При выборе телекамеры желательно четко сформулировать основные требования к оборудованию. Вам необходимо цветное изображение или черно-белое? Важно ли для вас четко различать мелкие детали (лицо человека, номер машины) и на каком расстоянии? Где будет установлена телекамера — в помещении или на улице? Наиболее важными техническими параметрами телекамеры являются: — формат матрицы — разрешение — чувствительность Цветная или черно-белая система? Начнем по порядку. Определите — необходима ли Вам цветная система. В 95% случаев для целей охраны используют черно-белую систему наблюдения. Она в 2-3 раза дешевле цветной и для нее создано гораздо больше моделей оборудования. Цветное изображение может понадобиться только в особых случаях — наблюдение за игровыми столами казино, фиксация цвета автомашин и т. п. Среди цветных камер особое место занимают цифровые модели. В настоящее время они начали вытеснять своих аналоговых предшественников. В дальнейшем мы основное внимание будем уделять черно-белым системам наблюдения. Вы устанавливаете телекамеру в помещении или на улице? Для работы в помещении подходит практически любая телекамера. Если же Вы хотите наблюдать за ситуацией на улице, камеру необходимо поместить в термокожух или использовать специальные уличные камеры. Как подобрать камеру с необходимым разрешением (качеством) изображения? За качество изображения на мониторе отвечает разрешение камеры. Чем оно выше — тем лучше картинка. Все черно-белые телекамеры можно условно разделить на модели со средним разрешением (380-420 тв-линий) и высоким (550-570 тв-линий). Большинство систем теленаблюдения используют камеры со средним разрешением. Камеры с высоким разрешением желательно ставить: — на улице — там наблюдение ведется на больших расстояниях — в офисе, если необходимо получить четкое изображение лица человека — в других случаях, когда важно рассмотреть мелкие детали При установке таких камер надо учитывать, что для записи изображения с высоким качеством необходимо, что бы все остальное оборудование (видеомагнитофон, мультиплексор) так же имело высокое разрешение. Как подобрать камеру с нужной чувствительностью? Очень важным параметром телекамеры является ее чувствительность. Для черно-белых телекамер средней считается чувствительность в 0,05-0,1 люкс. Это обычные офисные камеры, которые хорошо показывают при наличии освещения. Ночью они практически слепнут. Сейчас появились камеры, которые показывают с хорошим качеством даже ночью. Они имеют высокую чувствительность 0,001— 0,01 люкс. Их можно применять на улице, даже при слабой освещенности. Основные понятия Все современные телевизионные камеры строятся на основе полупроводниковых ПЗС— матриц. Свет, падающий на матрицу, преобразуется в электрический сигнал, который затем будет обрабатываться 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 более качественное и четкое изображение получается. Большинство телекамер в настоящее время производятся на основе матриц фирм «Sony», «Samsung» и «Sharp». Размер матрицы описывается параметром, называемым «формат». Он измеряется в дюймах и принимает значения: 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. Наиболее распространены камеры на матрицах формата 1/2», 1/3», 1/4». Совершенствование технологий позволяет производить уменьшение формата матрицы практически без ухудшения качества изображения. Разрешение Важный параметр телекамеры — разрешение. Разрешение измеряют в телевизионных линиях, и оно зависит не только от числа пикселей на матрице, но и параметров электронной схемы камеры. На практике в большинстве случаев разрешение 380-420 тв— линий вполне достаточно для ведения наблюдения. Но в последнее время многие производители стали переходить на выпуск телекамер с разрешением 550 — 570 тв-линий. Их стоимость не на много выше, но такие камеры позволяют четко видеть мелкие детали изображения (номера машин, лица людей и т. д. ). Разрешение цветных камер несколько хуже, чем черно-белых. Стандартным считается разрешение 300 — 350 тв-линий. В цветных камерах, так же, как и в черно-белых, прослеживается тенденция к увеличению разрешения. Камер с высоким разрешением появляется все больше. В настоящее время на рынке систем теленаблюдения появились цифровые цветные камеры высокого разрешения — 450 тв-линий. Чувствительность Под чувствительностью понимают минимальную освещенность на объекте, при которой можно различить переход от черного к белому. Ориентировочная освещенность объектов на улице: — безоблачный солнечный день — 100 000 люкс — солнечный день с легкими облаками — 70 000 люкс — пасмурный день — 20 000 люкс — сумерки — 4 люкс — ясная ночь, полная луна — 0.2 люкс — ясная ночь, неполная луна — 0.02 люкс — ночь, луна в облаках — 0.007 люкс — ясная, безлунная ночь — 0.001 люкс — безлунная ночь с легкими облаками — 0.0007 люкс — темная, облачная ночь — 0.00005 люкс По сравнению с человеческим глазом чувствительность черно-белых телекамер существенно сдвинута в инфракрасную область. Инфракрасное излучение не видно человеческому глазу, однако прекрасно фиксируется телекамерами. На этом основана возможность некоторых камер видеть практически в полной темноте. Для цветных телекамер характерна значительно меньшая чувствительность по сравнению с черно-белыми и отсутствие чувствительности в инфракрасной части спектра. Автодиафрагма и электронный затвор В течение суток освещенность на контролируемом объекте, как правило, претерпевает существенные изменения. Для поддержания на постоянном уровне количества света на матрице используют встроенный в камеру автоматический электронный затвор или объектив с автодиафрагмой (autoiris). Объективы с автоматической диафрагмой поддерживают освещенность матрицы на постоянном уровне, изменяя величину входного отверстия. Диафрагма объектива, подобно зрачку человеческого глаза, 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 (electronic shutter) — аналог выдержки фотоаппарата. Скорость переключения затвора может достигать до 1/100000 секунды. Камеры с объективами без диафрагмы рекомендуется использовать только внутри помещений, так как мощности электронного затвора не достаточно, чтобы отработать солнечный свет. Применение объективов с автодиафрагмой предпочтительнее в следующих случаях: — когда телекамера работает в условиях меняющейся освещенности; — когда требуется максимальная глубина резкости, которая достигается максимально закрытой диафрагмой; — когда необходимо более четко передать границы ярких объектов. Получение цветного видеосигнала В цветных камерах систем охранного телевидения реализуется два различных метода получения цветного видеосигнала. Наиболее распространена методика с использованием одной ПЗС-матрицы, содержащей три оптических фильтра для выделения первичных цветов (красного, синего, зеленого). Это относительно не дорогой метод, но имеет ряд недостатков. Относительно более дорогая система строится на основе 3-х ПЗС-матриц и призмы. Оптическая призма расщепляет видимый свет на три цветовых составляющие, каждый из которых падает на свою специальную матрицу. В конечном счете от трех матриц получается три раздельных сигнала, пропорциональных цветовому содержанию. Это методика более дорогостоящая, но более точно отображает цвета и позволяет получить более высокое разрешение. Компенсация заднего света Очень полезная функция. Допустим камера стоит в холле отеля или банка и направлена на вход в здание. Открылась дверь и с залитой солнцем улицы вошел посетитель. Обычная камера в этом случае покажет только темный силуэт. А камера с backlight compensation автоматически настроится так, что отчетливо видно лицо посетителя. Это происходит из-за того, что вся автоматика в простых камерах настраивается на среднюю освещенность изображения. Чтобы подобной засветки не происходило, во многих современных моделях камер предусмотрена специальная функция — аппаратная «компенсация заднего света». 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. Цифровые телекамеры Аналоговый сигнал, снимаемый с ПЗС матрицы, проходит через аналого-цифровой преобразователь, размещенный внутри телекамеры и становится цифровым. Затем сигнал разделяется на яркостную и цветовую компоненты, обрабатывается и корректируется микроЭВМ, встроенной в камеру. После этого сигнал преобразуется обратно в аналоговый и выводится из камеры. Уже сегодня качество сигнала, получаемого при помощи цифровых камер, значительно лучше аналогового. Цифровой сигнал имеет минимальный цветовой шум, более четкое изображение, лучшее качество цветопередачи. Автоматический баланс белого с автотрассировкой, используемый в цифровых камерах, регулирует цветопередачу в отдельных зонах экрана, а не усредняет полную цветовую составляющую, как это делается в аналоговой технике. Новая технология позволила улучшить разрешение и чувствительность.
