Выбор видеокамер для видеонаблюдения.



            Правильный подбор и размещение видеокамер – одна из самых важных задач при проектировании системы видеонаблюдения на любом объекте.  И успех в решении этой задачи напрямую зависит от понимания характеристик, возможностей и вариантов применения существующих на данный момент видеокамер. Именно этому и посвящена данная статья.



1. Устройство видеокамеры


На рисунке ниже отображена обобщенная функциональная схема видеокамеры:



Как видим, оптическая часть видеокамеры функционально очень похожа на человеческий глаз: изображение проходит через систему линз (1),  диафрагму (2) и проецируется на фотоприемную ПЗС-матрицу (3). Далее, в ПЗС-матрице (ПЗС – Прибор с Зарядовой Связью) изображение преобразуется в электрический сигнал, который поступает уже в электронную часть (4) видеокамеры и там подвергается обработке. Электроника видеокамеры может, в свою очередь, управлять диафрагмой для регулировки яркости изображения. У большинства современных видеокамер (для упрощения конструкции и удешевления) регулировка яркости реализована не через механическое управление диафрагмой (АРД – автоматическая регулировка диафрагмы), а с помощью электронной обработки сигнала, поступающего с ПЗС-матрицы  - так называемый  “электронный затвор”. Кроме того,  существуют видеокамеры, которые могут и управлять системой линз для возможности оптического увеличения изображения (“Zoom”), и поворачиваться в нужном направлении (поворотный механизм) по команде оператора, который в данный момент производит оперативное наблюдение (правда, такие видеокамеры очень дорогие и при этом такие возможности в большинстве случаев не нужны, особенно если нет этого самого оператора, а изображения со всех камер записываются Видеографом).



2. Основные характеристики


            Теперь более подробно остановимся на каждой из характеристик современных видеокамер, применяющихся для видеонаблюдения:


Исполнение ( indoor – outdoor ).Видеокамеры бывают наружного исполнения (“уличные”, “outdoor”),



и для отапливаемых помещений (“внутренние”, “indoor”).  Основные требования к уличным камерам – герметичный корпус, возможность работы при большом диапазоне температур (от -30 до + 60) и  наличие козырька для защиты стекла от воды и боковых солнечных лучей. В большинстве уличных видеокамер встроен нагревательный элемент с термодатчиком  - для работы  при низких температурах, хотя, есть экземпляры, которым хватает для работы и собственного тепла, выделяемого электроникой (но у этих видеокамер либо нижний диапазон температур температур только от минус 10, либо у них могут быть проблемы в жаркое время года из-за перегрева).  Есть еще один вариант наружной установки  видеокамер – термокожух с подогревом.



В него можно установить, например, модульную видеокамеру, или более серьезную камеру с хорошим объективом с автодиафрагмой).


Конструкция (тип корпуса и объектива). Различают корпусные с объективом, корпусные без объектива и бескорпусные (модульные).


Корпусные с объективом – это компактные камеры, поставлемые с фиксированным объективом, который в половине случаев заменить на другой не получится (в некоторых моделях возможность замены объектива предусмотрена изначально, в некоторых – только при полной разборке корпуса камеры, а в некоторых замена объектива в принципе невозможна),



кроме того, у этих камер обычно вообще нет диафрагмы (за исключением единичных моделей), а регулировка яркости производится с помощью электронной обработки видеосигнала.


Корпусные без объектива – видеокамеры, у которых объектив сменный и поставляется отдельно от камеры, при этом есть возможность использовать объективы с любыми возможностями (автодиафрагма, ручная диафрагма, регулировка фокусного расстояния – “ручной zoom”, и т.д.).



У этих камер,  в зависимости от установленного объектива, наиболее широкие возможности по подстройке угла обзора и диафрагмы непосредственно на месте установки, возможность использования автодиафрагмы при уличной установке (в термокожухе). Недостатки этих камер – большие размеры и высокая цена.


            Бескорпусные (модульные) – в общем, это то же самое, что и корпусные с объективом, но только без корпуса: фиксированный объектив без диафрагмы  (с возможностью замены), электронная регулировка яркости (правда, есть отдельные единичные модели с диафрагмой на объективе и ручным зумом).



Эти камеры чаще всего используются для установки в термокожухе (для уличной установки), скрытой установки, или в любых других местах, где требуются  небольшие размеры при низкой стоимости.


Фокусное расстояние и угол обзора объектива.  Фокусное расстояние - это характеристика объектива, от которой зависит угол обзора видеокамеры, и измеряется в миллиметрах. У варифокальных объективов (с возможностью изменения фокусного расстояния, или  “ручным зумом”)  в характеристиках указывают две цифры – начальную и конечную, например, f = 4 – 12 мм, или f = 8 – 50 мм. В остальных случаях, фокусное расстояние постоянно, и указывается одной цифрой (например, f=3,6mm, хотя частенько в прайс-листах некоторых фирм знак "=" пропущен, и это ошибка, поскольку запись типа "f3.6" относится уже к диафрагме). Стандартные значения:  2,45  2,96  3,6  4  4,3  6  8  12  16  и т.д. Если в характеристиках видеокамеры есть угол обзора, то, как правило, указывают угол обзора по диагонали картинки. Если нужно знать угол обзора камеры по горизонтали, то можно воспользоваться следующей таблицей (данные для камер с матрицей 1/3”):


f(мм)

2,45

2,8

2,96

3,6

4

6

8

12

16

36


72
 

Угол

93°

83,6°

86°

72°

62°

43,5°

35,6°

22°

18°

7,8°


3,6°
 



Цветность. Ну, тут всё просто – либо цветная видеокамера (“color”), либо черно-белая (“ч/б”, “B/W”, “B&W”). Есть одна важная особенность: черно-белые камеры, как правило, более чувствительны по минимальной освещенности, дают более четкую картинку и стОят дешевле. Обычно, цвет на выходе цветных видеокамер кодируется в системе PAL. В большинстве случаев, для целей видеонаблюдения используют именно черно-белые камеры, но в некоторых случаях есть смысл поставить и цветные (например, на входе для “фэйсконтроля” или на въезде, для того, чтобы увидеть цвет машины).


ПЗС-матрица. Существуют матрицы CMOS и CCD. Они отличаются не только технологией изготовления, но и способом считывания из них данных. На практике, CCD-камеры более дорогие, но у них намного лучше изображение и по чёткости и по контрастности и по цветопередаче. Кроме того, важен и размер матрицы (чем больше матрица, тем лучше картинка), он измеряется в дюймах, например 1/3” (одна треть дюйма) – это сейчас наиболее часто встречающийся размер матрицы. Матрица 1/2” бывает у некоторых  дорогих моделей камер, 1/4“ – у самых дешевых (но там и картинка получается страшненькая и подразмазанная). Размер матрицы, в общем-то определяет количество фотоэлементов – чем больше размер матрицы, тем больше на ней поместится фотоэлементов, тем лучше “прорисовано” изображение. Простыми словами, если сравнивать изображение двух камер с одинаковым количеством ТВ- линий (см. ниже), то более близкой к оригиналу, более красивой будет картинка у камеры с большей матрицей.


Количество ТВ-линий (ТВЛ, TVLines ).  В стандартном видеосигнале 625 строк – этот параметр неизменен для всех видеокамер, а вот количество элементов в каждой строке (по горизонтали, слева направо) и определяет параметр “количество ТВ-линий”.  Из практики, нормальная картинка получается при  400 и выше ТВ-линиях. Есть модели и с 600 ТВЛ, но далеко не всегда  это нужно. После передачи видеосигнала по кабельным линиям от камеры до устройства отображения, чёткость сигнала теряется. Чем больше длина кабеля, тем больше искажается и затухает видеосигнал в нём, и тем больше потеря качества изображения. При передаче по качественному коаксиальному кабелю, уже через 100 метров становится заметно ухудшение качества, а если длина кабеля больше, да к тому же и кабель какой-нибудь турецкий дешёвенький,  то в результате мы не увидим разницы между картинкой от камеры с 600ТВЛ и другой такой же на 380ТВЛ (если нужно передавать сигнал на расстояние от 150 до 1000м, то лучше использовать витую пару и преобразователи, но там тоже есть свои особенности).  Кроме того, качество картинки ухудшается и при оцифровке, особенно если используется дешевенькая система видеонаблюдения на основе дешевых бытовых АЦП (например BT878). Исходя из всего этого, в большинстве случаев оптимальным вариантом будут видеокамеры с 400 - 480 ТВЛ.


Минимальная освещенность. Этот параметр характеризует минимальное количество света на единицу поверхности, при которых видеокамера начинает хоть что-то “видеть”, измеряется в люксах (лк, lux). Здесь зависимость такая: чем меньше число, тем лучше чувствительность видеокамеры. Диапазон чисел у нынешних камер лежит между 1люкс и 0,0001люкс, и естественно, что для тёмных помещений или плохо освещенных улиц лучше выбирать камеру с меньшим числом люкс, а для хорошо освещенных мест нужно взять камеры с большим числом люкс. Например, для очень хорошо освещенного офиса достаточно 0,1люкс, когда освещение “не очень”, или видеокамера уличная, то хотя бы 0,01 люкс. На улицу в плохо освещенном месте лучше брать 0,005 люкс и ниже, неплохо бы и объектив с автодиафрагмой (АРД).


Ночной режим и подсветка.  Ночной  режим позволяет видеокамере при сильном снижении освещенности включить встроенную ИК-подсветку (если она есть),  и если видеокамера цветная, то она при этом переходит в черно-белый режим.



Дальность действия встроенной ИК-подсветки обычно от 2 до 10 метров – это зависит от типа и количества ИК-светодиодов. Камеры с ИК-подсветкой желательно устанавливать только внутри помещений, поскольку в теплое время года на улице ночью подсветка будет привлекать к себе ночных насекомых (комары, ночные бабочки и т.д.) и, как следствие, пауков, которые будут заплетать паутиной видеокамеру в надежде поймать этих самых ночных насекомых. Всё это движение вблизи объектива видеокамеры будет мешать нормальной работе детектора движения видеорегистратора.




3. Общие рекомендации по размещению видеокамер



Уличные видеокамеры.  Для установки на улице или сырых неотапливаемых помещениях (склады, ангары, и т.д.) годятся либо видеокамеры  в герметичных корпусах с подогревом, либо установленные в термокожух с подогревом.

Высоту установки желательно выбирать выше 3 м от  земли (или пола)  - чтобы усложнить возможность кражи видеокамеры. Но, с другой стороны, очень высоко устанавливать тоже не нужно, иначе объекты наблюдения будут маленькими и трудноразличимыми (хотя, это решаемо с помощью правильного подбора объектива), к тому же людей в этом случае мы будем видеть сверху, а не сбоку, а по макушке узнать человека намного сложнее, чем по лицу.

При выборе места установки видеокамеры  нужно учитывать и расположение сторон света –  прямой солнечный свет на восходе или закате не должен попадать прямо в объектив для исключения “засветки”. Иначе несколько часов в день изображение будет  “залито белым” и разглядеть на нём что-либо будет очень сложно.

Еще один важный момент – ночное уличное освещение. Если его нет совсем или оно очень слабое, то самым простым и правильным решением будет поставить дополнительные фонари или  прожектора, но если это трудно сделать, то придется устанавливать видеокамеры с высокой чувствительностью (малым количеством люксов) и объективами с автоматической диафрагмой. Видеокамеры желательно устанавливать подальше от фонарей и прожекторов (минимум 1,5 - 2 м).  Варианты с установкой видеокамер со встроенной инфракрасной подсветкой  желательно тоже исключить – как уже упоминалось выше, фонари и ИК-подсветка привлекают к себе ночных насекомых, которые будут летать очень близко возле объектива и сбивать с толку детектор движения. В результате, система видеонаблюдения будет записывать много бесполезной информации (движение самих насекомых, пауков, качание паутины на ветру (а ночью, подсвеченная ИК-подсветкой, паутина видна в виде ярких белых линий на изображении). Мало того, что нужно будет время от времени очищать видеокамеру от паутины и пауков, так еще и при просмотре записей придется  потратить уйму драгоценного времени, наблюдая за полетами насекомых и качанием паутины. Кроме того,  из-за этой ненужной информации уменьшится полезная ёмкость диска  видеорегистратора (на одном из объектов в вместо 26-30 дней которые могла записать система видеонаблюдения зимой, летом на этом же диске помещалось только 8-12 дней, а виной всему – две уличные видеокамеры с ИК-подсветкой).

При установке на стенах зданий, желательно учитывать слив воды с крыш в дождливую погоду и расположение водостоков. Если во время дождя  потоки воды с крыши будут попадать на саму камеру или вблизи камеры в поле зрения объектива, то это тоже будет мешать нормальной работе детектора движения системы видеонаблюдения, и камеру придется переставить в другое место.


Установка внутри помещений. В сухих отапливаемых помещениях нормально будут работать любые видеокамеры (даже бескорпусные).   Крепить видеокамеры можно не только на стенах, но и на потолке. В небольших помещениях чаще всего достаточно одной видеокамеры с большим углом обзора, установленной в углу под потолком.

При установке видеокамер необходимо учитывать расположение окон и других источников света в помещении – прямой свет  не должен попадать в объектив, т.е. окна должны быть не впереди, а сбоку или сзади от видеокамеры. Если же видеокамера будет смотреть прямо на окно, то на изображении на фоне яркого пятна окна будут видны только темные силуэты людей, а их лица разглядеть не удастся.

Выбор внешнего вида видеокамеры – это уже дело вкуса и тут нужно учитывать  особенности дизайна помещений, цвет стен и потолка (а корпуса видеокамер тоже бывают разных цветов: белый, серый, кремовый, серебристый, черный, и т.д.), но важно также учитывать и особенности конструкции некоторых моделей видеокамер. Например, ниже на рисунке – видеокамеры,  которые при настройке можно повернуть только в двух плоскостях:



Если одну из этих видеокамер закрепить на стене, то она сможет только вращаться вокруг своей оси и направляться вверх – вниз, а вправо – влево её повернуть не получится – такая особенность кронштейна. Но, при установке на потолке, эти видеокамеры уже можно нормально направить в любую точку помещения. Ещё одна особенность – защитное стекло на видеокамерах типа “полусфера”: оно обычно выполнено из пластика, а пластик кроме того, что изначально ухудшает яркость и четкость изображения, так ещё и дополнительно темнеет, мутнеет, и т.д. с течением времени.


            В заключение хочется отметить, что правильный выбор места установки и модели видеокамеры – это только первый этап при проектировании системы  видеонаблюдения вцелом. С выхода видеокамеры видеосигнал будет передаваться  дальше по кабельным линиям до видеорегистратора или монитора. И следующий шаг –  расчет кабельной системы  и выбор видеорегистратора. От того, насколько грамотно это будет сделано зависит и качество полученного изображения и эффективность всей системы. Нередки случаи, когда дорогие качественные видеокамеры подключаются к дешевому бытовому видеорегистратору да к тому же, самым дешёвым кабелем, а в результате получается  размытая  картинка, которую можно получить и с помощью самых дешевых видеокамер.  Или наоборот, к хорошему,  качественному,  “навороченному” видеорегистратору подключаются самые дешевые видеокамеры – результат будет тот же. А потому, нужно с самого начала определиться, какого результата нужно добиться: просто видеонаблюдение как таковое или качественная, удобная система, которая поможет в дальнейшем поймать “за руку” вора,  добиться трудовой дисциплины у сотрудников  или увеличить эффективность работы предприятия.



-y2v- 

Другие статьи         На главную      Закрыть окно