|
Камери є головним елементом
будь-якої системи відеоспостереження, оскільки саме вони формують
зображення, яке передається на відеомонітори, системи збереження, відео
сервера, відео реєстратори, або інше устаткування CCTV.
В більшості випадків
вибір типа камери спостереження визначається, вимогами, які
пред'являються до системи відеоспостереження. В той же час, найчастіше в
CCTV застосовуються чорно-білі камери, що мають, як правило, високу
чутливість і розподільчу здатність. Кольорові камери спостереження
використовують в системах CCTV об'єктів, для яких спостереження в
кольорі є одним з головних вимог. Вони мають нижчий в порівнянні з
чорно-білими камерами розподільчу здатність і чутливість, але дозволяють
краще ідентифікувати об'єкт спостереження. Для підвищення чутливості
кольорові камери спостереження ряду виробників автоматично переходять в
чорно-білий режим при зменшенні освітленості. Якщо вам необхідно, аби
камера не залучала уваги людей, можете використовувати чорно-білі або
кольорові мініатюрні камери.
Основні технічні параметри, якими
характеризуються камери спостереження
При виборі конкретної моделі камери для CCTV слід знати основні
характеристики камери спостереження, які визначають її функціональні
можливості, призначення і ціну.
ПЗС-матриця камери спостереження
Найбільш важливим елементом будь-якої сучасної камери, який формує
зображення, є матриця на приладах із зарядовим зв'язком (ПЗС). Вона є
прямокутною напівпровідниковою пластиною з безліччю самостійних
світлочутливих вічок на поверхні - пікселів. Зображення фокусується
об'єктивом камери на ПЗС-матрицу і світло, що потрапляє на
напівпровідник, збуджує в нім електрони. Збуджені електрони з кожного
пікселя послідовно переміщаються в прочитуючий пристрій і формують
відеосигнал, який надалі посилюється і обробляється електронною системою
камери спостереження.
Формат ПЗС-матрицы
Знання формату камери спостереження дозволяє правильно вибрати для неї
об'єктив. Формат - це закруглене значення діаметру передавальної трубки,
яка дає таке ж зображення, як і дана ПЗС-матрица (у дюймах). Існують
формати 1”, 2/3”, 1/2”, 1/3” і 1/4”. Найчастіше в камери спостереження
встановлюють матриці формату 1/3”. Чим більше розмір матриці по
діагоналі, при незмінній кількості пікселів, тим менше їх взаємний
вплив, менше рівень шумів і вище якість отримуваного відеосигналу.
Останнім часом рідше використовується матриці форматів 1” і 2/3”
унаслідок дорожнечі самих матриць і оптики, яка повинна мати відповідно
великі розміри лінз і оправ.
Розподільча здатність
камери спостереження
Розподільча здатність будь-якої камери вимірюється в телевізійних лініях
(ТВЛ). При цьому розрізняють розподільчу здатність камери спостереження
по горизонталі і по вертикалі. Розподільча здатність по горизонталі - це
максимальне число вертикальних ліній, яке здатна передати камера,
наприклад, на відеомонітори. Воно визначається в першу чергу кількістю
пікселів по горизонталі в ПЗС-матрице, а також електронною схемою
камери. Як правило, цей параметр не перевищує число пікселів в рядку
помножене на 0,75. Розподільча здатність по вертикалі визначається
телевізійним стандартом - способом кодування зображення в електронному
вигляді. У Росії використовуються стандарти ССir (для чорно-білих камер)
і PAL (для кольорових камер). Обоє стандарту мають на увазі 625 рядків
по вертикалі.
Чутливість камери
спостереження
Найчастіше під чутливістю камери розуміють мінімальну освітленість зони
спостереження, при якій на виході камери формується відеосигнал з
амплітудою 1 В і певною глибиною модуляції при встановленому відношенні
сигнал/шум. Окрім цього, якщо вказаний відносний отвір об'єктиву, при
якому заміряна чутливість, то можна перерахувати кількість світла,
падаючу на ПЗС матриці для об'єктивів з різним відносним отвором і
порівняти чутливість камер спостереження. При оцінці чутливості, також
треба враховувати відбивну здатність об'єкту, оскільки світлі предмети в
темноті видно краще, ніж темні.
Автоматичне регулювання посилення
ПЗС-матрица камери спостереження не завжди формує сигнал достатньої
амплітуди, тому наявність в камері автоматичного регулювання посилення
(АРУ) дозволяє довести вихідний сигнал до рівня 1В. Проте слід
враховувати, що, підсилюючи відеосигнал, АРУ в рівній мірі підсилює і
шуми, залишаючи співвідношення сигнал/шум незмінним.
Автодіафрагма і
автоелектронний затвор
В більшості випадків камери спостереження працюють в умовах частий
змінній освітленості об'єктів спостереження. Тому для здобуття якісного
відеосигналу з камери необхідно підтримувати на певному рівні кількість
квантів світла, що потрапляють на ПЗС-матрицу в період між двома
послідовними прочитуваннями. В цьому випадку автодіафрагма камери
спостереження міняє освітленість її ПЗС-матрицы, змінюючи розмір
вхідного отвору оптичної системи об'єктиву. А електронний затвор камери
змінює час, за який накопичується заряд в ПЗС-матрице. Таким чином,
регулюючи час накопичення заряду від 1/50 с. до 1/100000 с., можна
відпрацьовувати зміни освітленості в 2000 разів.
Відношення сигнал/шум
Співвідношення сигнал/шум говорить про якість вихідного відеосигналу
камери спостереження. Воно вимірюється в децибелах (дБ) і чисельно рівно
десятковому логарифму відношення амплітуди напруги відеосигналу до
середньоквадратичного значення напруги фону, помноженого на 20.
Візуально шум виявляється у вигляді “снігу” на зображенні з камери. При
відношенні сигнал/шум 45 дБ шум практично не помітний.
Високе співвідношення сигнал/шум камери спостереження, а, отже, і якісна
відеокартинка, досягаються достатнім рівнем освітленості об'єкту
спостереження, светосильной оптикою, використанням високоякісної матриці
ПЗС і цифровою фільтрацією шумів в електронних схемах камери
спостереження.
Компенсація зустрічного
засвічення
У системах спостереження дуже часто необхідно передати темні ділянки
зображення на яскравому фоні. Наприклад, якщо назустріч камері
спостереження виїжджає автомобіль з включеними фарами, то на зображенні
будуть видні лише дві яскраві плями від фар. Наявність в камері
компенсації зустрічного засвічення дозволяє усунути цей недолік. У
простому випадку електронна система камери спостереження встановлює
автодіафрагму, електронний затвор і АРУ не по середній освітленості
зображення, а по його частині. Це може бути центр або область, яка
задається програмно. Тоді на відеомонітор передаватимуться два гранично
яскравих плями від фар, а також зображення автомобіля при нормальній
контрастності. Деякі камери спостереження мають АРУ, яка при обробці
сигналу усуває або ослабляє дуже яскраві ділянки зображення, тому все
зображення буде зразкове однаковій яскравості. На відміну від
аналогових, цифрові камери спостереження мають електронний затвор, який
вибірково виставляє різні часи експозиції для різних частин зображення,
тому все зображення виходить однаковій яскравості і зі всіма деталями.
Ефект запливання
зображення камери
При зустрічному засвіченні деякі області ПЗС-матрицы камери спостереження
виявляються дуже сильно освітленими. Кількість накопиченого в цих
областях заряду може виявитися таким, що він перетікатиме в сусідні
ділянки матриці, викликаючи ефект запливання зображення. Для усунення
цього ефекту створені спеціальні ПЗС-матрицы, які не нагромаджують заряд
більше певної величини.
Баланс білого
Для того, щоб камера спостереження точно передавала колір об'єкту,
незалежно від джерела освітлення об'єкту, відеосигнал обробляється
системою балансу білого. Параметри налаштування балансу білого можуть
встановлюватися автоматично або уручну. При автоматичному балансі білого
камера спостереження визначає ці параметри однократно і потім
використовує їх при подальшій роботі. Якщо освітлення об'єкту часто
міняється в перебігу доби, то застосовують камери спостереження з
автоматичним відстежуванням балансу білого. Такі камери безперервно
коректують параметри налаштування балансу білого.
Гамма
Багато відеомоніторів володіють нелінійною залежністю яскравості свічення
люмінофора ЕЛТ від напруги відеосигналу, що поступає з камери
спостереження. Система гамми камери змінює вихідний відеосигнал так, щоб
компенсувати цю нелінійність. В результаті зображення виходить з вірною
контрастністю. |
