Охрана объектов с помощью систем охранного видеонаблюдения

Размещено на http://www.allbest.ru//

Лекция 5. Охрана объектов с помощью систем охранного видеонаблюдения



1.Основы построения систем видеонаблюдения. Функции охранных систем реализуемых системами видеонаблюдения

Система видеоконтроля (видеонаблюдения)

Одним из наиболее распространенных технических средств защиты является система охранного видеоконтроля. Системы видеонаблюдения являются неотъемлемой частью системы безопасности. Такие системы представляют собой комплекс аппаратных средств, обеспечивающих наблюдение за охраняемой территорией со специального пульта. Их основное предназначение - получение изображений, служебной информации и извещений о тревоге с охраняемого объекта. C учетом конкретных условий и особенностей процессов деятельности на объекте СОТ в составе ИСБ должна обеспечивать выполнение следующих функций

- прямое видеонаблюдение оператором контролируемой зоны, обнаружение и идентификацию субъектов наблюдения - людей, транспортных средств, имущества, элементов объектовой инфраструктуры;

- передачу визуальной информации о состоянии охраняемых зон, помещений, периметра и территории объекта в пункт охраны для

видеоверификации тревог - подтверждения с помощью видеонаблюдения факта нарушения зон охраны и выявления ложных срабатываний охранной сигнализации;

- запись видеоинформации в архив для последующего анализа состояния охраняемого объекта (зоны), тревожных ситуаций, идентификации нарушителей и других задач.

В общем виде систему видеонаблюдения можно представить - «камера - блок обработки - монитор - наблюдатель». Упрощенно систему охранного видеоконтроля можно описать как несколько видеокамер, каждая из которых соединена кабелем со своим монитором.

Система наблюдения включает в свой состав следующие элементы:

видеокамеры;

мониторы;

коммутаторы (переключатели, свитчеры) - устройства, позволяющие выполнять поочередный контроль за действиями объектов с нескольких видеокамер на один монитор);

устройства записи изображения;

видеопринтеры - позволяют регистрировать отдельные изображения;

квадраторы - обеспечивают вывод изображения с разных камер на один монитор;

мультиплексоры - производят запись на видеомагнитофон с разных видеокамер одновременно;

пульты управления - обеспечивают управление системой наблюдения, их количество определяется в зависимости от числа постов просмотра охраняемой территории;

детекторы движения;

поворотные механизмы - управление может осуществляться с пульта или автоматически в сочетании с сигналами от детектора движения.

Основные типы систем видеонаблюдения подразделяют на аналоговые, цифровые и сетевые.

Аналоговая система состоит из следующих элементов:

аналоговой видеокамеры;

коаксиальных линий связи (самый распространенный способ передачи изображения);

аналогового мультиплексора или квадратора;

аналогового видеомонитора;

аналогового видеомагнитофона.

Такая система получается весьма габаритной, особенно если есть необходимость вести постоянную видеозапись. В настоящее время почти полностью вытеснена цифровыми системами.

Цифровая (гибридная) система включает в себя:

цифровые видеокамеры;

линии связи;

мультиплексор, квадратор, цифровой видеопроцессор;

цифровой видеорегистратор (может иметь встроенный мультиплексор).

Такая система почти не имеет ограничений по числу видеокамер и может использоваться практически на любых объектах. Основное рабочее место - компьютер со встроенной платой захвата видеосигнала (или цифровыми накопителями) и платой обработки видеоизображения, а также специальным программным обеспечением.

Система на основе сетевых решений включает:

цифровые видеокамеры;

линии связи;

сетевой концентратор;

компьютерное рабочее место со специальным программным обеспечением.

Интегрированная система видеонаблюдения может быть любого типа, но предполагается, что она программно-аппаратно объединена в единый комплекс с другими системами безопасности. Например, сработал датчик движения - на экране появилась эта комната; набран код доступа в деньгохранилище - на мониторе сразу появляется изображение входящего человека.

Одним из наиболее важных элементов системы видеонаблюдения является видеокамера. Именно от видеокамеры зависит, что будет видеть оператор на экране своего монитора. Все видеокамеры можно подразделить на стационарные и управляемые. В зависимости от условий эксплуатации все видеокамеры относят к видеокамерам для помещений и для уличного применения. Стационарные видеокамеры для помещений можно подразделить на стандартные (без встроенного объектива); цилиндрические и купольные, в которых уже установлен объектив с фиксированной диафрагмой или объектив с автоматической регулировкой диафрагмы.

На сегодняшний день разработано большое количество типов и моделей видеокамер.

1. Видиконовые - в качестве светочувствительного элемента применяется электронный прибор видикон. Подобные камеры выпускаются давно, их достоинством является простота конструкции и невысокая стоимость. Недостаток - небольшой срок службы (до двух лет) и низкая чувствительность при небольшой освещенности. Видиконовые камеры обычно используют для контроля за помещениями.

2. CCD-камеры - в качестве светочувствительного элемента применяется полупроводниковый сенсор. Имеют меньшие габариты, более высокую разрешающую способность и долговечность. CCD-камеры могут функционировать при освещенности до 1 лк и ниже. Однако такие камеры имеют высокую стоимость.

3. Сверхвысокочувствительные камеры - позволяют работать при освещении до 0,001 лк, практически в абсолютной темноте.

4. Видеокамеры с инфракрасной подсветкой - позволяют вести наблюдение в темное время суток без дополнительного освещения.

5. Специальные малогабаритные камеры (pin-hole - объектив, или «игольное ушко».

В настоящее время широко применяются цветные видеокамеры. Они выгодно отличаются лучшей информативностью. Цветные камеры используются там, где очень важно знать цвет объекта (например, автомобиля). Но высокая цена (в настоящее время этот разрыв сокращается) и низкая чувствительность значительно ограничивают возможности их применения. В ночных условиях большинство современных цветных видеокамер переходят в черно-белый режим.

Для организации действенной системы видеонаблюдения необходимо четко представлять себе следующее:

что необходимо охранять (сотрудников предприятия, имущество, информацию и т. п.)?

кто может представлять угрозу (персонал фирмы, криминальные группировки, спецслужбы и т. д.)?

каким способом может быть осуществлена угроза (проникновение, использование персонала и т. д.)?

сопоставимы ли стоимость охраняемого объекта и цена охраны?

необходимо ли вести запись звука?

Только определив оперативную задачу, можно сформулировать требования к аппаратуре. На практике часто стремятся к некоей универсальности, пытаясь объять необъятное.

Первым делом следует поставить задачу распознавания системы видеонаблюдения для выполнения определенной цели. Это может быть:

выявление (комплексное слежение за ситуацией, проверка тревожных сигналов от систем сигнализации и т. д.);

различение (проверка наличия посторонних, надзор за поведением персонала, клиентов и посетителей и т. д.);

распознавание (запись изображения лица человека, распознавание номера автомобиля и т. д.).

Виды наблюдения. Характеристика видеокамер

Для выполнения охранных функций необходимо определить вид наблюдения. В зависимости от типа видеокамер и способа их установки выделяют три вида наблюдения:

открытое демонстративное наблюдение - видеокамеры устанавливают в хорошо заметных местах и применяют для отпугивания потенциальных нарушителей;

открытое малозаметное наблюдение - камеры ставят в декоративных корпусах, которые органично вписываются в интерьер и применяются, чтобы не отвлекать персонал и клиентов, а также не привлекать внимания нарушителя;

скрытное наблюдение - видеокамеры с миниатюрными объективами pin-hole незаметны и используются для получения конфиденциальной информации и предохранения от нежелательных действий.

Важной характеристикой систем видеонаблюдения является их способность противостоять несанкционированным действиям: силовым и электромагнитным воздействиям; попыткам воздействия с использованием специальных средств; попыткам изменения программного обеспечения; попыткам влияния на архивы.

Кроме приведенной в начале раздела классификации видеокамер при их выборе необходимо определить, какие их характеристики будут востребованы на конкретном объекте. От чувствительности камеры зависит, что вы сможете увидеть в различных условиях освещенности. Кроме этого, видеокамеры классифицируются по виду получаемого изображения, соотношению сигнал/шум, по виду и степени защиты от неблагоприятных условий окружающей среды и ряду других параметров (разрешающей способности, формату ПЗС-матрицы, компенсированию заднего света, автоматическому контролю освещенности, наличию электронной диафрагмы, инверсии белого). Важно, чтобы эти параметры соответствовали характеристикам центрального оборудования.

Нельзя забывать о питании видеокамер. Питание видеокамеры осуществляют обычно стандартным стабилизированным напряжением 9 или 12 В (с пульсациями порядка 10 мВ). Отсутствие стабилизации напряжения питания с малым уровнем пульсаций очень часто является причиной помех в видеосигнале или нестабильной работы видеокамеры.

Одной из важнейших характеристик камеры является ее объектив. Чем больше фокусное расстояние, тем сильнее увеличение изображения и у же угол обзора. Диафрагма - устройство, контролирующее количество света, доходящего до поверхности матрицы, на которой формируется изображение. Все выпускаемые объективы можно разделить по способу управления диафрагмой - ручному или автоматическому. Трансфокаторы - объективы с изменяемым фокусным расстоянием, позволяющие управлять увеличением изображения.

Основные характеристики видеокамер совпадают с аналогичными характеристиками фотоаппаратов:

длиннофокусные объективы применяются для слежения за удаленными объектами или предметами небольшого размера;

широкоугольные объективы применяют для панорамного наблюдения за объектами;

объективы с изменяемым фокусным расстоянием (zoom) используются для приближения объекта наблюдения.

При выборе объектива следует обратить внимание на тип его крепления, соответствие объектива формату ПЗС-матрицы, объектив с постоянным или изменяемым (вручную или автоматически) фокусным расстоянием, диафрагма - автоматическая или ручная, pin-hole - объектив и т. д. Сейчас активно развивается КМОП-технология формирователей сигнала изображения (матрицы), такие видеокамеры имеют более низкую чувствительность и цветопередачу, но позволяет сильно удешевить систему наблюдения.

Выбор конкретной видеокамеры начинают с определения поля зрения объектива по горизонтали, вертикали и расстоянию до контролируемого объекта. По этим данным определяют углы зрения необходимого объектива. Далее выбирают стандартный объектив с ближайшим меньшим фокусным расстоянием, обеспечиващим немного большее поле зрения. Затем определяют наименьшую деталь объекта контроля, которую можно будет различить выбранной камерой и объективом. Чувствительность видеокамеры выбирают исходя из освещенности и коэффициента пропускания объектива.

При выборе места установки видеокамеры необходимо избегать прямых засветок объектива яркими источниками света (солнце, уличное освещение, фары автомобилей и т. д.), а также по возможности минимизировать «мертвую зону». При установке видеокамеры в зоне с ярким освещением следует использовать асферические объективы, так как они рассеивают свет, вследствие чего изображение не кажется размытым. При низких уровнях освещенности камеры с высоким разрешением обычно работают лучше.

Определение оптимального количества видеокамер является основным фактором, обусловливающим и уровень безопасности, и стоимость системы видеонаблюдения. Так, например, недостаточное количество видеокамер приводит к наличию на охраняемых объектах так называемых «мертвых зон». Излишнее количество камер приводит к многократному повторению изображений из одной зоны видеоконтроля, что затрудняет возможность верной оценки ситуации, необоснованному увеличению затрат на оборудование (камеры, объективы, кожухи, кабели, разъемы и др.), усложнению коммутационной аппаратуры, а следовательно, к снижению надежности системы наблюдения. В результате вместо предполагаемого роста информативности происходит ее снижение.

Кожух видеокамеры может иметь антивандальное исполнение, может быть декоративным, всепогодным, с сигнализацией при вскрытии т. д. Для защиты камеры от низкой температуры и непогоды используют термокожух. Часто камеры внутри помещения устанавливают без кожуха (т. к. их не надо защищать от дождя и холода), но через некоторое время такую камеру покроют пыль и грязь. Поэтому даже внутри помещения видеокамеру лучше устанавливать в защитном кожухе.

Большое внимание следует уделить креплению видеокамер: на обычном или антивандальном кронштейне, на стене, на потолке, в углу, на мачте, на поворотных устройствах (движение видеокамер лишь в одной плоскости), на пространственных кронштейнах (движение видеокамер в горизонтальной и вертикальной плоскостях), с перемещением по рельсам, с автоматическим обзорным режимом (в этом случае камера постоянно поворачивается по горизонтали между двумя заданными заранее точками, осматривая участок территории в определенном секторе).

Управляемая камера позволяет увеличить на весь экран отдельный объект (или субъект), с ее помощью можно обозревать горизонт, можно сконцентрироваться на входной двери. Очень полезным свойством управляемой камеры является возможность автоматической установки в предварительно запрограммированное положение.

Конструктивное исполнение управляемой камеры бывает разным. Классическая конструкция - это стандартная камера с объективом-трансфокатором (объективы с переменным фокусным расстоянием, автоматической наводкой на резкость), установленная на двухкоординатной поворотной турели. Современные интегральные камеры имеют отбалансированную комбинацию камеры и объектива в карданном подвесе внутри шарообразного кожуха. В этом случае удается добиться более высокой скорости поворота (до 360° в секунду), а также снизить цену за счет объединения всех функциональных узлов в одном корпусе.

На практике наблюдение может вестись на разных расстояниях, от нескольких единиц до сотен метров. А вот определению фокусного расстояния объектива для видеокамеры очень часто не придают большого значения.

С объективами с фокусным расстоянием среднего диапазона легко и удобно работать, если устраивают и масштаб, и поле зрения. Широкоугольный объектив позволяет обозревать большую площадь. Но его недостатком будет являться высокая неравномерность освещенности по полю зрения. В центре картинка будет четкой, а по краям четкость теряется. Такие объективы имеют значительные бочкообразные искажения изображения. При применении широкоугольных объективов для наружного наблюдения можно столкнуться с ограничением поля зрения входным окном кожуха. На практике при правильной установке видеокамеры вполне достаточно угла поля зрения не более 70°.

Для наблюдения за удаленными объектами применяют длиннофокусные объективы(фокусное расстояние больше 120 мм). Они имеют большую чувствительность к точности фокусировки. Камеры с такими объективами надлежит ставить на массивные основания для исключения механических и ветровых вибраций, которые проявляются в дрожании изображения. На качество изображения начинают влиять условия метеорологической видимости (дымка, осадки) и даже флуктуации слоев нагретого воздуха. Длиннофокусные объективы вносят перспективные искажения, обратные широкоугольным, наблюдаемое пространство как бы сжимается вдоль визирной оси.

Неправильная фокусировка объектива обычно вскрывается уже после монтажа видеокамеры и проявляется в сумерках или в ночное время. Плохо выполненная фокусировка - самая распространенная погрешность в регулировке видеокамер.

Операцию фокусировки проводят с принудительно открытой диафрагмой, а регулировка чувствительности видеокамеры (обеспечивающей воспроизведение номинального по контрасту изображения на мониторе при достаточно высокой освещенности на объекте) производится автоматической системой установки необходимого времени экспонирования электронным затвором ПЗС-сенсора.

Уличные камеры обычно помещают в защитные кожухи, и настройка фокусировки на месте установки становится проблематичной. С другой стороны, уличные видеокамеры обычно имеют настройку фокусировки на бесконечность. Это позволяет произвести предварительную настройку фокусировки в лабораторных условиях.

Объективы с переменным фокусным расстоянием следует настраивать при двух крайних значениях фокусного расстояния последовательно, добиваясь максимального разрешения в обоих положениях фокуса. В заключение регулировки необходимо удостовериться, что в промежуточных положениях значений фокуса фокусировка сохраняется.

Способы передачи видеосигнала

Способ передачи видеосигнала и управляющих сигналов от видеокамеры определяется расстоянием между управляющим и управляемым устройствами и может реализовываться различными способами.

Коаксиальный кабель - наиболее широко применяемое коммуникационное средство. Рекомендуется использовать для передачи сигнала кабели с волновым сопротивлением 75 Ом. Кабели хорошего качества позволяют передавать видеосигнал на расстояние до 500 м без заметных потерь качества изображения. Следует выбирать кабель с двойной экранировкой, обеспечивающий степень подавления помех не менее 60 дБ. Не допускается прокладывать коаксиальные кабели и высоковольтные кабели сети питания вместе в одном коробе или трубе.

Связь на больших расстояниях (до 2500 м) осуществляется с помощью витой пары. Хотя такой кабель дешевле коаксиального, у него есть недостаток: для каждого видеозвена требуются передатчик и приемник сигнала.

Оптоволоконные линии связи. Низкие потери при передаче и широкая полоса пропускания оптического волокна позволяют одновременно передавать по одному оптоволоконному кабелю высококачественное видеоизображение, звук и цифровые данные. Оптоволоконные линии невосприимчивы к помехам и наводкам, не стареют с течением времени. Дальность действия таких систем видеонаблюдения (как и при трансляции по телефонным линиям) практически не ограничена. При длине линии связи больше 500 метров применение видеосистем с оптоволоконными линиями может быть оправдано уже и с точки зрения затрат.

Для достижения двунаправленной передачи по одному волокну, не создающей взаимных помех, необходимо, чтобы передатчики на разных концах волокна работали на разных длинах волн (например, 850 нм и 1300 нм). Современные технологии проектирования и прокладки оптоволокна во многих случаях позволяют наращивать количество волокон в сети без применения операций сварки волокон и монтажа муфт.

Беспроводные каналы связи подвержены влиянию погоды, требуют многочисленных согласований, однако не требуют прокладки кабелей и потому нередко дешевле, а иногда являются единственно возможным вариантом.

Дальность связи по радиоканалу может составлять несколько километров. При передаче сигнала по радиоканалу видеокамеру подсоединяют к передатчику дециметрового диапазона, и сигнал передается на обычный телевизор.

Принцип действия инфракрасных систем передачи видеосигнала основан на преобразовании сигнала видеокамеры ИК-передатчиком в модулированное излучение ближнего инфракрасного диапазона. Передатчик выдает сигнал в виде узкого луча. Дальность связи этих систем достигает 2 км. Однако ИК-системы связи достаточно дорогостоящие, к тому же они имеют слабую помехозащищенность (от дыма, дождя, тумана, пыли и др.). Эти каналы связи пока не получили широкого распространения.

Организации, пользующиеся беспроводными каналами связи охранного видеоконтроля, всегда подвержены опасности перехвата сигнала злоумышленниками и (или) блокирования несущей частоты («атака на отказ»). Для успешного нападения «на отказ» необходимо лишь устройство, ведущее передачу на той же частоте, с большей мощностью. Также легко выполнить перехват сигнала с помощью частотного сканера.

Самым современным является применение беспроводного оборудования передачи данных на базе протокола 802.11.

Регистрация видеоинформации

Проблемы эффективного функционирования систем видеонаблюдения заключаются в достоинствах этих же систем - это большой объем регистрируемой информации. Человек может одновременно отслеживать изменения, проистекающие в поле его зрения, с 1-2 видеокамер. Вследствие этого с ростом количества видеокамер должна расти степень автоматизации обработки информации и управления системой наблюдения. Отсюда следует повышение стоимости оборудования. Поэтому при проектировании системы видеонаблюдения необходимо стремиться сократить количество поступающей к оператору информации. Считается, что сбалансированное количество мониторов и камер - в среднем один монитор на каждые четыре камеры.

Правильное выполнение задачи видеоконтроля во многом обусловливается не только характеристиками монитора (черно-белый или цветной, величина диагонали и др.), но и физиологическими особенностями оператора. Оценка этих параметров определяет количество мониторов и места их расположения.

Выбор видеомониторов определяется их количеством, величиной диагонали мониторов и разрешающей способностью.

Рекомендуется выбирать размеры экранов по диагонали от 9 до 12 дюймов (от 23 до 31 см). Выбирать монитор по разрешающей способности следует таким образом, чтобы она была выше, чем у применяемых видеокамер. Обычно цветную камеру используют в паре с цветным монитором, но черно-белые мониторы имеют разрешение приблизительно в два раза выше, чем цветные.

Замена видеомонитора обычным телевизионным приемником недопустима из-за того, что его технические характеристики (надежность при частом переключении кадров, круглосуточной работе) должны быть намного выше, чем у обычных телевизоров. Кроме этого, многие специальные видеомониторы снабжены встроенными устройствами для приема сигналов от нескольких камер - видеокоммутаторами.

Все мониторы на посту охраны устанавливаются в обеспечивающую максимально удобный обзор специальную стойку перед столом оператора. Рекомендуемое расстояние между наблюдателем и монитором следует выбирать не менее пяти диагоналей монитора.

В информационном поле рабочего поста наблюдателя можно выделить три области:

1) угол обзора ±15°. В этой области, как правило, размещается от 4 до 9 мониторов. Здесь устанавливают очень часто используемые мониторы, требующие быстрой и точной реакции на изменение обстановки. На эти мониторы выводят видеокамеры, расположенные в особо важных зонах;

2) угол обзора ±30°. В этой области размещаются 12-27 мониторов. Здесь размещают часто применяемые мониторы (к примеру, с целью различения);

3) угол обзора ±60°. В эту область помещают редко применяемые мониторы (подключаемые вручную или по тревоге).

Рекомендуется располагать мониторы на одинаковом удалении от оператора (по сферической поверхности). Наблюдателю почти невозможно анализировать изображения с нескольких мониторов одномоментно. Вследствие этого для одного оператора не рекомендуется ставить более четырех мониторов. Специалисты советуют внимательно наблюдать за одним монитором, а на остальные переключать внимание при возникновении нештатных ситуаций.

Проблема большого количества мониторов решается с помощью переключателя (коммутатора). Используемые в системах видеонаблюдения коммутаторы (свитчеры) могут быть последовательного действия, матричные, с разным количеством входов и выходов, с возможностью программирования. При помощи переключателя на одном мониторе можно показать изображение с любой камеры. Можно включить автоматический режим переключения камер по очереди.

Переключатели бывают самые разные - от чисто механических, с двумя-тремя кнопками выбора камеры, до сложнейших матричных коммутаторов, позволяющих управлять выводом нескольких сотен камер на несколько десятков мониторов, процессом записи видеоинформации и выполнящих другие важные функции.

В большинстве сложных систем видеонаблюдения предусмотрены такие состояния тревожного сигнала, которые способны захватывать активный монитор. Существуют разнообразные автоматические видеодетекторы движения. Простейшие из них - аналоговые - реагируют на любое изменение яркости в любой или заданной точке на экране. Цифровые анализируют размер, скорость и направление движения объекта. Самые совершенные детекторы могут применяться при обработке информации от уличных камер. Важно, чтобы они могли отсеивать помехи (типа дождя, снега, сетевых наводок и т. д.), проводить анализ оставленных предметов (внесенных, вынесенных и проч.), что очень актуально в сегодняшнем мире тотального воровства и угрозы терроризма. Также коммутаторы и квадраторы обычно имеют входы для подключения охранных датчиков движения по количеству камер. Далее активируется автоматический вызов к мониторам и (или) запускается автоматическая запись видеорегистратором.

Другой вариант решения проблемы большого количества мониторов - совмещение с помощью цифровых приборов на одном экране одновременно нескольких изображений, обычно 4, но иногда и до 16. Наиболее распространены устройства для деления экрана на четыре части, так называемые квадраторы. Цифровой квадратор является устройством обработки изображения, обычно имеет множество дополнительных функций, в частности стоп-кадр, в том числе и автоматический - при пропадании видеосигнала (так называемый «предсмертный взгляд» - камеру уже разбили, а на экране монитора все еще виден злоумышленник). Следует отметить то, что применение квадратора в режиме постоянного деления экрана просто нерентабельно. Важно знать, что один квадратор и большой монитор стоят дороже четырех маленьких мониторов.

Видеомагнитофоны могут различаться стандартом записи, режимом записи (запись в реальном масштабе времени, уплотненная запись, запись с пропуском кадров («time-lapse»), разрешением, возможностью воспроизведения во время записи, наличием обратной перемотки и способностью вести новую запись поверх прежней. В зависимости от модели видеомагнитофоны могут иметь дополнительные функции: активизацию по сигналу тревоги; покадровый просмотр; генератор времени и дат; запись звука; поисковую систему.

Чтобы обеспечить восприятие изображения движущегося объекта, необходимо записывать хотя бы 7 кадров в секунду. Чтобы минимизировать требования к емкости хранения, систему следует запрограммировать так, чтобы частота записи изображения повышалась при регистрации движения. Наиболее часто применяются видеомагнитофоны класса TLVR (с задержкой времени). Они позволяют записывать до 960 ч на одну стандартную VHS-кассету или один кадр в 13 с.

Часто встречаются ситуации, когда в системе видеомониторинга комбинированно используются как цветные, так и черно-белые видеокамеры. В этом случае в системах хранения информации с видеомагнитофоном требуется установка всего комплекта оборудования, работающего с цветным изображением, что влечет за собой значительное (примерно в два раза) увеличение цены.

Сейчас активно применяются цифровые устройства видеозаписи (микропроцессорные видеорегистраторы). Такие системы имеют целый ряд достоинств: улучшенный поиск, удобство работы с архивом, удобство обработки видеоматериала, хранение результатов проделанной работы, простота обслуживания. Но самым главным преимуществом этих устройств являются скорость и количество записываемой информации.

Устройство цифровой видеозаписи не является совершенным устройством для решения разных проблем видеонаблюдения. К недостаткам цифровых устройств можно отнести некоторое снижение качества изображения при сжатии записи для хранения, плохое аудиоразрешение, никакой гарантии беспрерывности видеозаписи, сложность использования записи в качестве доказательства (улики).

Но и видеомагнитофоны тоже имеют свои слабые стороны. Например, для записи, полученной при применении аналогового видеонаблюдения с 16-канального мультиплексора с записью в 24-часовом режиме на time-lapse видеомагнитофона, перерыв между соседними изображениями с каждой камеры составит более двух с половиной секунд (это огромный промежуток времени). В такой ситуации можно предусмотреть возможность применения цифрового видеорегистратора, позволяющего использовать разную частоту записи для разных видеокамер.

Видеомультиплексор - цифровой прибор, который обеспечивает запись с временным уплотнением (кадр от одной камеры, кадр от второй и т. д.) на устройство записи видеосигнала. Такой подход позволяет с высоким качеством записать 16 (у некоторых фирм до 32) камер на одну магнитную ленту, жесткий диск, съемный CD- или DVD-диск. При этом мультиплексор позволяет выводить на монитор как все камеры сразу, так и последовательно, одну за другой.

При выборе системы видеонаблюдения необходимо сопоставлять реальные (25 кадров в секунду по отображению) и мультиплексированные видеоканалы. Технически из любого канала «реального видео» можно получить любое число мультиплексированных, но все они будут уступать в параметрах записи и отображения. Чем больше мультиплексированных каналов на одном реальном, тем меньше скорость отображения и записи. Следовательно, если одна система имеет 20 видеоканалов, только 2 из которых - «реальное видео», а другая за эту же цену - 6 мультиплексированных каналов и 3 реальных, то вторая система будет иметь большие возможности.

Очень часто заказчиком ставится задача «видеть все по максимуму и все писать на магнитофон». На объекте размещают видеокамеры, обозревающие все на свете, объективы устанавливаются самые широкоугольные, и при этом 32 камеры через мультиплексор записываются на спецвидеомагнитофон с длительной (960 ч) записью. В результате оказывается, что реально полезные кадры зафиксированы лишь от одной камеры перед входной дверью, но и на этих кадрах различить лицо человека можно только тогда, когда он приблизился вплотную, а запись в описанном режиме составляет один кадр в 5 мин.

При выборе контрольного оборудования следует обращать внимание на количество видеовходов. Оно должно соответствовать общему количеству видеокамер (лучше превышать для возможного расширения системы видеоконтроля в будущем). Число видеовыходов должно быть не меньше (лучше больше) общего количества мониторов, видеомагнитофонов и др.

Контрольное оборудование должно обеспечивать возможность обработки информации со всех или некоторых видеокамер (выявление движения в зоне контроля, наложение на видеосигнал служебной информации и т. д.). Возможность управлять камерами, размещенными на поворотных устройствах или обладающими объективами с трансфокаторами. Синхронизировать работу всех элементов системы видеонаблюдения.

Для хранения записанной видеоинформации необходимо предусмотреть создание видеоархива. Организуя видеоархив, необходимо определить, какие устройства хранения информации будут использоваться (магнитная лента, жесткие диски, и т. д.), длительность хранения информации, правила уничтожения устаревшей информации и носителей, безопасность архива.

Оборудование для записи и архивирования желательно размещать в специальных видеосейфах.

Видеокассеты должны отвечать довольно высоким требованиям, которые определяются жесткими условиями эксплуатации и многократной перезаписи.

Современные программы работы с архивом позволяют производить сортировку и поиск по времени, дате и (или) тревоге. Дополнительными возможностями этих программ могут быть ограничение доступа к архиву и автоматизация перехода к просмотру изображения с другой камеры. Наиболее популярными способами поиска являются:

предоставление списка фрагментов с обозначением времени (даты, длительности);

графическое масштабируемое представление всего интервала времени работы системы с обозначением активности (осуществления записей в архив).

Сейчас уже нет необходимости говорить о преимуществах цифровой системы видеонаблюдения (ССТV) перед аналоговыми (хотя и у цифровых систем есть множество проблем и нерешенных задач). Это простота и долговременность хранения записи, быстрый доступ к записи из архива, передача видеоинформации по локальным и глобальным вычислительным сетям, обработка кадров по различным алгоритмам фильтрации и повышение качества изображения с последующей распечаткой на обычном принтере. Основное отличие компьютерных систем состоит в том, что они не только записывают, но и анализируют информацию. В сетевых системах цифровые сети используются для передачи видео и других данных к хранилищу и монитору. Начиная с некоего уровня сложности системы охранного видеоконтроля, цифровые системы оказываются экономически выгоднее аналоговых.

Цифровые системы видеонаблюдения

Цифровые системы видеонаблюдения подразделяют на построенные на базе компьютера и некомпьютерные.

В понятие DVR (цифровая видеозапись) включают все устройства, работающие на базе компьютера, просто платы или иных устройств для оцифровки и (или) компрессии видеозаписи в комплекте с программным обеспечением. DVR, основанные на базе компьютера, значительно более функциональны, чем некомпьютерные.

Система на базе компьютера легко наращивается, модифицируется и в большинстве случаев имеет более широкие возможности по управлению и настройкам. видеонаблюдение охрана видеосигнал

Некомпьютерные устройства обычно имеют количество входов, кратное 4. Четыре видеовхода имеет самая популярная модель. Менее популярны 16-входовые устройства, реже встречаются 8-, 9- или 10-входовые. В компьютерных системах можно поставить DVR на произвольное количество каналов, обычно 2, 4, 8, 16, есть возможность расширения по количеству входов.

Большинство некомпьютерных цифровых устройств не имеют аудиовходов (некоторые имеют 1-2 аудиовхода). Компьютер в большинстве случаев имеет один аудиовход (некоторые имеют на плате до 4 аудиовходов). К малокадровым системам обычно предлагается дополнительная аудиоподсистема или аудиоплата.

Сжатие файлов для хранения в памяти обычно очень важно, как и минимизация размера самого устройства для хранения, что отражается на его стоимости и физических показателях. Но важнее способность дальнейшего использования сжатого файла позже, в другое время. Обычно чем больше компрессия (сжатие), тем хуже качество такого изображения при просмотре.

Все недорогие некомпьютерные DVR используют для компрессии стандарт MPEG. В более дорогих устройствах встречаются МРЕG2 или МРЕG4. Самым качественным на данный момент является стандарт Wavelet без межкадрового сжатия (в этом случае поток на запись в реальном времени может достигать трех мегабайт). МРЕG4 же в большинстве случаев обеспечивает отличное качество видеонаблюдения и значительно более низкую стоимость хранения информации. В некомпьютерных устройствах не стоит ожидать многого от детектора движения. В компьютерных системах существует возможность проводить работу с архивами без прерывания записи текущих событий (табл. 5).



Таблица 5

Сравнение классов цифровых систем видеонаблюдения

Размещение систем видеонаблюдения на объекте

Многообразие помещений и территорий не позволяет дать однозначные рекомендации по размещению видеокамер на объекте (комната, коридор, лестница, периметр и др.). Для наблюдения узких и длинных участков потребуется камера с углом обзора объектива от 15° до 30°. Объектив с ручной (фиксированной) диафрагмой не позволит получить необходимую глубину резкости. Для наблюдения за обширной территорией необходимо установить объектив с углом обзора от 60° до 90° (можно и с фиксированной диафрагмой). При углах обзора более 90° появляются сильные геометрические искажения изображения.

При наблюдении за внутренними помещениями следует предусмотреть решение следующих задач. Необходимо установить наблюдение за всеми проемами (окна, двери) помещения, контроль за входной дверью, общее наблюдение за текущей обстановкой в помещении. В общем случае эти задачи решаются установкой двух видеокамер. Первая камера - с широким углом зрения, охватывающая всю площадь помещения на поворотном устройстве, оборудованная объективом с трансфокатором и имеющая предустановки на окна и двери. Вторая, с малым углом зрения и высоким разрешением, - для контроля всех входящих в помещение через дверь.

Для контроля коридоров необходимо наблюдение за всеми лицами, входящими в коридор, что решается установкой одной видеокамеры, оборудованной объективом с трансфокатором. Для идентификации входящих в торцевую дверь используют камеру высокого разрешения.

Лестничные пролеты лучше всего контролировать двумя видеокамерами, направленными соответственно вверх и вниз по лестнице и расположенными под потолком. Выше второго этажа устанавливать видеокамеры нецелесообразно.

Системы охраны периметра предназначены для обнаружения нарушителя еще до того, как он проник на охраняемую территорию или в защищаемое помещение. Для наблюдения периметра и открытых площадок их разбивают на контролируемые зоны. Обязательно выделяют полосу отторжения (около 1,5 м), в которой не должны находиться посторонние предметы (деревья, кустарники, высокая трава и др.). Целесообразно применение камеры на поворотном устройстве совместно с трансфокатором. Чувствительность уличной видеокамеры должна быть не ниже 0,1 лк. При этом необходимо, чтобы наблюдаемая территория имела дополнительную подсветку в виде уличных фонарей или специальных (при необходимости - инфракрасных) прожекторов. Минимальное фокусное расстояние выбирают исходя из условия уменьшения «мертвой зоны» под видеокамерой, а максимальное - так, чтобы обеспечить необходимое и достаточное поле обзора видеокамеры. На въезде на стоянку автотранспорта следует применять дежурное освещение, компенсирующее свет фар, или использовать камеру с функцией «инверсия белого».

Для круглосуточного наблюдения необходимо обеспечить подсветку охраняемой территории. Дежурное освещение предназначено для постоянного, непрерывного использования во внерабочие часы, в вечернее и ночное время, как на открытой территории объекта, так и внутри помещений. Тревожное освещение используется при возникновении чрезвычайных ситуаций. Дополнительный источник света должен быть направлен на участок, с которого поступил сигнал тревоги. Также может использоваться инфракрасное освещение объекта, на такое освещение человеческий глаз не реагирует, а система наблюдения будет фиксировать все события. Важно, чтобы подсветка объекта в рамках кадра была равномерной, в противном случае будут плохо «проработаны» малоконтрастные детали изображения объекта. Поэтому при организации подсветки надлежит уделить особое внимание выбору количества осветителей и их расположению.

Следует учитывать, что видеокамера, имеющая чувствительность не ниже 0,5 лк, может обеспечить круглосуточное наблюдение объекта (в том числе и в летнее время в ясные лунные ночи). В зимние короткие дни камера обеспечивает работоспособность системы видеонаблюдения в течение шести часов. В остальное время необходима подсветка объекта наблюдения. Повышение чувствительности камеры с типичной ПЗС на порядок (с 0,5 до 0,05 лк) увеличивает время работоспособности системы в этот период года всего на 16 минут. Поэтому необходимо определить, что более приемлемо - грубая видеокамера с мощной прожекторной подсветкой (что уже отпугнет потенциальных преступников, в основном непрофессионалов), или видеокамера высокой чувствительности со слабой подсветкой, малозаметной для желающих проникнуть на объект.

При видеонаблюдении скрытыми камерами в условиях малой освещенности появляется необходимость в скрытой инфракрасной подсветке. Использование явной ИК-подсветки нивелирует идею скрытого видеонаблюдения и позволяет намеренно вывести оборудование и (или) цепей питания видеокамеры и подсветки из строя.

Для скрытой подсветки возможно использование инфракрасных светодиодов, закамуфлированных под болт, шпильку, пластину, лампу и т. п. Но для достижения одинаковой дальности освещения скрытый ИК-прожектор должен быть на порядок мощнее обычного инфракрасного. При такой подсветке происходят расфокусировка и искажение изображения из-за изменения диапазона, в котором работает видеокамера. От этого эффекта можно избавиться, перефокусировав объективы камер «под инфракрасный свет», но тогда изображение «размажется» при дневном свете. Обычно принимается компромиссное решение, и объектив настраивается на среднее положение. Применяются видеокамеры двойного режима - цветные днем, черно-белые ночью с ИК-освещением. Камеры двойного режима могут содержать две переключаемые ПЗС-матрицы или одну ПЗС-матрицу с цепью цифрового переключения.

Сегодня на рынке имеются небольшие приборы, совмещающие функции видеокамеры, детектора движения и цифрового устройства записи, размещенных в корпусе инфракрасного датчика движения. Таким образом, одно устройство заменяет целую систему видеонаблюдения и избавляет от трудоемкого монтажа. Этот прибор производит автоматическую запись события на карту памяти при поступлении тревожных сигналов со встроенного детектора движения (инфракрасного или видеодетектора) или с внешних охранных датчиков. Цифровая технология съемки позволяет записать не только происходящее после тревожного срабатывания, но и сохранить в памяти кадр, предшествующий наступлению тревожного события. Кадры сохраняются на съемной энергонезависимой карте памяти и могут быть потом перенесены в персональный или карманный компьютер для последующего просмотра и анализа.

Особенно эффективно охранное видеонаблюдение при построении систем охраны протяженных периметров. Большие расстояния и высокая степень вероятности ложных срабатываний традиционных систем защиты периметра не лучшим образом сказывается на эффективности работы службы безопасности объекта. Системы охранного видеонаблюдения могут использоваться и в интересах других служб предприятия или организации. Например, пооперационный контроль какого-либо технологического процесса выполняет задачи контроля качества и одновременно учета и предотвращения хищений.

Обязательно следует предусмотреть возможность «наращивания» системы видеонаблюдения. Для этого в системе необходимо наличие свободных входов для видекамер; свободных выходов для мониторов, устройств записи информации; интеграции с системами сигнализации, контроля и управления доступом.

Рекомендуется сохранять резервную копию конфигурации системы на компакт-диске и хранить его в доступном месте.

Одним из наиболее распространенных технических средств защиты является охранное телевидение, которое активно используется в СБ самого широкого круга государственных и коммерческих объектов. Его главным привлекательным качеством является возможность не только фиксировать нарушение режима охраны объекта, но и визуально контролировать обстановку. Целью правильно спроектированной телевизионной системы

является предоставление возможности оценить обстановку в контролируемых зонах в реальном масштабе времени, снизить время реакции на нештатную ситуацию и обеспечить принятие наиболее целесообразных мер защиты и противодействия возникшим угрозам.

В отечественной и зарубежной практике систему охранного телевидения иногда называют по-другому - замкнутая (закрытая) видеоаппаратура (Closed Circuit Video equipment, сокращенно CCVE).

Термин «замкнутое-закрытое» показывает отличие от обычного вещательного телевидения, с помощью которого можно принимать разнообразные телепрограммы, настраиваясь на различные передающие каналы. В системе же охранного телевидения на экране монитора принимается только определенное изображение от одной или нескольких

видеокамер, установленных в известном месте. Кроме оператора, никто не может наблюдать эти изображения, поэтому такую систему и называют закрытой или замкнутой.

Система охранная телевизионная (СОТ) - это телевизионная система замкнутого типа, предназначенная для получения телевизионных изображений с охраняемого объекта в целях обеспечения противокриминальной защиты [12].

Использование СОТ в составе ИСБ позволяет существенно повысить эффективность охраны в целом, снизить численность обслуживающего СБ персонала и затраты на обеспечение безопасности объекта, организовать круглосуточный автоматический видеоконтроль за ситуацией, создать видеоархивы; в случае получения сигнала о нарушении достоверно классифицировать факт проникновения или ложные срабатывания средств ОПС, определить характер нарушения, место нарушения, направление движения нарушителя и принять необходимые меры; повысить комфортность работы как администрации, так и служб безопасности объекта.

Поэтому применение СОТ в составе ИСБ или в дополнение к системе охранной сигнализации является обязательным [19, 37]. СОТ, интегрированные в состав ИСБ, должны строиться на основе цифровых и компьютерных технологий (цифровые СОТ), а также специализированных цифровых устройств обработки видеоинформации.

Назначение и состав СОТ

Прямое видеонаблюдение должно осуществляться в непрерывном режиме с выводом видеоизображения на видеомонитор (видеомониторы) операторов отдельного поста видеонаблюдения (не более четырех изображений от видеокамер на один монитор - для непрерывного наблюдения одним оператором). На практике прямое видеонаблюдение

осуществляется периодически в качестве отклика на вызвавшую его угрозу или для проверки состояния удаленного объекта. Различают четыре основные возможности просмотра видеоинформации:

1. Локальное наблюдение непосредственно с выхода устройств видеозаписи или сервера - применяется для мониторинга территории небольших объектов (в розничной торговле, банках и на предприятиях малого бизнеса).

2. Удаленное наблюдение с помощью ПК - для просмотра прямого или записанного видеоизображения используется ПК с установленным специальным приложением к клиентскому ПО или веб-браузером.

3. Мобильное наблюдение позволяет охраннику, находящемуся на территории объекта, мгновенно проверить, что отображает видеонаблюдение. Мобильное наблюдение имеет большой потенциал в плане обеспечения оперативной и слаженной работы групп быстрого реагирования и мобильной охраны.

4. Видеостена - это идеальное решение для больших ситуационных центров, имеющих для просмотра сотни и тысячи видеокамер. Видеостена образует очень большой экран, что позволяет осуществлять наблюдение сразу группе людей. Это особенно важно при чрезвычайных ситуациях.

Видеостена имеет возможность переключения между видеокамерами, а также автоматической демонстрации изображения от тех видеокамер, где произошла тревога.__

Для видеоверификации тревог видеоизображение должно выводиться на видеомонитор по сигналу тревоги от извещателя охранной сигнализации, который логически связан с конкретной видеокамерой. Видеокамеры могут также включаться по сигналу видеодетектора движения (аппаратного устройства или программно реализованного в составе АРМ СОТ).

Автоматическая запись видеоинформации в архив может производиться непрерывно, периодически по расписанию, по срабатыванию извещателей, по срабатыванию видеодетектора СОТ.

Технические средства архивации должны обеспечивать хранение необходимых объемов видеоинформации в течение времени, которое задается условиями и режимом охраны объекта. Рекомендуемое время хранения архива не менее 15 суток.

Типовой состав СОТ (рис.5.1) содержит видеокамеры, количество которых определяется задачами, возложенными на видеосистему, каналов передачи видеосигнала от каждой видеокамеры до устройств обработки и хранения и видеомониторов как устройств отображения видеоинформации.

Основные аппаратно-технические и программные средства СОТ по

функциональному назначению подразделяют на [12, 19]:

? источники видеосигнала (видеокамеры с объективами);

? устройства аналого-цифрового преобразования видеосигнала;

? устройства коммутации и передачи видеосигнала (УКВС);

? устройства видеозаписи, цифровые видеорегистраторы;

? устройства вывода видеоизображения (видеомониторы);

? устройства приема и обработки видеоданных для цифровых СОТ (платы видеоввода, видеосерверы, ПО АРМ в цифровых СОТ).

Дополнительно в состав СОТ должны входить: блоки питания, коммутационное оборудование, аппаратура передачи видеосигнала по различным каналам, устройства крепления и поворота видеокамер, кожухи для видеокамер, средства освещения и инфракрасной подсветки и другое оборудование, необходимое для обеспечения работоспособности СОТ.

Конструктивно системы охранного телевидения должны строиться по модульному принципу и обеспечивать выполнение следующих функций в процессе эксплуатации и технического обслуживания [40]:

- взаимозаменяемость сменных однотипных технических средств;

- удобство технического обслуживания, ремонта и эксплуатации;

- исключение несанкционированного доступа к элементам управления;

- санкционированный доступ ко всем элементам, узлам и блокам, требующим регулирования, обслуживания или замены в процессе эксплуатации.



Источники видеосигнала (видеокамеры)

Видеокамера представляет собой оптико-электронное устройство, которое преобразует оптическое изображение наблюдаемого объекта в электрический видеосигнал определенного стандарта (набора требований к структуре и характеру составляющих видеосигнала, позволяющего стандартизировать процесс приема/передачи видеоизображений) [12, 26].

Видеокамера является важнейшим элементом СОТ, так как именно с нее в систему поступает первичная информация об объекте и именно ее характеристиками определяется качество изображения в целом.

Видеокамера представляет собой электронную плату, на которой размещен чувствительный элемент (сенсор), и объектив. В зависимости от конструктивного исполнения, технических характеристик и условий эксплуатации видеокамеры подразделяют на: корпусные и бескорпусные;

черно-белого и цветного изображения; обычной и повышенной чувствительности; обычного и высокого разрешения; для внутреннего и наружного наблюдения; для скрытого наблюдения.

Эффективность СОТ достигается размещением видеокамер в критических зонах с использованием двух основных принципов:

? наблюдение точек прохода (двери, коридоры, проезды);

? наблюдение за наиболее ценным.

Точками прохода являются зоны, через которые люди и транспорт должны пройти для попадания в определенные области. Размещение камер в точках прохода является экономически оправданным способом фиксации всех, кто попадает на охраняемый объект.

Ценными являются специфические объекты, которые требуют повышенного уровня безопасности, и значимость которых определяется потребностями и приоритетами конкретного заказчика.

Примерами ценного являются такие физические объекты, как материальные ценности, области, где они размещаются; кроме того, это места, в которых осуществляются важные действия - например, зоны с кассовыми аппаратами, места парковок машин или приемные.