Система видеонаблюдения в супермаркете

2.4 Анализ дополнительных требований к системе видеонаблюдения

Наличие дополнительных средств архивирования видеоинформации

Как правило, все цифровые системы видеоконтроля имеют только оперативный видеоархив на системном жестком диске (иногда - в дополнительном специализированном системном блоке), организованный по принципу безостановочной кольцевой видеозаписи [19]. Это приводит к тому, что при полном заполнении жесткого диска самые ранние записи стираются. С целью организации долговременного видеоархива некоторые профессиональные системы имеют дополнительные средства архивирования, которые позволяют переносить оперативный видеоархив или отдельные его фрагменты на любые внешние носители (сетевые диски, стриммеры и т.п.). Отдельные профессиональные системы имеют дополнительные средства архивирования, позволяющие выполнять сетевое архивирование с удаленных систем видеоконтроля (удаленных видеосерверов), в т.ч. по коммутируемым каналам связи.

Наличие многоканального детектора движения (активности).

Большинство современных цифровых (компьютерных) систем видеоконтроля обязательно имеют многоканальные детекторы активности [20, 21, 22]. Профессиональные цифровые системы видеоконтроля обязательно должны использовать многоканальные детекторы движения. Если детекторы активности используют достаточно простые разбиения поля изображения, как правило, на 8-16 (очень редко - более) областей, которые используются только для анализа активности (как правило, на основании измерения относительных изменений яркости/контраста в этих зонах), без определения реальных характеристик движения объекта, то истинно профессиональные детекторы движения дополнительно к обычному обнаружению активности, определяют как характеристики собственно детектируемого объекта (форму, контур, размер, контраст и т.д.), так и характеристики его движения (скорость, изменения скорости и т.д.). Основное отличие профессиональных детекторов от обычных - это возможность их настройки в реальных условиях охраны объектов именно на обнаружение движения объектов, с предельной минимизацией ложных срабатываний (фильтрацией помех), а также задания гибкой логики обработки тревог ("горячая" тревожная запись, пред- и пост-запись, управление по срабатыванию детектора остальным охранным оборудованием, например - подсистемой аудиоконтроля).

Под ложными срабатываниями обычно понимаются срабатывания детектора на естественные оптические помехи (блики, естественные или некоторые искусственные колебания освещенности в зоне контроля, усредненно-стохастические изменения в зоне контроля, например, от листвы деревьев, помехи от дождя, снега и т.п.), а также срабатывания на объекты с характеристиками, отличными от требуемых (по форме, размеру, контрасту, скорости движения, ее изменению и т.д.). Так, например, с помощью профессиональных детекторов движения вполне можно отстроиться от помех, вызванных пролетом птиц, падающей листвы, некоторых домашних животных (кошек, собак, домашней птицы и пр.), и от бликов, отражающихся в обычных лужах, водоемах и т.п. Обычным детекторам активности это не под силу - обязательно будут ложные срабатывания, со всеми вытекающими последствиями. Именно поэтому наличием профессионального детектора движения профессиональные системы отличаются от обычных цифровых систем видеоконтроля, оснащенных обычным детектором активности. Некоторые профессиональные детекторы движения имеют несколько отдельно анализируемых зон (обычно не более 8...16-ти), каждая со своими настройками, что позволяет реализовывать ряд дополнительных функций детектирования и реакций на движение.

Количество немультиплексированных видеоканалов на один системный блок (одну плату).

Очень важная характеристика цифровых систем, для которых важна организация многоканального высококачественного видеоконтроля со скоростью до 25 FPS. Как правило, одна плата видеозахвата позволяет обрабатывать 1, 2 или 4 немультиплексированных видеосигнала одновременно [17]. Поскольку в системный блок обычно можно установить до 4-х плат видеозахвата, одним системным блоком цифровой системы видеоконтроля возможна параллельная обработка (организация видеонаблюдения и видеозаписи одновременно) от 4-х до 16-ти немультиплексированных видеоизображений со скоростью обработки до 25 FPS. При этом следует понимать, что видеообработка и видеозапись со скоростями до 25 FPS более требовательна к ресурсам РС-платформы и значительно уменьшает глубину оперативного видеоархива. Кроме этого, указание количества немультиплексированных видеоканалов на один системный блок (плату) обязательно требует указания этого параметра в строгой привязке к скорости обработки/записи, к формату и цветности видеокадра. Иногда вместо общего количества немультиплексированных видеоканалов указывают суммарную скорость обработки/записи немультиплексированных видеоизображений, например 25 FPS, 50 FPS, 100 FPS и т.д.

Наличие и количество тревожных входов/выходов (цифровых входов / выходов управления).

Для организации интеграции с внешним охранным оборудованием современные цифровые системы видеоконтроля, как правило, оснащаются специальными тревожными входами типа "сухой контакт" и специальными, как правило, релейными (или цифровыми) выходами управления. Обычно можно встретить системы с количеством тревожных входов от 8 до 64-х и релейных выходов от 8 до 32-х. Профессиональные системы видеоконтроля, как правило, должны обеспечивать гибкую логику обработки событий с тревожных входов и выдачи соответствующих управляющих сигналов на выходы управления. Обычные системы видеоконтроля имеют очень простую логику обработки тревожных событий (включить запись по срабатывании тревожного входа или по срабатыванию видеодетектора движения/активности выдать управляющий сигнал на выход и т.д.).

2.5 Выбор модуля контроля кассовых операций

Модуль контроля кассовых операций - эффективный инструмент снижения потерь на кассовых узлах, оценки качества работы кассиров и контроля оплаты покупок. Он синхронизирует видеоизображение, поступающее от направленной на кассу видеокамеры, с текстовой и событийной информацией, поступающей от кассового терминала [23].

Внешний вид аналогового модуля контроля кассовых операций «Чек-ТВ» представлен на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Внешний вид модуля контроля кассовых операций «Чек-ТВ»

«Чек-ТВ» позволяет эффективно бороться с ошибками и правонарушениями кассиров путем совмещения и анализа информации из торговой системы (чека) с изображением системы видеонаблюдения. По сути, это подтверждение информации кассовой системы видео действий, совершенных кассиром. В результате при наблюдении в реальном времени и при просмотре видеозаписи из архива оператор видит на экране монитора видеоизображение расчета с покупателем на кассе и текстовую информацию в виде титров. Эта информация включает данные чека и события кассового терминала, которые не отображаются в чеке - например, открытие денежного ящика или ввод кода товара вручную. Такой подход позволяет составить полную картину событий, происходящих на кассовом узле, и решить следующие основные задачи:

- предотвращение потерь на торговых предприятиях;

- повышение качества обслуживания;

- разрешение спорных ситуаций.

Принцип действия модуля контроля кассовых операций «Чек-ТВ» пояснен рисунком 2.3.

Рисунок 2.3 - Изображение с выхода модуля «Чек-ТВ» с титрами чека

При инсталляции к прибору «Чек-ТВ» подключают с одной стороны кассовую (POS-терминал) систему и видеокамеру, с другой стороны видеосистему (DVR, видеосервер), куда и поступает видеосигнал с наложенными на него титрами чека. На сегодняшний день «Чек-ТВ» совместим с кассовым программным обеспечением большинства производителей и любыми системами видеонаблюдения. Подключение показано на рисунке 2.4 [23].

Рисунок 2.4 - Подключение программно-аппаратного модуля контроля кассовых операций «Чек-ТВ»

Преимущества программно-аппаратного прибора «Чек-ТВ»:

- Работа прибора происходит в фоновом режиме, положение окна с текстом на экране монитора конфигурируется.

- Оператор, просматривающий архив, имеет информацию о всех действиях кассира.

- Подделка информации невозможна: чек замешивается в видеосигнал сразу, аппаратно, в реальном времени, и не может быть удалён или перенесён в другой участок записи.

- Прибор прост в обслуживании, надёжен, не подвержен стандартным «компьютерным» болезням (например, вирусам). Не требует дорогостоящего обслуживания.

Основным недостатком системы «Чек-ТВ» является аналоговый выход прибора, а также то, что прибор является одноканальным, т.е. работает с одной видеокамерой и одним кассовым терминалом. В видеосигнал с камеры подмешана видеоинформация с чека и далее аналоговый сигнал поступает на вход цифрового регистратора. Качество записанной цифровой информации, при таком подключении, будет определяться алгоритмом сжатия цифрового регистратора, а не самим прибором контроля кассовых операций.

Однако, наилучшее качество изображения необходимо только для тех видеокамер, которые установлены для контроля кассовых операций (см. комментарий к таблице 2.1), и, следовательно, алгоритм сжатия изображения с видеокамер на кассе может отличаться от видеокамер, установленных в других местах. Обычно, количество касс, а, следовательно, и количество кассовых видеокамер небольшое и составляет не более 10-20% от общего числа видеокамер системы наблюдения. Поэтому и требования к сжатию видеоинформации должны быть различными. Для камер видеонаблюдения, устанавливаемых в торговых залах, по периметру, на складах, в коридорах, что составляет 80-90% от общего числа видеокамер, основным требованием является максимальное сжатие с допущением некоторых потерь и появление артефактов (например, MPEG4). Для видеокамер, устанавливаемых специально для контроля кассовых операций, должны использоваться алгоритмы сжатия с наилучшим сохранением качества, и, следовательно, с меньшим коэффициентом сжатия (например, Motion Wavelet).

Аналоговый прибора «Чек-ТВ» полезен и удобен в том случае, если необходимо добавить в существующую систему видеонаблюдения функцию контроля кассовых операций. Тогда между аналоговой видеокамерой и аналоговым или цифровым регистратором устанавливается прибор «Чек-ТВ».

Для контроля кассовых операций рекомендуется использовать цветные телекамеры высокого разрешения (430ТВЛ и выше). Если освещенность неизменна на протяжении всего времени суток, можно использовать объективы без диафрагмы или с ручной диафрагмой. В случае наличия суточных колебаний освещенности (например, когда кассовые узлы расположены близко к окнам) используйте объективы с автодиафрагмой. Фокусное расстояние объектива подбирайте с учетом удаленности кассового узла от места установки телекамеры.

Места для монтажа телекамер рекомендуется выбирать в непосредственной близости от кассовых узлов. В поле зрения телекамер должны находиться кассовый узел и проход рядом с ним. Изображение товаров на кассовом столе должно быть достаточно крупным для идентификации типа товара. Следует учитывать возможность загораживания транспортёра и кассового стола кассиром.

2.6 Выбор цифрового регистратора видеоинформации

Выберем систему видеоконтроля на основе блока видеонаблюдения «Pcam CPD507W_505W». Комплектность системы представлена на рис. 2.5.

Рисунок 2.5 - Комплектность системы видеоконтроля на основе блока видеонаблюдения «Pcam CPD507W_505W»

Возможности цифрового блока видеонаблюдения «Pcam CPD507W_505W» [24]:

- видеосистема PAL/NTSC (определяется автоматически);

- алгоритмы сжатия: MPEG4/ Motion Wavelet (возможность задать для каждого входа отдельно);

- увеличение времени записи при подключении внешнего массива данных;

- удаленное управление устройством с мобильного телефона через GPRS или при помощи удаленного ПК при подключении при сети (включая Интернет);

- легкое сохранение видео при помощи USB, DWD-RW (опция) или CD-RW (опция);

- алгоритм записи по тревоге отошлет тревожное сообщение на указанный e-mail или сервер FTP;

- поддерживается опция записи сигнала перед тревогой;

- детектор движения нового поколения (4 независимых настраиваемых алгоритма детектора движения), функция быстрого поиска тревожного события;

- поддержка функции продвинутого триплекса (запись, отображение, воспроизведение, WEB-оперирование, и др. одновременно);

- WEB алгоритм поддерживает передачу сигнала в формате MPEG-4 при использовании IE через Интернет;

- функция RETR - удаленной записи по событию;

- WEB алгоритм поддерживает одновременное подключение нескольких удаленных пользователей.

- поддержка невидимого канала для отображения живого видео;

- удаленный контроль по ИК-каналу с использованием протокола RS-485;

- поддержка протокола PELCO-D;

- поддержка функции “горячая точка” (быстрое перемещение PTZ камеры);

- до 2-х встроенных дисков HDD IDE емкостью до 400 ГБ;

- быстрое обновление системы с использованием USB;

- поддержка статических IP, динамических IP, DHCP, DDNS;

- поддержка записи ручной/по таймеру/по движению/по тревоге/удаленно;

- запись аудио по 4 каналам;

- энергонезависимая память;

- информация по кадрам записи отдельно;

- возможность зеркальной записи;

- опционально: DWD-RW/CD-RW (для создания архивных копий), независимый внешний дисковый массив, выход VGA, подключение HDD SATA.

Основные параметры блока видеонаблюдения «Pcam CPD507W_505W» представлены в таблице 2.2. Из таблицы 2.2 видно, что обеспечивается заданная в ТЗ скорость видеопотока в 100 к/с при формате кадра 720х576 [24]. Также применение «Pcam CPD507W_505W» обеспечивает заданные в ТЗ количество входов для видеокамер и алгоритмов сжатия. Также видно, что «Pcam CPD507W_505W» обеспечивает подключение к локальной вычислительной сети (LAN) с помощью Ethernet интерфейса. Таким образом, «Pcam CPD507W_505W» полностью удовлетворяет требованиям ТЗ.

Схема подключения блока приведена на рисунке 2.6 [24].

Рисунок 2.6 - Схема подключения блока видеонаблюдения «Pcam CPD507W_505W»

Таблица 2.2- Технические характеристики «Pcam CPD507W_505W»

На основании перечисленных выше требований к составу системы видеонаблюдения, была разработана структурная схема, представленная на рисунке 2.7. Проведем описание работы системы.

Видеокамеры разбиты на блока:

1. Блок уличных видеокамер наружного наблюдения, предназначенных для видеоконтроля за прилегающей территорией супермаркета. К этим видеокамерам выставляются высокие требования по эксплуатации в тяжелых погодных условиях.

2. Блок цветных купольных видеокамер внутреннего наблюдения. Эти видеокамеры устанавливаются на кассах супермаркета, на входе в супермаркет и на складе.

3. Блок цветных видеокамер внутреннего наблюдения (заловых) видеокамер, предназначенных для установки в залах продаж, корридах и других помещениях общего контроля. Данные видеокамеры должны быть оснащаться датчиками движения для срабатывания и вывода на тревожный монитор видеосигнала при несанкционированной проникновении в помещение.

4. Блок видеокамер скрытного наблюдения. Данные камеры устанавливаются в кабинетах бухгалтерии и кабинета охраны супермаркета службой внутренней безопасности организации. Данные видеокамеры должны иметь пароль для обращения к ним, либо сохранять данные в закодированном виде.

Рисунок 2.7 - Структурная схема системы видеонаблюдения супермаркета

3. Анализ и разработка функциональной схемы системы видеонаблюдения

3.1 Разрешение канала видеообработки/записи

Разрешение канала видеообработки/записи, измеряемое в телевизионных линиях (ТВЛ). Принято считать, что профессиональные системы должны обеспечивать разрешение канала видеообработки по горизонтали 500-600 ТВЛ для черно-белого изображения и 350-400 ТВЛ - для цветного. Разрешение канала видеообработки связано как с форматом видеокадра, уже упоминаемым выше, так и с методами цифровой обработки видеосигналов. Для цветных композитных видеосигналов именно цифровая обработка является определяющей в ограничении максимального разрешения канала обработки (выделение сигнала цветности из общего спектра видеосигнала), что накладывает жесткие ограничения на максимально возможное разрешение по горизонтали не более, чем 350-400 ТВЛ (обычно 78-100 ТВЛ на 1 МГц полосы видеосигнала) [25].

Более высокие разрешения (400-500 ТВЛ и выше) для цветных изображений возможны только в случае работы с компонентным цветным сигналом: Y:C, RGB и пр. Естественно, в этом случае необходимо использовать и соответствующие видеокамеры с раздельными выходами яркостного (Y) сигнала и сигнала цветности (C). Не менее важна и характеристика разрешения по вертикали, которая очень сильно связана с допустимыми форматами видеокадров системы: для формата 768х576 речь идет о реальном разрешении по вертикали в 400-450 линий (теоретически - не более 576), для формата 640х480 - 360-400 линий (теоретически - не более 480) а для формата 384х288 - 200-250 линий (теоретически - не более 288).

Пересчет формата из пикселей в ТВЛ и обратно обычно выполняется с помощью так называемого расширенного Kell-фактора (который равен 0,7-0,85 по горизонтали и 0,7-0,8 - по вертикали). Kell-фактор позволяет выполнять такой пересчет при любом переходе от черезстрочной развертки входных видеосигналов в прогрессивную развертку компьютерных (цифровых) мониторов. Отдельно следует выделять разрешение канала видеозаписи, которое может широко варьироваться в зависимости от степени компрессии (сжатия) видеосигнала. В профессиональных системах даже хорошо сжатое изображение должно обеспечивать достаточно высокое разрешение (150-250 ТВЛ), приемлемое по качеству, при минимальном объеме отдельного видеокадра (от 1-2 кбайт до 5-10 кбайт). На практике разрешение канала обработки/записи и по горизонтали, и по вертикали удобно проверять с помощью специальных измерительных таблиц, например, EIA1956.

3.2 Емкость видеоархива

Ещё одна из характеристик, вокруг которой всегда идут баталии взаимного непонимания, споров и полной несопоставимости показателей разных систем. В технических характеристиках цифровых систем видеоконтроля можно встретить указание емкости видеоархива как в часах (днях, сутках), так и в количестве записываемых кадров. И первый, и второй подход имеют как доводы за, так и против. Рассмотрим первый пример. Пусть для какой-либо цифровой системы видеоконтроля указано, что она обеспечивает время записи от 2 до 1642 часов, с примечанием, что это в зависимости от интервала (скорости) записи и степени компрессии.

Можно встретить и такое: "...при видеокомпрессии до 30 Кбайт для каждого изображения видеозапись в реальном времени может происходит в течение 75 дней для каждой из 36 камер". Второй пример: "при коэффициенте сжатия 1:80, среднем количестве движения на объекте 20% и емкости диска 1 Гбайт будет записано 781 250 кадров, что равно 54 часам непрерывной записи изображений от 4 ТВ камер с частотой записи 1 кадр в секунду для каждой ТВ камеры". Впечатляет? Не очень, если принять во внимание, что ни в первом, ни во втором примере совершенно не указывается, для каких форматов кадра, цветности и какого качества записи указываются эти технические характеристики емкости видеоархива. А если принять во внимание, что реальные степени сжатия очень сильно зависят от характера конкретного видеоизображения, становится понятно, что емкость видеоархива - это характеристика, очень сомнительная для использования в целях сравнения различных систем, к тому же использующих совершенно различные алгоритмы компрессии и реализующие видеозапись с совершенно разным качеством. Из этого можно сделать вывод, что более корректно для целей сравнения следует указывать конкретные размеры сжатых видеоизображений одинаковых форматов и одинакового качества, например, с помощью видеозаписи специальных тестовых таблиц (EIA1956, например).

Поскольку для современных цифровых систем видеоконтроля конкретные объемы жестких дисков практической роли не играют (как правило, существует очень широкий их выбор), приняв за единицу измерения условный 1 Гбайт, характеристики и времени, и количества кадров, например, легко можно получить с учетом конкретной скорости видеозаписи и объема отдельного видеокадра заданного сопоставимого формата (качества). Например, для кадров формата 384х288 с размером 2 Кбайта и скорости записи 25 кадров/с для одной видеокамеры: 1 Гбайт: 2 Кбайт/кадр = 500 000 кадров / 1 Гбайт, 500 000 кадров : 25 кадров/с = 20 000 c или 5,6 часа / 1 Гбайт. Соответственно, для жестких дисков в объемом 60 Гбайт общая емкость видеоархива будет составлять 5,6 часа * 60 = 336 часов для скорости записи 25 кадров/с. Для скорости 50 кадров/с (две камеры по 25 FPS или 4 платы по 12,5 FPS) будет 168 часов, а для 12,5 кадров/с (для 16 мультиплексированных видеокамер на одну плату видеозахвата с одним каналом обработки), например, - 672 часа или 28 суток. Стоит заметить, что увлекаться подобными расчетами не следует, поскольку прогнозировать степень компрессии в реальных условиях конкретного объекта заранее невозможно.

Расчет длительности записи приводится для 2-х установленных жестких дисков общей емкостью 500Гб представлен в таблице 3.1 [24].

Таблица 3.1 - Расчет длительности записи

Из таблицы 3.1 видно, что применение «Pcam CPD507W_505W» обеспечивает непрерывную запись до 14-16 дней, что обеспечит сброс видеоархива на хранение не реже не реже 2 раз в месяц, что выполняет требование ТЗ.

3.3 Чувствительность видеокамер

Чувствительность - еще один важный параметр ТВ камеры. Этот параметр определяет качество работы камеры при низкой освещенности. Чаще всего под чувствительностью понимают минимальную освещенность на объекте, при которой можно различить переход от черного к белому, но иногда подразумевают минимальную освещенность на матрице. С теоретической точки зрения правильнее было бы указывать освещенность на матрице, т. к. в этом случае не нужно оговаривать характеристики используемого объектива. Но пользователю при подборе камеры удобней работать с освещенностью на объекте, которую он заранее знает (или может измерить). Единица измерения чувствительности - люкс [26].

Формула, связывающая освещенность на объекте и на матрице:

Iimаge = Iscene*R/(n*F2),

где Iimаge - освещенность на ПЗС - матрице;

Iscene - освещенность на объекте;

R - коэффициент отражения объекта;

F - светосила объектива.

Примерные значения коэффициентов отражения различных объектов представлены в таблице 3.2. Коэффициент отражения объекта контроля в помещении (человека и лицо человека) представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.2 - Коэффициенты отражения различных наружных объектов

Объект	Коэффициент отражения (%)
Снег	90
белая краска	75-90
Стекло	70
автостоянка с автомобилями	40
Кирпич	35
Бетон	25-30
трава, деревья	20
человеческое лицо	15-25

Значения минимальной освещенности на матрице и на объекте отличаются, как правило, больше, чем в 10 раз. Например, если указано, что минимальная освещенность на матрице равна 0,01 люкс, то это значит, что при объективе F1.4 минимальная освещенность объекта - 0,1 люкс.

По сравнению с человеческим глазом, чувствительность монохромных ТВ камер существенно сдвинута в инфракрасную область. Это обстоятельство позволяет при недостаточной освещенности использовать специальные инфракрасные прожекторы. Инфракрасное излучение не видно человеческому глазу, но прекрасно фиксируется ТВ камерами на ПЗС (прибор с зарядовой связью).

Таблица 3.3 - Коэффициент отражения объекта контроля

Объект контроля	Коэффициент отражения, %
1.Одежда человека:
-белого цвета	80...90
-грязно-белого цвета	75...80
-желтого цвета	75...85
-желто-коричневого цвета	30...40
-серого цвета	20...60
-цвета слоновой кости	75...80
-ярко-голубого цвета	35...60
-ярко-зеленого цвета	50...75
2.Лицо человека	15...25

Для цветных ТВ камер характерны значительно меньшая чувствительность по сравнению с монохромными и отсутствие чувствительности в инфракрасной области спектра. Чувствительность большинства современных монохромных ТВ камер - порядка 0,0001 - 1 люкс (при F1.2). Наиболее чувствительные камеры могут использоваться для ночных наблюдений без ИК - подсветки. Для эффективной работы таких камер вполне достаточно лунного света. Освещенность объектов представлена в таблице 3.4.

Особого упоминания заслуживают сверхвысокочувствительные ТВ камеры, фактически, являющие собой комбинацию обычной ТВ камеры и прибора ночного видения (например, электронно-оптического преобразователя - ЭОП). Подобные камеры обладают не только чувствительностью во 100 - 10 000 раз выше обычных, но и уникальной капризностью: среднее время наработки на отказ составляет около одного года, причем камеры не следует включать днем. Рекомендуется даже закрывать их объектив, чтобы предохранить от выгорания катод ЭОП. Во время работы камеру необходимо регулярно чуть-чуть поворачивать, чтобы избежать "прожога " изображения. Для этого применяют специальные двух координатные устройства управления, которые постоянно перемещаются вверх- вниз, влево- вправо. Но если необходимо полностью скрытое видеонаблюдение, которое злоумышленник, экипированный ночными прицелами, не смог бы обнаружить, альтернативы ТВ камерам с ЭОП нет.

Таблица 3.4 - Освещенность объектов

Погода на улице	Величина, люкс
безоблачный, солнечный день	100 000
солнечный день, с легкими облаками	70 000
пасмурный день	20 000
раннее утро	500
Сумерки	4
ясная ночь, полная луна	0.2
ясная ночь, неполная луна	0.02
ночь, луна в облаках	0.007
ясная, безлунная ночь	0.001
безлунная ночь с легкими облаками	0.0007
темная, облачная ночь	0.00005
в помещении без окон	100 - 200
хорошо освещенные помещения, офисы	200 - 1000

С чувствительностью тесно связан параметр "отношение сигнал / шум" (S/N = signal to noise). Эта величина измеряется в децибелах.

S/N =20*log (видеосигнал/шум).

Например, сигнал/шум, равный 60 дБ, означает, что амплитуда сигнала в 1000 раз больше шума. При параметрах сигнал/шум 50 дБ и более на мониторе будет видна чистая картинка без видимых признаков шума. При 40 дБ иногда заметны мелькающие точки, а при 30 дБ - "снег" по всему экрану, 20 дБ - изображение практически неприемлемо.

Часто чувствительность камеры указывают для "приемлемого сигнала", под которым подразумевается такой сигнал, при котором отношение сигнал/шум составляет 24 дБ это предельное значение отношения сигнал / шум, при котором изображение еще можно записывать на видеопленку и надеяться при воспроизведении что-то увидеть.

3.4 Выбор уличной видеокамеры

Для организации охранного видео наблюдения за периметром здания, прилегающими территориями и другими уличными объектами, как правило, применяют уличные видеокамеры, пример которой представлен на рис. 3.1.

Рисунок 3.1- Уличная видеокамера для систем наружного наблюдения

В отличие от обычных видеокамер CCTV, уличные видеокамеры имеют защитный кожух или термокожух, вентилятор, обогреватель, солнцезащитный козырек и могут круглосуточно работать в широком диапазоне плюсовых и минусовых температур. Это особенно актуально для российских условий, когда уличные видеокамеры должны надежно функционировать как при минус 40 ч 50є C, так и при плюс 30 ч 40є C.

В зависимости от технических и эксплуатационных требований, предъявляемых к системе наружного наблюдения, уличные видеокамеры подбирают по одному из двух возможных алгоритмов.

Наиболее простой вариант, когда в систему устанавливаются полностью укомплектованные уличные видеокамеры, например, камеры наружного наблюдения WAT-300DH компании Watec Co, общий вид которой представлен на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Камеры наружного наблюдения WAT-300DH компании Watec Co

Эти уличные видеокамеры имеют герметичный корпус, солнцезащитный козырек, а также оснащены объективом с автодиафрагмой. Если же технические характеристики, которые имеют эти уличные видеокамеры, не удовлетворяют каким-либо системным требованиям, то идут по второму пути.

Миниатюрные Черно-белые камеры наружного наблюдения WAT-300DH японской компании Watec Co. передают изображение с разрешением более 570 ТВЛ, обладают высокой чувствительность 0,05 лк (F1.6), оснащены встроенным объективом с автодиафрагмой, имеют герметичный корпус и солнцезащитный козырек. При этом размеры такой камеры наружного наблюдения составляют всего 75 x 71 x 70 мм. Существуют три модификации камер WAT-300DH - с объективами 3,6 мм, 5 мм и 7,5 мм - для решения широкого круга задач. Все камеры наружного наблюдения легко монтируются и подключаются к системе, поскольку в комплект входит все необходимое для монтажа камеры. Питание и видеосигнал с камеры наружного наблюдения передаются по одному кабелю.

Благодаря тому, что камеры наружного наблюдения WAT-300DH позволяют передавать высококачественное изображение практически в любое время суток и имеют малые размеры, их устанавливают в системы наружного наблюдения торговых комплексов, банков, гостиниц, административных зданий, промышленных предприятий и др. объектов.

Черно-белые камеры наружного наблюдения WAT-300DH оснащены 1/2-дюймовой ПЗС матрицей компании Sony, формирующей изображение с разрешением более 570 ТВЛ. Камеры с таким высоким разрешением устанавливают для наружного наблюдения мелких деталей изображения, например, лиц людей и номерных знаков автомобилей. Чувствительность 0,05 лк позволяет WAT-300DH работать при низком уровне освещенности. Встроенный в камеры наружного наблюдения светосильный (F1,6) объектив с автоматической диафрагмой не требует настройки резкости и работает в широком диапазоне освещенностей. Для точности настройки тональности изображения, передаваемого на видеомониторы, камеры наружного наблюдения имеют функцию гамма - коррекции. Камеры передают изображение профессионального качества с соотношением сигнал/шум не менее 50 дБ, свободное от шумов и помех.

Выпускаются три модификации камеры наружного наблюдения WAT-300DH с различными объективами. Камеры с широкоугольным объективом с фокусным расстоянием 3,6 мм (92 градуса) обычно устанавливают для наружного наблюдения за входом в здание компании, с объективом 5 мм (67 градусов) - для контроля небольших площадок, с объективом 7,5 мм (45 градусов) - для наблюдения за прилегающей к зданию территорией. Специальный солнцезащитный козырек камеры наружного наблюдения препятствует прямому попаданию солнечных лучей на объектив и засветке видеоизображения.

Все камеры наружного наблюдения WAT-300DH имеют герметичный корпус с высокой степенью защиты IP46 от воздействий окружающей среды. Корпус камеры эффективно защищает ее от проникновения пыли и воды, обеспечивает необходимый для нормальной работы камеры температурный режим и не допускает запотевания объектива. Поэтому, камеры наружного наблюдения WAT 300DH не нуждаются в отдельном защитном кожухе, в то время как большинство камер необходимо помещать в кожухи. Небольшие размеры корпуса WAT-300DH делают эти камеры наблюдения практически не заметными и не привлекающими внимание людей. В то же время благодаря своей конструкции, камеры наружного наблюдения хорошо подходят для установки в неотапливаемых или сырых помещениях, например, на складах или в подвалах.

Классификация степеней защиты кожухом WAT-300DH представлена в таблице 3.5.

Таблица 3.5 - Классификация степеней защиты кожухом камеры

Первая цифра	Вторая цифра
0	Нулевая защита	0	Нулевая защита
1	Кожух защищает от проникновения твердого тела диаметром более 50 мм, например, рук человека	1	Кожух защищает от капель, падающих вертикально сверху
2	Кожух защищает от проникновения твердого тела диаметром более 12 мм, например, пальцев человека	2	Кожух защищает от капель, падающих сверху с отклонением от вертикали не более 15 є
3	Кожух защищает от проникновения твердого тела диаметром более 2,5 мм, в частности инструментов	3	Кожух защищает от капель, падающих сверху с отклонением от вертикали не более 60 є
4	Кожух защищает от проникновения твердого тела диаметром более 1 мм, например, проволоки	4	Неполная защита от струй любого направления, проникающая вода не наносит существенного ущерба
5	Неполная защита от песка и пыли - количество пыли не должно мешать нормальной работе видеокамеры	5	Кожух защищает от водяных струй любого направления
6	Полная пылезащищенность	6	Кожух защищает от мощных потоков и сильных водяных струй любого направления
		7	Неполная защита от проникновения воды при погружении в оговоренных условиях на определенное время - проникающая вода не наносит существенного ущерба
		8	Кожух защищает от проникновения воды.

Поскольку камеры наружного наблюдения подключаются к системе наблюдения одним коаксиальным кабелем, по которому одновременно передается видеосигнал и подается напряжение питания, это сокращает стоимость системы и время монтажа системы наружного наблюдения. В комплект поставки камеры наружного наблюдения входит все необходимое для ее установки и работы: 12 В адаптер AD-901, распределитель сигнала, 10 м кабеля, П-образный кронштейн для монтажа и солнцезащитный козырек.

Основные технические характеристики представлены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 -Технические характеристики камеры WAT-300DH

Параметры	Значения
Чувствительный элемент:	CCD 1/2"
Разрешение:	более 570 ТВЛ
Чувствительность:	0,05 лк (АРУ вкл., F1,6)
Отношение сигнал/шум:	50 дБ
АРУ:	5-28 дБ
Гамма-коррекция:	0,45
Напряжение питания:	+12 В
Габаритные размеры:	75x71x70 мм
Рабочая температура:	-30° С ~ +40° С
Вес уличной камеры:	200 г

3.5 Выбор камеры внутреннего видеонаблюдения

Высокочувствительная миниатюрная цветная камера наблюдения LCL-902k компании Watec America представлена на рисунке 3.3.

Камеры наблюдения LCL-902k американской компании Watec используют в системах видео наблюдения внутри помещений с низкой освещенностью. Благодаря своим миниатюрным размерам (34х37х65 мм.) камеры наблюдения LCL-902k мало заметны, в тоже время, имеют очень высокую чувствительность и высокое разрешение. Особенно широко эти камеры наблюдения используют в системах наблюдения больших торговых центров, супермаркетов, казино и складских помещений, а также на объектах с меняющейся освещенностью.

Чувствительность камеры наблюдения LCL-902k расширена в инфракрасную область, что позволяет ей осуществлять ночное наблюдение без инфракрасной подсветки и передавать стабильное высококонтрастное изображение из зоны наблюдения. Если искусственное освещение по каким-то причинам невозможно - камеры наблюдения Watec будут работать при уровнях освещённости до 0,00015 люкс, что соответствует освещённости от луны. При этом будет переход в черно-белый режим.

Рисунок 3.3 - Высокочувствительная миниатюрная цветная камера наблюдения LCL-902k компании Watec America

Если обычные камеры имеют среднее значение разрешения в диапазоне 380-420 ТВЛ, то камеры наблюдения LCL-902k имеют разрешение в 570 ТВЛ, что позволяет их использовать в системах наблюдения в помещениях банкоматов, в зонах кассовых аппаратов магазинов, в офисах банков и т.п. LCL-902k позволяют разглядеть на видеомониторе наблюдения лицо человека, находящегося на большом расстоянии от камеры или определить номерной знак автомобиля, въезжающего на подземную автостоянку офисного здания.

Практически все камеры наблюдения серии LCL имеют высокое разрешение, компенсацию засветки фона, несколько режимов электронного затвора, низкое энергопотребление и малые размеры. На эти камеры можноустанавливать объективы с приводом автодиафрагмы по видеосигналу. По сравнению с аналогичными камерами других производителей эти камеры наблюдения имеют более высокие технические характеристики и хорошее соотношение цена/качество.

Основные технические характеристикина камеры наблюдения LCL-902k Watec:

- Чувствительный элемент: CCD 1/2”

- Разрешение: 570 ТВЛ

- Чувствительность: цветной режим - 0,1 лк, черно-белый режим-0,00015 лк

- Видеовыход: BNC

- Отношение сигнал/шум: 50 дБ

- Габаритные размеры: 34 x 37 x 65 мм

- Диапазон рабочих температур: -10°С ~ +40°С

- Крепление: CS-резьба

- Вес: 130 г.

Для увеличения зоны видеонаблюдения камеры наблюдения LCL-902k можно монтировать на кронштейны и на поворотные устройства с горизонтальным и/или вертикальным сканированием. Эта операция проста и не занимает много времени. В тоже время последняя комбинация устройств позволяет вести более эффективное наблюдение, особенно в крупных супермаркетах. Для увеличения дальности действия камеры наблюдения можно использовать трансфокаторы многих производителей, установка которых на LCL-902k занимает не более 1 минуты. Компактные и миниатюрные, камеры LCL гармонично вписываются в интерьер залов и остаются практически незаметными.

3.6 Выбор купольной видеокамеры

Скоростная купольная цветная видеокамера TK-C676E компании JVC Professional представлена на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 - Скоростная купольная цветная видеокамера TK-C676E компании JVC Professional

Купольная видеокамера TK-C676E компании JVC Professional предназначена для непрерывной круглосуточной работы в управляемом или автоматическом режиме в супермаркетах, казино, гостиницах, офисах, банках, т.е. там, где большое число зон видеонаблюдения и высокие требования к качеству изображения. Видеокамера не привлекает внимания посетителей, имеет высокую надежность и длительный срок эксплуатации.

Угол обзора видеокамеры составляет 360 градусов. Скоростная купольная видеокамера может непрерывно вращаться на 360 градусов со скоростью от 1 до 300 градусов в секунду. Угол поворота видеокамеры в вертикальной плоскости составляет 180 градусов при скорости вертикального вращения от 1 до 180 градусов в секунду с автопереворотом, когда видеокамера проходит линию горизонтали. Такое быстродействие позволяет почти мгновенно перенаправлять купольную видеокамеру на объект, за которым необходимо вести видео наблюдение.

Поворотный механизм купольной видеокамеры работает безотказно, плавно, быстро и очень чувствителен при управлении джойстиком, поэтому движением видеокамеры можно управлять очень точно. Купольная видеокамера имеет механизированнуюплатформу, которая изготовленаиз прочного сплава ирасположена внутри цилиндра. В центре платформы располагается металлическое шасси, на котором крепятся источник питания и монтажные платы электронных блоков привода, а также шаговый двигатель. Этот двигатель, с помощью зубчатого приводного ремня, приводит в движение вращающуюся платформу, на которой установлена видеокамера. Сама видеокамера помещена в черный модуль в форме кольца, который установлен на двух подшипниках и управляется вторым шаговым двигателем с помощью двойной ременной приводной цепи. На поворотной платформе также располагается плата устройства телеметрии и обработки видеосигнала.

Купольная видеокамера может работать при очень низкой освещенности - до 0,5 люкс в цветном режиме и до 0,0125 люкс в черно-белом. Переход из цветного в черно-белый режим работы происходит автоматически при ухудшении освещенности охраняемого объекта. В видеокамере применена профессиональная ПЗС матрица Super LoLux размером 1/4дюйма с массивом точек 752х582, которая обеспечивает высококачественное изображение с разрешением в 480 твл. Функция автоматической фокусировки купольной видеокамеры позволяет получить четкую картинку при любом освещении. В темноте купольная видеокамераработает в инфракрасном диапазоне. Благодаря мощному трансфокатору с 27-кратным оптическим и 10-ти кратным цифровым увеличением, видеокамера позволяет разглядеть мельчайшие детали движущихся и неподвижных объектов.

В камере предусмотрено автоматическое управление качеством изображения. Процессор цифровой обработки видеосигнала купольной видеокамеры помимо управления цветом, контрастностью, различимостью темных деталей на темном фоне, компенсации засветки и прочих функций, обеспечивает высокое качество видеоизображения во всем диапазоне освещенности от экстремально высокой до практически полной темноты.

При работе купольной видеокамеры в комплекте с контроллером JVC RM-2580, который может управлять одновременно 32 видеокамерами, возможны режимы автопатрулирования, автослежения и панорамирования с автоматическим определением любой из 16 зон. Каждая зона подписывается титрами до 16 знаков, которые отображаются на экране. При этом контроллер может хранить до 100 программируемых установок положения для каждой купольной видеокамеры и управлять индивидуальной маскировкой и обнаружением движения.

Камера имеет встроенный детектор движения с регулируемым уровнем чувствительности позволяет обнаружить любые перемещения в заданной зоне. Купольная видеокамера имеет 4 тревожных входа и при активизации одного из них она автоматически перемещается в исходное положение или в одно из 100 запрограммированных положений.

Основные технические параметры купольной видеокамеры TK-C676E компании JVC Professional представлены в таблице 3.7.

Купольная видеокамера TK-C676E имеет простой и неброский дизайн, надежно защищена прозрачным куполом и не имеет видимых крепежных или других элементов, которые могли бы привлечь внимание вандалов. Чтобы не привлекать внимание к движению или положению видеокамеры, все ее компоненты внутри купола окрашены в черный цвет. Текущее состояние работы купольной видеокамеры оператор видит на мониторе. Он также имеет доступ к ее многочисленным настройкам. Все экранные меню регулировок просты и интуитивно понятны, что делает инсталляцию купольной видеокамеры быстрой и удобной. В то же время заводских установок вполне достаточно, чтобы видеокамера заработала сразу же после ее монтажа.

Таблица 3.7 - Технические характеристики купольной камеры TK-C676E

Параметры	Значения
Количество эффективных пикселей матрицы ПЗС:	752 гориз. 582 верт.
Разрешение:	480 твл
Чувствительность:	0.5 люкс цветной режим, 0.0125 черно-белый режим
Детектор движения:	с программируемыми зонами и уровнями чувствительности
Объектив:	27х оптическое увеличение
Фокусное расстояние:	3.8 - 103 мм
Относительное отверстие объектива:	F1.4 - F3.0
Цифровое увеличение:	10x
Программируемые установки положения:	100
Угол поворота по горизонтали:	360 град.
Угол поворота по вертикали:	0 - 180 град, с функцией автопереворота
Скорость поворота по горизонтали:	до 300 град/сек
Скорость поворота по вертикали:	до 180 град/сек
Габариты:	154х195 мм
Вес:	2.4 кг
Напряжение питания:	24 В
Максимальный потребляемый ток:	1.3 А

3.7 Выбор скрытной видеокамеры

Для скрытного видеонаблюдения выбрана высокочувствительная бескорпусная видеокамера LCL-802H и LCL-808H компании Watec America, представленная на рисунке 3.5.

Черно-белые бескорпусные видеокамеры LCL-802H и LCL-808H компании Watec America предназначены для скрытого видеонаблюдения в системах, где требуется стабильная работа видеокамеры при пониженном уровне освещенности и даже в полной темноте с подсветкой ИК прожекторами. Имея малые размеры, эти бескорпусные видеокамеры могут быть вмонтированы в стены, двери, пожарные датчики, различные предметы интерьера и пр. Бескорпусные видеокамеры имеют очень высокую чувствительность - 0,0003 люкс, формируют изображение с разрешением свыше 570 ТВЛ и позволяют использовать любые объективы с CS резьбой.

Рисунок 3.5 - Высокочувствительная бескорпусная видеокамера LCL-802H и LCL-808H компании Watec America для скрытного видеонаблюдения

Все бескорпусные видеокамеры выполнены в виде печатной платы с размещенной на ней ПЗС-матрицей, имеют полный набор микросхем для управления и обработки сигнала и фланец для присоединения объектива.

ПЗС матрица размером 1/2дюйма (бескорпусная видеокамера LCL-802H) и 1/3 дюйма (видеокамера LCL-808H) имеет очень высокую чувствительность, составляющую 0,0003 люкс. Она позволяет получать отчетливое черно-белое изображение с разрешением свыше 570 ТВЛ, в том числе при низком уровне освещенности и в полной темноте (если используются специальные устройства ИК подсветки). Усилитель с автоматической регулировкой видеосигнала обеспечивает получение качественного изображения с бескорпусной видеокамеры при соотношении сигнал / шум 46/50 дБ. Автоматическая регулировка усиления осуществляет оптимальную адаптацию видеокамеры к любым условиям работы.

Широкий диапазон выдержек электронного затвора от 1/50 до 1/100000 сек. позволяет использовать бескорпусные видеокамеры LCL-802H и LCL-808H при различных уровнях освещенности - от темноты до яркого солнечного света. В видеокамерах предусмотрено включение режима компенсации засветки фона, что обеспечивает высокое качество изображения при наблюдении объектов против света. Функция гамма- коррекции (регулировки контрастности) от 0,45 до 1 позволяет производить точную настройку контрастности изображения, создаваемого этими бескорпусными видеокамерами.

Основные технические характеристики на бескорпусные видеокамеры LCL-802H/LCL-808H:

- чувствительный элемент: CCD 1/2" (LCL-802H), CCD 1/3" (LCL-808H);

- крепление объектива: CS-резьба;

- разрешение: более 570 ТВЛ;

- чувствительность, минимальная: 0,0003 лк;

- отношение сигнал/шум: более 46/50 дБ (АРУ-выкл.);

- электронная диафрагма: 1/60 - 1/100 000;

- гамма-коррекция: 0,45(вкл.)/ 1(выкл.);

- компенсация засветки фона: вкл./выкл.;

- рабочая температура: -10°С ~ +40° С.

Для расширения функциональных возможностей системы видео наблюдения, на бескорпусные видеокамеры LCL-802H и LCL-808H можно устанавливать различные объективы и трансфокаторы с CS резьбой. Эти видеокамеры надежны, стабильны при круглосуточной работе и сохраняют свою работоспособность в диапазоне от -10 до +40 градусов Цельсия. Бескорпусные видеокамеры имеют размеры (42 x 42 x 15 мм видеокамера LCL-802H; 42 x 42 x 19,7 мм видеокамера LCL-808H) и запитываются от источника с напряжением 12 В.

Таким образом, на основании вышесказанного, была разработка функциональная схема системы видеонаблюдения супермаркета, которая представлена на рисунке 3.6.

Опишем кратко работу системы. Сигналы от видеокамер различных групп поступают на блок мультиплексирования видеокамер цифрового блока видеонаблюдения «Pcam CPD507W_505W». Далее видеоинформация оцифровывается и с помощью выбранного алгоритма сжимается с различной степенью для записи на жесткий диск, Также запись и выдача на тревожный монитор оператора может проводиться по срабатывания внутреннего (программного) детектора движения по одной или нескольким видеокамерам. С видеовыхода «Pcam CPD507W_505W» также формируется другой сигнал, поступающий на монитор постоянной трансляции 18*, установленный в зоне сумочного отдела супермаркета (на входе в супермаркет, на выходе касс).

План-схема супермаркета с оборудованием системы видеонаблюдения представлен на рисунке 3.7.

Рисунок 3.6 - Функциональная схема системы видеонаблюдения супермаркета



Рисунок 3.7 - План-схема супермаркета с оборудованием системы видеонаблюдения

4. Экспериментальное исследование режима видеокомпрессии и параметров сохранения архивов видеозаписей

4.1 Краткие сведения о пакете MATLAB

Среди большого числа пакетов прикладных программ система MATLAB (The Math Works Inc.) занимает особое место. Первоначально ориентированная на исследовательские проекты, система в последние годы стала рабочим инструментом не только учёных, но также инженеров-разработчиков и студентов. В сообществе радиоинженеров, управленцев, физиков и связистов MATLAB получил необычайное распространение и по сути стал средством междисциплинарного и международного общения. Особенно широко, эффектно и эффективно система MATLAB применяется в области обработки сигналов, которая по необходимости затрагивает информатику и связь, управление, радиолокацию и радионавигацию, радиовещание и телевидение, медицинское приборостроение и измерительную технику, автомобильную и бытовую электронику и многое другое. Не случайно в широком спектре вопросов, затронутых системой MATLAB, приложениям, упомянутым выше, уделено особое внимание.

В действительности, система MATLAB -- это огромный мир средств и возможностей решения разнообразных задач в различных областях человеческой деятельности. Построенная по единым принципам для разных предметных областей, MATLAB одновременно является и операционной средой, и языком программирования. Для упрощения, прежде всего технических решений, в системе разработаны и продолжают развиваться:

а) предметно ориентированный инструментарий -- TOOLBOXES -- пакеты прикладных программ;

б) SIMULINK -- система для имитационного моделирования проектов, представленных в виде композиции функциональных блоков, источников сигналов, приёмников и измерительных средств;

в) MATLAB EXTANTIONS -- набор программных средств, позволяющий упростить и ускорить реализацию разработок, выполненных с использованием MATLAB (это компилятор, библиотека функций на языке С и С++ и др.);

г) GUI -- графический интерфейс пользователя -- средство, позволяющее в предметной области для наиболее часто встречающихся задач одного плана (расчёт фильтров, спектральный анализ, Wavelet-анализ и др.) создать инструмент анализа, расчёта, проектирования, максимально приближенный к практическим потребностям инженера и требующий для освоения минимальных интеллектуальных и временных затрат.

Simulink является мощным средством решения таких задач для разных предметных областей и, может быть, в первую очередь, для задач в области цифровой обработки сигналов. Использование Simulink во многих случаях исключает утомительные и трудоёмкие этапы составления и отладки программ, позволяя сосредоточить основные усилия непосредственно на решении “своих” предметно-ориентированных задач. Инженеру или студенту нужно освоить правила использования готовых функциональных блоков, из которых, как из конструктора, составляется модель проектируемого устройства, а также, и это следует особо подчеркнуть, “испытательный стенд”, то есть вся необходимая инфраструктура, включающая источники сигналов, измерительные приборы и средства наблюдения за процессами и характеристиками процессов. При этом гарантируется высокое качество “строительного материала”, в создании которого использованы опыт и знания ведущих специалистов.

4.2 Алгоритм сжатия видеоинформации WAVELET

Любое изображение, вводимое в компьютер, оцифровывается и хранится в нем в виде так называемой битовой карты (bitmap) или, иначе говоря, матрицы, каждый элемент которой описывает цвет точки на исходном изображении. Количество элементов матрицы (точек изображения) зависит от разрешения выбранного при оцифровке. Однако хранить ее в таком виде не выгодно из-за использования большого количества компьютерной памяти. Поэтому в настоящее время разработаны многочисленные алгоритмы кодирования (сжатия) битовой карты, эффективность которых зависит от свойств изображения (очевидно, что для хранения "черного квадрата" вовсе не обязательно хранить матрицу черных точек, а вполне достаточно хранить три числа: ширину, высоту и цвет).

Все эти алгоритмы делятся на две группы: кодирование без потери (когда исходная битовая карта полностью восстанавливается в результате процедуры декодирования) и с потерей информации. В более широком применении алгоритмы первой группы часто называют архивацией данных. Рассмотрим более подробно алгоритм сжатия изображений с потерей информации. Потеря информации в данном случае означает, что восстановленная картинка не будет абсолютно точно совпадать с исходной, однако различия будут практически незаметны для человеческого глаза (в таких случаях обычно "качество сжатия" задается параметром с возможными значениями от 0 до 100, где 100 обозначает минимальное сжатие, т. е. наилучшее качество, и восстановленное изображение, практически неотличимое от исходного, тогда как 0 - максимальное сжатие, при котором в восстановленном изображении все еще можно различить основные детали исходного).

...