Статьи на различные темы.

Статьи по безопасности

Видеокамеры

Видеокамеры

Видеокамера - устройство, позволяющее преобразовывать оптический сигнал в электрический.

Камеры "день/ночь" c ИК-подсветкой

Классификация камер:
1. По цветности:
- цветные,
- черно-белые.
2. По типу корпуса:
-модульные (без объектива),
-миниатюрные: беcкорпусные, корпус-квадрат, корпус-цилиндр, дверной глазок;
3. По типу установки:
-наружные,
-внутренние: скрытой установки, не скрытой установки, стационарные.
Характеристики камер:

1. Цветность:
–    цветные;
–    черно-белые.

2. Формат матрицы.
Все современные телевизионные камеры строятся на основе полупроводниковых ПЗС-матриц (ПЗС (ССD, charged coupled device) – прибор с зарядовой связью). Свет, падающий на матрицу, преобразуется в электрический сигнал, который затем обрабатывается и выводится на монитор. Поверхность ПЗС-матрицы состоит из множества светочувствительных ячеек – пикселей (их обычно от 270 000 до 440 000). Чем больше число пикселей, тем получается более качественное и четкое изображение. Размер матрицы описывается параметром, называемым «формат». Формат – это диагональный размер матрицы. Он измеряется в дюймах. Различают матрицы формата: 1", 2/3", 1/2", 1/3", 1/4". Матрицы большого формата 1", 2/3" практически перестали выпускаться, так как камеры на их основе получаются очень громоздкими и дорогими. На основе матриц формата 1/4" ряд фирм выпустили сверхминиатюрные камеры. Размер матрицы важен при определении необходимого угла обзора камеры: так на пример с одинаковыми объективами камера на основе матрицы 1/2" имеет больший угол зрения, чем камера с матрицей 1/3".

3. Разрешающая способность.
Разрешающая способность определяется как количество переходов от черного к белому или обратно, которые могут быть переданы камерой. Поэтому единица измерения разрешения называется ТВ-линией. Разрешающая способность по вертикали у всех камер одинакова, ибо ограничена телевизионным стандартом – 625 строк телевизионной развертки. Основное различие камер состоит в разрешении по горизонтали – именно оно обычно указывается в технических описаниях.
Разрешение измеряется в телевизионных линиях и зависит не только от числа пикселей на матрице, но и от параметров электронной схемы камеры. В большинстве случаев разрешения 380-420 тв-линий вполне достаточно для ведения наблюдения. Разрешение цветных камер несколько хуже, чем разрешение черно-белых: 350 – 380 тв-линий.
На разрешение камеры влияет два фактора:
1)    количество элементов матрицы;
2)    полоса частот видеосигнала.

4. Чувствительность.
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 более правильно 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 объекта, которую он заранее знает. Поэтому обычно указывают минимальную освещенность на объекте, измеренную в стандартизированных условиях – коэффициент отражения объекта 0.75 и светосила объектива 1.4.
Значения минимальной освещенности на матрице и на объекте отличаются больше, чем в 10 раз. Например, если указано, что минимальная освещенность на матрице равна 0.025 люкс, то это значит, что при объективе F1.4, минимальная освещенность объекта 0,25 люкс. Чувствительность большинства современных черно-белых камер порядка 0.01-1 люкс для F1.2.

5. Отношение сигнал/шум.
С чувствительностью тесно связан параметр «отношение сигнал/шум». Параметр измеряется в децибелах:     
    S/N=20*log(<видеосигнал>/<шум>)
Например, коэффициент S/N равный 60 дБ означает, что сигнал в 1000 раз больше шума. При сигнал/шум 50 дБ и более на мониторе будет видна чистая картинка без видимых признаков шума, при 40 дБ иногда заметны мелькающие точки, при 30 дБ – «снег» по всему экрану, 20 дБ – изображение практически неприемлемо, хотя крупные контрастные объекты через сплошную «снежную» пелену разглядеть еще можно.
В данных, приводимых в описаниях камер, указываются значения сигнал/шум для оптимальных условий, например при освещенности на матрице 10 люкс и при выключенной схеме автоматической регулировки усиления и  наличии гамма-коррекции. По мере уменьшения освещенности сигнал становится меньше, а шум, вследствие действия АРУ и гамма-коррекции, больше.

6. Автодиафрагма и электронный затвор.
Для поддержания на постоянном уровне количества света на матрице используют  объектив с автодиафрагмой.
Автодиафрагма – это электронное управление диафрагмой объектива для компенсации больших изменений уровня освещенности. Объективы с автоматической диафрагмой поддерживают освещенность матрицы на постоянном уровне, изменяя величину входного отверстия. Диафрагма объектива, при высокой освещенности сужается, пропуская меньше света, а при низкой освещенности расширяется. Это позволяет получить сигнал от видеокамеры с хорошей контрастностью, без засветки или затемнения.
Автоматический электронный затвор – устройство предназначенное для автоматической регулировки скорости сканирования всех пикселов на ПЗС-матрице. На более светлых участках скорость сканирования высокая, на более темных - низкая. Таким образом удается избегать явных областей засветки или затемнения на изображении, картинка более контрастная. Скорость переключения затвора может достигать до 1/100000 секунды.
Стоимость объективов без диафрагмы значительно ниже стоимости объективов с автодиафрагмой, а применение телекамер с электронным затвором позволяет экономить в некоторых случаях значительные суммы. Камеры с широким диапазоном скоростей переключения затвора  вместе с объективами без диафрагмы рекомендуется использовать только внутри помещений, так как диапазона изменения скорости сканирования электронного затвора не достаточно, чтобы отработать солнечный свет.
Применение объективов с автодиафрагмой предпочтительнее в следующих случаях:
1.    Когда телекамера работает в условиях меняющейся освещенности;
2.    Когда требуется максимальная глубина резкости, которая достигается минимально открытой диафрагмой;
3.    Когда необходимо более четко передать границы ярких объектов.

7. Гамма-коррекция.
Гамма-коррекция – это настройка камеры, обеспечивающая линейную зависимость яркости изображения на мониторе от яркости объекта.
Наличие в камерах гамма-коррекции влияет на точность передачи контраста изображения. Эта корректировка необходима из-за несоответствия преобразования изображения в камере и мониторе. Кинескоп в мониторе имеет степенную зависимость яркости от сигнала (показатель степени 2.2), что приводит к уменьшению контрастности в темных участках и к увеличению в ярких; в то же время современные ПЗС-матрицы производят линейный сигнал. Для компенсации общей нелинейности, в камеру обычно встраивается устройство (гамма-корректор), предыскажающее сигнал с показателем степени 1/2.2, т.е. 0.45. Побочный эффект – гамма-коррекция означает дополнительное усиление слабых сигналов (в частности, шума), т.е. одна и та же камера с включенной Г=0.4 будет примерно вчетверо «чувствительнее», чем при Г=1. Однако никакой усилитель не может увеличить отношение сигнал/шум.

8. Компенсация заднего света.
Если объект находится на фоне яркого источника света, то чтобы не происходило засветки, предусмотрена специальная функция – аппаратная «компенсация заднего света».
Компенсация заднего света – это способность камеры электронным способом компенсировать яркий задний фон, обеспечивая тем самым, хорошее качество изображения (обычно в средней его части).
В простейшем случае камера с компенсацией заднего света настраивается не на среднюю освещенность, а на освещенность центральной части изображения. Тогда, за счет некоторого ухудшения качества изображения в засвеченной части матрицы, получается хорошее качество в центре поля.

9. Наличие управляющих выводов автодиафрагмы
Video Drive (VD) –– управление по части видеосигнала. Вся автоматика внутри объектива.
Direct Drive (DD) – управление по постоянному току. Вся автоматика внутри камеры.
(Подробнее смотри параграф 1.3. Объективы стр.6).


Материалы по теме:

Грамотное формирование схем установки систем видеонаблюдения

Электроприводные и электромеханические турникеты "Таурис"

Видеонаблюдение на стоянке и АЗС.