллиметровых кинокамер («С» означает «cine»).Объективы «компактной» серии имеютболее надежную конструкцию по сравнению с обычными С-mount объективами, а также механизм блокировки как для кольца диафрагмы, так и для фокусного кольца.Оптические характеристики этих объективов идеально соответствуют требованиям для сенсоров размером 1/3”, 1/2” и 2/3”. Спектральный диапазон данной линейки расширен до 400-1000 нм. Благодаря упрощенной конструкции стоимость объективов серии Compact значительно ниже по сравнению со стандартными объективами для работы в диапазоне 400-1000 нм.

Телецентрические объективы

Рис. 17 Телецентрические объективы

Телецентрический объектив -- это сложная оптическая система, обеспечивающая падение светового потока на фотоприемник под прямым углом на всей площади фотоприемника, что сводит к минимуму ошибку угла зрения (эффект перспективы) или изменения увеличения при изменении расстояния до объекта, обеспечивая высокую четкость и контраст при минимальной дисторсии. Телецентрические объективы предназначены для высокоточных бесконтактных измерений.

Schneider предлагает два типа мегапиксельных телецентрических объективов.

Би-телецентрические объективы

Рис. 4 Би-телецентрические объективы

Би-телецентрические объективы позволяют получить лучшее качество изображения за счет обеспечения телецентрических свойств как в области объекта, так и в области фотоприемника. Данные мегапиксельные объективы предназначены для использования с камерами, имеющими матрицу CCD 2/3”. Все объективы имеют кольцо диафрагмы, фокусировочное кольцо, резьбу для установки фильтра и отверстия для крепления. Доступны следующие коэффициенты увеличения: 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 и1:5.

Телецентрические объективы , ориентированные на объект

Рис. 5 Телецентрические объективы , ориентированные на объект

Телецентрические объективы, ориентированные на объект (самый распространенный вид объектива) не устраняют эффект виньетирования, однако имеют меньший вес и стоимость. Доступны три коэффициента увеличения: 0.79x, 0.62xи 0.27x. Данные мегапиксельные объективы предназначены для использования с камерами, имеющими матрицу CCD 2/3”, кроме объективов 0.79x, которые могут быть использованы с матрицами размером 1”. Все объективы имеют кольцо диафрагмы, резьбу для установки фильтра и отверстия для крепления.

Объективы M12, M13

Рис. 60 Объективы M12, M13

Объективы M12 - это объективы с фиксированным фокусным расстоянием без возможности изменения значения диафрагмы с резьбой диаметром 12мм. Данные объективы получили наибольшее распространение в системах видеонаблюдения. Предназначены для видеокамер с матрицами до 1/3 дюйма. Выпускаются на фокусные расстояния от 2,8 мм до 25мм.

Применяются в случаях, когда не требуется получения изображения, ограниченного четко заданным диапазоном расстояний

Являются оптимальным выбором для организации видеонаблюдения в закрытых помещениях с искусственным освещением

Устройства обработки видеосигналов

Устройства обработки видеосигналов (квадраторы, мультиплексоры) - это приборы, обрабатывающие видеоизображение, получаемое от нескольких камер видеонаблюдения, анализирующие изображение и передающие его в заданном формате на монитор. В зависимости от типа используемых видеокамер применяются черно-белые или цветные устройства обработки видеосигналов.

Квадраторы

Квадраторы - это устройства системы видеонаблюдения, позволяющие просматривать на видеомониторе изображения одновременно передаваемые. 2-х, 3-х или 4-х видеокамер.

Рис.27 Квадратор

Мультиплексоры

Мультиплексоры позволяют одновременно выводить на монитор изображения с 4-х до 32-х видеокамер (симплексный мультиплексор), при этом выполнять последовательную запись этих изображений на видеомагнитофон или встроенный видеорегистратор (дуплексные мультиплексоры), а также просматривать на мониторе, одновременно с прямой трансляцией, ранее записанные видеофрагменты (триплексные мультиплексоры).

Рис. 82 Мультиплексор

Записывающие устройства

Устройства записи видеоинформации (видеомагнитофоны, видеорегистраторы) предназначены для записи, хранения и последующего воспроизведения изображения, поступающего как от камер, так и от мультиплексора системы видеонаблюдения. Аналоговые видеомагнитофоны могут записывать до 960 часов видео на одну кассету стандарта VHS. Устройства цифровой записи (видео рекордеры, видеорегистраторы) осуществляют запись видеоинформации в цифровом формате непосредственно на жесткий диск компьютера. Встроенный в современные цифровые системы видеонаблюдения программный детектор движения - с функцией реагирующей на движение в кадре - позволяет значительно уменьшить объем "пустой" записи.

...