Аналіз та вибір обладнання для системи моніторингу дорожнього руху м. Львова до Євро 2012

-Автоматичне  регулювання посилення 

 
Режим автоматичного регулювання  посилення дозволяє виробляти безперервну  зйомку при всіх рівнях освітленості без необхідності перемикати посилення або застосовувати відповідні фільтри і володіє також такими чудовими властивостями, як пріоритетність апертури.  
Вона полягає в тому, що після того, як вручну встановлена діафрагма,для отримання бажаної глибини різкості, система автоматично встановлює необхідний рівень відеосигналу. Hаприклад, коли знімаються темні об'єкти, після того, як діафрагма повністю відкрилася, посилення буде збільшено автоматично, щоб досягти необхідного рівня відеосигналу.  
Автоматичне регулювання посилення дозволяє підвищити різкість зображення у разі великої освітленності сцени, причому в сукупності з функцією автоматичної діафрагми це дає можливість розширити динамічний діапазон без обмеження сигналу.  
Завдяки режиму АРУ є можливість здійснювати безперервну автоматичну зйомку від темних до яскравих планів без переривання зображень.  

- Електронний  затвор 

 
Структура матриці типу HAD дозволила  застосувати електронний затвор з функцією змінного часу експозиції. Це дає можливість знімати камерою  швидкоплинні динамічні процеси  і об'єкти, а це і є період відкриття  електронного затвора. Змінюючи величину періоду відкривання затвора, змінюють час ефективної експозиції при зйомці. В телекамери Sony час експозиції змінюється аж до значення 1/100000 с.

Удосконалення електронного затвора в матриці ПЗС типу HAD дозволило створити так званий растр. Растр означає зниження і навіть повне усунення перешкод у вигляді переміщення у вертикальному напрямку по екрану смуг  (т. зв. чорний шум) при зйомці.

  
- Автоматична установка балансу білого

 
Ця функція корисна, коли в оператора немає часу для установки камери в режим зйомки. Автоматична установка балансу білого полягає в підборі посилення в каналах червоного та синього кольору (в кольорових відеокамерах) по відношенню до посилення зеленого. Ці регулювання здійснюються спочатку при виготовленні відеокамери.

Проте, в деяких умовах може виникнути необхідність їх зміни,що як правило, відбувається автоматично. Для цього досить направити відеокамеру на білий об'єкт, відрегулювати масштаб зображення так, щоб цей об'єкт займав не менше 80% його площі, після чого натисканням кнопки включити схему регулювання. У деяких моделях камер це регулювання можна виконати і в ручну.

 
-Гамма-корекція  
Гамма-корекція - розтягування відеосигналу в області чорного.  
У деяких моделях відеокамер є схема, що дозволяє збільшити число градацій у передачі півтонів чорного і сірого кольорів. Дія її фактично назад дії схеми стиснення контрастності, яка підвищує і поглиблює контрастність напівтонів у зображенні.  
При максимальному значенні коефіцієнта гамма-корекції (1,0) півтони виходять найбільш контрастними, "грубими" і "глибокими", а при мінімальному (0,4) –

Забезпечується  відтворення найбільш"ніжних" і "м'яких" напівтонів.

 

Камера Panasonic WV-CP220/222/224

. WV-CP220 (живлення від мережі)

. WV-CP222 (12В постійного  струму)

. WV-CP224 (24 В змінного струму)

. 1/3-дюймовая ПЗС-матриця  (512Н х 582V) з горизонтальною  чіткістю 330 твл з мікролінз на  кожному пікселі

. Чутливість 1,1 лк (F1, 2), 0,4 лк (F0, 75)

. Переключення чіткості  зображення: чітко/м'яко 

. Синхронізація: Gen Lock (зовн.), VD2, INT (внутріш.), LL

. Кріплення типу CS, використовуються  відеооб'єктивом/системи приводу  постійного струму 

. Автоматичні функції  ALC/ELC

   Системи телевізійного спостереження знаходять широке застосування в комплексному захисті об’єктів у державних структурах, правоохоронних органах, службах безпеки банків, комерційних установах, де вони використовуються для контролю доступу, у якості пошукових і оглядових засобів.

У найпростішому випадку телевізійна  система спостереження складається  з однієї або декількох камер, що передають зображення по коаксіальному  кабелю на один чи кілька моніторів. Але  така система не ефективна для  великих, або територіально розрізнених  підприємств. Тому, сьогодні тенденція веде усе більше й більше до установок, виконаними у виді комплексу системної техніки.

Більш складні системи можуть нараховувати десятки камер. Для керування ними використовуються кілька різних типів приладів: відеокомутатори, квадратори, мультиплексори, матричні комутатори. Вибір того чи іншого типу устаткування залежить від завдань охорони, кількості камер у системі і вимог, що накладаються на якість відеозапису і виведеного на екран зображення. В якості записуючого пристрою в аналогових системах використовується аналоговий відеомагнітофон і носій відеокасета, а для якісного запису зображення від декількох камер використовується мультиплексор.

В даний час цифрові системи  представляють реальну альтернативу аналоговим і мають переваги в  наданих можливостях обробки, запису і передачі (мережних можливостей) відеозображення. Такий перелом зв’язаний у першу чергу, із наступними факторами:

• падінням вартості збереження 1 Мбайта даних на жорстких дисках і інших носіях;
• доступність могутніх обчислювальних засобів і засобів передачі даних;
• розвиток апаратних і програмних засобів, орієнтованих на роботу з відеосигналами.

Сучасні системи в переважній більшості  випадків є “гібридними” .Це означає, що відеосигнал формується ПЗС-матрицею відео-камери в цифровому виді. Далі ця цифрова інформація перетвориться електро-нікою відеокамери в аналоговий сигнал (наприклад, у стандарт PAL), що надалі надходить на пристрій оцифровки, що перетворює його знову в цифрову форму. Оцифрований сигнал можна зберегти на жорсткому диску комп’ютера і/або передати його через інтерфейсний модуль, наприклад, у мережу Fast Ethernet.

Існують і цілком цифрові системи, що оперують винятково з відеоданими  в цифровій формі. Зокрема, така система  може бути побудована на основі мережної відеокамери з убудованим WEB-сервером, або цифрової відеокамери і сервера  на базі комп’ютера .

 

Рисунок 3.2- Найпростіша телевізійна система спостереження

Рисунок 3.3 - Аналогова система відеоспостереження  

 

Рисунок 3.4 - Гібридна (цифро-аналогова) система відеозапису і передачі відеосигналів  

 

Рисунок 3.5 – Цілком цифрова система відеозапису і передачі відеосигналів

 Такі системи можуть, активізуватися  по сигналу тривоги і передавати  через мережу відеосигнал з  невеликою передісторією на віддалений комп’ютер. Можлива і безупинна передача цифрового відеосигналу від такої системи в мережу Fast Ethernet.

Виникає вибір між гібридними цифро-аналоговими і цілком цифровими системами відеореєстрації. На користь гібридних систем виступає простота переходу на їхню експлуатацію. Користувачу при переході з аналогової системи, не треба змінювати уже встановлені на об’єкті камери, досить замінити лише пристрої відеозапису. Але присутні і недоліки, наприклад, потрібно додатково встановлювати пристрої передачі оцифрованого відеосигналу по комп’ютерній мережі. Цифровим системам такі додаткові пристрої не потрібні. Тому цифрові системи відеореєстрації і передачі відеосигналів мають привабливіший вигляд.

Важливим параметром відеокамери  є чутливість. Чутливість - мінімальна освітленість на об’єкті, при якій можна розрізнити перехід від чорного до білого, але іноді мають на увазі і мінімальну освітленість на матриці. Для кольорових телекамер характерна значно менша чутливість у порівнянні з чорно-білими і відсутність чутливості інфрачервоної частини спектра. З чутливістю тісно зв’язаний параметр "відношення сигнал/шум" (S/N). Цей параметр виміряється в децибелах

S/N=20´ log(<відеосигнал>/<шум>)

Кут огляду у великій мірі залежить від фокусної відстані. Чим менше фокусна відстань, тим більше кут огляду об’єктива, і навпаки. У системах теле-візійного зображення застосовують об’єктиви з фокусною відстанню від 2,8 мм (об’єктиви з широкими кутами огляду) до 12 мм (вузькоспрямовані об’єктиви).

Якщо заздалегідь знати габарити і віддалення об’єкта спостереження, то фокусну відстань можна розрахувати  по формулах :

, ,

де D - відстань до об’єкта;

f - фокусна відстань;

V і H - вертикальний і горизонтальний  розміри об’єктива;

v і h - розміри зображення об’єктива  на ПЗС - матриці.

         Відеоспостереження як таке:

В даний час невід'ємною частиною нашого життя стали системи безпеки самих різних видів і категорій. Необхідність встановлення відеокамер і датчиків, які підключаються до цифрових систем, оцінили не тільки підприємства та організації, а й пересічні громадяни.

Штучний інтелект забезпечує захист не тільки від злочинних посягань, а й пожеж. Відеоспостереження та сигналізація приносять довгоочікуваний спокій за власне життя та майно.

Особливою популярністю, як у населення, так і підприємств, користуються системи безпеки в комплексі. Тобто вони складаються з певної кількості підсистем, які між собою об'єднані в єдине ціле.

 
Ключовий з таких підсистем є система спостереження, яка іменується відеоспостереженням. Це одна із самих надійних і об'єктивних підсистем, оскільки саме зображення дає повну картину про подію, що відбулася, а значить і найбільш повно може вказати на потенційну загрозу. При цьому камери відеоспостереження можуть бути самих різних конструкцій. Крім звичайних відеокамер, які працюють тільки в спектрі, який зрозумілий людському оку, існують і відеокамери, які ведуть зйомку і в інфрачервоних променях. Це дає можливість засікти зловмисника не тільки при денному світлі, а й вночі - за відсутності такого.

Звичайне  відеоспостереження працює за наступною  схемою. Зображення, яке з'являється в камерах відеоспостереження, подається по проводах або спеціальним радіоканалам на централізований відеосервер. Потім інформація обробляється за допомогою спеціальних програм. Якщо система відеоспостереження професійна, то вона реагує на будь-який рух, саме малопомітне. Після цього подається сигнал тривоги, а сама картинка автоматично записується в архів. Існують навіть системи відеоспостереження, які піддаються модифікації на певні характеристики об'єктів у русі. Наприклад, система може бути байдужа до людей що проходять повз ворота організації, але подавати тривожний сигнал, якщо до об'єкта наближається машина. 
Що стосується обсягу записуваної пам'яті, то він має той ліміт, який встановлюють самі розробники системи безпеки. З зображенням при цьому можна виконати самі різні функції: витягти з архіву, переглянути, обробити спеціальними програмами при необхідності, настроїти потрібну чіткість, контрастність, і, нарешті, роздрукувати.

Ще одна з  «фішок» системи відеоспостереження - можливість контролю об'єкта на дистанції. Тобто замовник може дивитися за тим, що відбувається в будь-якому місці за допомогою стільникового телефону або ноутбука. 
Як правило, систему відеоспостереження встановлюють паралельно з системою контролю доступу (СКД). Така інтеграція забезпечує не тільки безпеку, але й контроль за роботою співробітників, а також безпекою приміщень, що охороняються. Для автоматичного блокування воріт, турнікетів і шлагбаумів використовуються спеціальні засоби управління, які включені в систему. Сигналізація і відеоспостереження, втім, не єдині системи безпеки, крім них встановлюються датчики пожежної та охоронної сигналізації. 
Зручність вищевказаних датчиків полягає в тому, що при автоматичній подачі сигналу тривоги на всіх моніторах висвічується зона лиха, а запис зображення включається також автоматично і відразу зберігається в архів. Така ж схема дії і у відеокамер при виявленні зловмисника.

Така система безпеки дозволяє не тільки оперативно відреагувати на інформацію, що з'явилася про загрозу і запобігти їй. Таким чином підприємству чи житловому приміщенню з такою технікою ніякі несподіванки не страшні.

   3.2. Система збору та обробки аудіо та відеоінформації.

 

Головний спосіб збору даних  є аудіозапис, і тому будь-які варіанти відносно фізичних можливостей мають робитися з урахуванням проведення магнітофонного запису.

Оскільки копії несуть основну  інформацію, яка отримується під час дослідження, важливо забезпечити високу якість записуваних даних. Ставитись до проблем запису, як до дратівливих ускладнень, що стоять на шляху «справжнього дослідження», — небезпечна позиція .

 Найкращий дослідницький проект і найцікавіші питання втрачають усіляке значення, якщо плівка виявилась чистою або, що ще більше дратує, якщо запис на ній нерозбірливий.

Проблема звукозапису вирішується  включенням до дослідницької команди спеціалістів, котрі добре знаються на аудіоапаратурі. В будь-якому випадку розумно мати при собі накопичувач інформації та свіжі батарейки.

Хоч відеозапис — і приваблива альтернатива аудіозапису, його можна порекомендувати для цієї мети лише в поодиноких випадках. Головною різницею між аудіо-та відеозаписами є факт вторгнення в особисте життя людини.

Системи цифрового стиснення аудіо  та відео потоків відбувається в в режимі реального часу. Апаратного або програмного забезпечення, який виконує стиснення називається кодек (кодер / декодер). Стиснення зі швидкістю до 1:500 може бути досягнута. У результаті цифровий потік 1 і 0 підрозділяється на помічені пакети, які потім передаються через цифрові мережі будь-то (як правило, ISDN або IP). Використання аудіо-модемів в лінії передачі дозволяють за використання POTS або Plain Old .

   Щоб забезпечити надійність  міста система повинна забезпечувати спільну роботу підсистем відеомоніторингу, оповіщення, інформаційної системи. При цьому обов'язковою є можливість як локального управління кожної з підсистем, так і можливість контролю та управління всією системою із загального центру. До складу системи обов'язково має входити глобальне сховище інформації. Крім того, система повинна забезпечувати оперативний зв'язок диспетчерських з усіма підрозділами.

Важливим  компонентом системи є використовувана  транспортна мережа (СПД). СПД, як правило, складається з наступних компонентів: 
 
 магістраль Gigabit Ethernet на базі волоконно-оптичних ліній зв'язку (ВОЛЗ); 
 сегменти бездротового відеоспостереження на базі технології WiMAX і WiFi. 
 
Вузли магістралі СПД на базі комутаторів Ethernet необхідно розміщувати в місцях розміщення базових станцій WiMAX і Wi-Fi: 
При плануванні СПД передбачається, що смуга пропускання, необхідна для передачі зображення з однієї відеокамери - приблизно 1,5 Мбіт / с (MPEG, 640х480, 12,5 кадрів). 
 
При цьому можуть бути використані наступні варіанти вирішення завдання бездротового відеоспостереження для прив'язки відеокамер до магістралі СПД: 
 
    Використання технології Wi-Fi (4 варіанти в різних діапазонах і з різними клієнтськими пристроями); 
    Використання технології WiMAX (IEEE 802.16d); 
 
Вибір може бути зроблений в залежності від поширеності тих чи інших мереж в місті. WiMAX забезпечує велику смугу пропускання сигналу, а також можливість створення мобільних додатків.