Видеонаблюдение: советы по выбору и установке

Источником, с которого поступает изображение охраняемого объекта, является телекамера. Именно от нее зависит общая эффективность системы видеонаблюдения, ведь камера в любой подобной системе – основной элемент. Верно подобранная телекамера даст на монитор оператора картинку высокого качества, что является необходимым условием хорошей системы видеонаблюдения.

Для аналоговых систем видеокамера без пояснений – основной элемент. Но не менее важную роль она играет и в цифровых системах, которые в наше время все больше начинают доминировать на рынке. При неправильном подборе камеры для определенных условий съемки, качество изображения практически невозможно исправить никакими аппаратными или программными средствами. Если определенные детали изображения потеряны, то компьютер их сам не сможет восстановить. А если учитывать то, что видеосигнал кодируется, а при кодировке и низком темпе передачи изображение теряет еще определенную часть информации (при этом, чем большее сжатие видеосигнала, тем большие потери информации), то становится ясно, что именно видеокамера – главное звено любой цифровой системы видеонаблюдения профессионального уровня.

Главное в выборе телекамеры, по мнению специалистов, - это высокое качество изображения. Также можно обратить внимание на дизайн – в наше время предлагается множество вариантов корпусов, из которых есть возможность выбрать оптимальный под конкретное место установки. Функциональность камеры также важна, но, зачастую, наиболее востребованы всего несколько функций, остальные используются крайне редко. В любом случае, не стоит рассчитывать, что верно подобранная видеокамера – панацея от всех ваших бед. Необходимо не только подобрать хороший инструмент, но и правильно его использовать – т.е. если хорошую камеру плохо установить, она потеряет все свои преимущества.

Подобрать правильное место установки и смонтировать систему довольно сложно. Поэтому, как и любое сложное и ответственное дело, монтаж системы наблюдения лучше доверить специалистам. Ведь неправильная установка камер грозит безопасности всего охраняемого объекта. Даже если вы не имеете возможности пригласить специалистов для организации всей системы, лучше проведите установку системы видеонаблюдения в несколько этапов, но не стремитесь сэкономить на безопасности.

С 1991 года на рынке систем видеонаблюдения России произошел громадный качественный скачек. Старые телекамеры с их разрешением в 400 ТВ-линий и меньше, и светочувствительностью в 1 люкс стали неактуальны. Вместо них появились более современные модели.

Эти модели учитывают все современные требования к качеству изображения и используют последние разработки в сфере видеосъемки. При этом оборудование постоянно развивается. Кроме самих камер все мощнее становятся системы обработки видеоряда, передачи данных и хранения больших массивов информации. Соответственно, рынок CCTV постоянно предлагает что-то новое и солидных покупателей при таком ассортименте уже не устраивает ни среднее качество картинки, ни минимум функций системы.

Не специалисту в обилии товаров для современных систем видеонаблюдения сейчас не разобраться. На рынке присутствует огромный ассортимент камер, которые предназначены для самых разнообразных задач. Возможно как самое обычное наблюдение за тем, кто стоит за дверью, так и более сложные задачи – например, использование сети Интернет для доступа с удаленного компьютера к любой камере системы. Под каждую конкретную задачу выбирается своя техника, со своим качеством изображения, перечнем функций и, естественно, с очень разнообразными ценами. Попробуем немного разобраться в том, какая же техника под какие задачи предназначена.
Классификация телекамер


В зависимости от того, изображение какого объекта необходимо получить, будет выбираться и тип камеры. Во-первых, камеры могут быть стационарными или управляемыми. Также существует деление на камеры для помещений и камеры для наружного применения – за пределами зданий.
Стационарные камеры для помещений бывают стандартными (они не имеют встроенного объектива), цилиндрические и купольные. В такие изначально устанавливается объектив, имеющий фиксированную диафрагму или АРД – автоматическую регулировку диафрагмы.


Стационарные телекамеры для улицы отличаются тем, что находятся в термокожухе, имеют систему подогрева для «начинки» камеры и стекла и комплектуются дополнительно блоком питания.





Управляемые камеры имеют возможность изменять положение линии наблюдения в пределах двухкоординатной системы. Устаревшая технически на сегодняшний день конструкция таких камер включала в себя двухкоординатную турель и закрепленный на ней термокожух с телекамерой. Сейчас же все большее распространение получают купольные телекамеры. Что первые, что вторые легко управляются, и считаются интегрированными и интеллектуальными.




Телекамеры состоят из:


• платы, включающей в себя схему преобразование сигнала, который поступает с ПЗС-матрицы, в композитный видеосигнал;

• объектива, имеющего крепление С, CS, М12;

• внутреннего или внешнего блока питания камеры;

• корпуса с купольной или прямоугольной формой;

• дополнительных модулей, как встроенных, так и подключаемых – устройство грозозащиты, передатчик видеосигнала и многих других.

Появившиеся в 30-х годах ХХ-го века телекамеры изготовляли из стеклянных трубок со светочувствительным люминофоровым покрытием на внутренней поверхности. Их называли передающими трубками. При работе таких трубок использовался принцип фотоэффекта – электронный луч сканировал покрытие внутри трубки под воздействием электромагнитного поля. В начале развития охранного телевидения существовало два вида таких трубок - видиконы и ньювиконы. Видеокамеры, построенные на базе ньювиконов, имели большую чувствительность, соответственно были более дороги и работали только с объективами, использующими автоматическую регулировку диафрагмы.

Также как и у телевизионных трубок, у трубок телекамер были свои недостатки. Это, прежде всего, большие размеры камер, слабости отклоняющей системы, которая была высокоточной, но очень слабо защищенной от влияния извне. Присутствовали сильнейшие геометрические искажения, необходим был ток высокого напряжения и ко всему –люминофорное покрытие было очень недолговечно. Все эти проблемы были полностью решены только с изобретением матрицы современного вида, которая основывается на ПЗС-технологии.

Развитие технологии проходило довольно непросто. Вначале не могли создать элемент изображения или пиксел в приборе с зарядовой связью, который был бы меньше, чем электронный луч телекамер, которые построены на трубках. Соответственно, разрешение телекамер на основе ПЗС-матриц было недостаточным. И только в 70-е годы, при обнаружении факта сильной чувствительности к свету приборов с зарядовой связью, ПЗС-технологии начали усиленно развиваться. В наше время получены потрясающие результаты. Так, существуют матрицы, которые дают не только высочайшее разрешение, но и демонстрируют сильную чувствительность при уменьшении потерь на этапе преобразования сигнала из светового потока в видео.

Со временем рынок выделил лидеров, производящих ПЗС-матрицы. Именно они производят подавляющее количество микросхем для телекамер. Для производства используются как собственные исследовательские лаборатории, так и собственные фабрики. Некоторые из фирм имеют весьма громкие имена на рынке электроники – например, Panasonic, Sony, Samsung, Sharp, некоторые практически неизвестны рядовому потребителю и занимаются исключительно узкопрофильной деятельностью. Но необходимо учитывать, что продуктом этих фирм чаще всего является только матрица, а вот схемные обвязки, которые могут, как сохранить качественное изображение, так и исказить его, добавляются уже непосредственно фирмой-производителем конечного продукта – телекамер. Соответственно, от хорошей матрицы зависит далеко не все, ведь некачественная схемотехника может значительно исказить исходный сигнал.

Не в последнюю роль изображение, получаемое с камеры, зависит и от используемого объектива. В системах видеонаблюдения используют объективы как с фиксированным, так и с переменным фокусным расстоянием – так называемые, вариообъективы. Качество объектива зависит от множества факторов и на эту тему можно написать массу статей. Основные из них – конструкция и технология изготовления объектива, материалы – тип стекла и пластика, прочность и надежность механических компонентов.

Во всех выпускаемых объективах существует два способа управления диафрагмой – ручное или автоматическое управление. Если диафрагма с автоматическим управлением, то происходит измерение светового потока, который попадает на матрицу и в зависимости от его величины автоматически меняется размер отверстия диафрагмы объектива. Управляет диафрагмой сервоусилитель, но есть значительные различия в маршруте поступления сигнала. Объективы, использующие автоматику, делят на две группы:

первая - VD (video drive), в ней инструкции по управлению передаются через видеосигнал;

вторая - DD (direct drive), в которой автодиафрагма получает команды с помощью сигналов постоянного тока.

Видеокамеры, в которых используется объектив второй группы, как правило, дешевле. Но такая особенность управления добавляет некоторые требования, касающиеся совместимости телекамер и использующихся в них объективов, если их производят разные фирмы. Эти ограничения вводятся из-за того, что полупроводниковые элементы в усилителе автоматического управления диафрагмой располагаются на плате самой телекамеры, а значит, требуется корректная совместная работа объектива, автоматического управления им и других элементов камеры. На данный момент можно подобрать под свои задачи телекамеру с любым управлением и с разнообразными функциями, которые становятся все разнообразней, ведь конкуренция на этом, довольно специфическом рынке, огромна. При подборе телекамер в зависимости от задачи, рекомендуется выбирать продукты известных компаний, занимающих солидную нишу на рынке охранного наблюдения – например, Panasonic, Canon,Computar, Avenir или Tokina.

В выборе блока питания для видеокамеры нет ничего необычного. Используют самый простой вариант – трансформаторный блок питания необходимой мощности (в зависимости от телекамеры величина мощности может варьироваться), входное напряжение - 220 (24) В / 50 Гц. Выходное напряжение стабилизированное 9 или 12 В при пульсациях порядка 10 мВ. При этом неправильно подобранный блок питания может оказать значительное влияние на исходящую картинку. Блок питания может быть как встроенный в корпус камеры, так и внешний. Первый вариант считается лучше в связи с тем, что на заводе при сборке телекамеры, такие конструкции проверяются и имеют определенный выходной контроль. Но внутренний блок не всегда удобен – он увеличивает размеры корпуса камеры, что может быть весьма важным в целом ряде случаев. Как пример – скрытые камеры, дизайнерские решения, при которых камера не должна выделяться, отсутствие достаточного пространства для монтажа и т.д. В таких случаях применяются наружные блоки питания. При этом необходимо не забывать о стабилизации выходного напряжения, ведь напряжение с малым уровнем пульсаций (переменной составляющей выходного напряжения с частотой 50 Гц) зачастую вызывает помехи в видеосигнале и нестабильную работу как телекамеры, так и системы видеонаблюдения в целом.

В дизайне телекамер присутствуют три основных типа – прямоугольные камеры, цилиндрические и сферические. Первый вариант не комплектуется объективом, а во втором и третьем уже встраивается объектив с различными диафрагмами – или фиксированной, или автоматической. Т.е. пользователь, приобретя такую телекамеру, получает законченный продукт, что может существенно облегчить выбор. Ведь зачастую готовое решение выглядит намного эстетичнее и приятнее, чем собранное из разных деталей.

Рекомендации по эксплуатации телекамер в зависимости от условий.


Освещение

Одним из важнейших условий для получения качественного изображения с телекамеры является освещение. Особенно это актуально при приеме цветной картинки. Источники света могут быть как искусственными, так и естественными. Температура света, который отражается от поверхности, в зависимости от времени суток может варьироваться в пределах от 6000 К до 20000 К. Это связано с отражением и преломлением при проходе сквозь атмосферу Земли. В зависимости от температуры изображение может получать некоторые тона – при низкой – красные, а при высокой – синие. Искусственное освещение также дает различную цветовую температуру, которая зависит непосредственно от типа источника света. Чтобы выбрать правильное освещение, необходимо знать определенные параметры, такие как спектральная энергия источника, матрицы и человеческого глаза. Остановимся только на общем обзоре, так как подробное описание займет не одну страницу.

Вольфрамовая нить накаливания порядка трех четвертей энергии излучает в инфракрасную область в виде тепла. Такие лампы и инфракрасные прожекторы прекрасно будут работать с черно-белыми телекамерами, имеющими наибольшую чувствительность в инфракрасной области. При использовании цветных телекамер лучше использовать для освещения флуоресцентные и галогенные лампы, только тогда цветопередача будет близка к естественной. Естественно, это выполняется только при отсутствии солнечного света. Большинство цветных камер в ночном режиме переключаются на черно-белую картинку. При проектировании мест установки камер, необходимо стараться избежать попадания в объектив источника освещения. Для достижения такого результата видеокамеры поднимают над землей на максимально возможную высоту и направляют в ту же сторону, в которую направлен световой поток. Ни в коем случае нельзя направлять камеру навстречу потоку. Если же поставить камеру в идеальные условия не представляется возможным, можно воспользоваться дополнительными советами:

не ставить серьезных задач идентификации или обнаружения объекта;

воспользоваться дополнительной камерой, направленной в противоположную сторону;

установить на камеру защитную бленду.

Эти дополнения эффективны как по отдельности, так и при совместном использовании.

Температура


При выборе телекамеры для работы вне помещения необходимо правильно выбрать термокожух, которых в настоящее время выпускается огромное количество. Они отличаются между собой по дизайну и по мощности автоматической системы обогрева. Ее мощность может колебаться от 10 до 40 Вт. Этих мощностей хватает для самого распространенного диапазона температур – от -35°С и до +50°С. Если же телекамеры планируется использовать в местах, где температурный режим выходит за границы данного диапазона (например в некоторых районах России нижний предел температуры может быть -70°С), то потребуется найти телекамеры, адаптированные специально под такие условия работы. Конечно, это несколько сложнее, так как такая аппаратура относится к вещам для экстремальных условий и представлена она очень ограниченно.

Если же телекамеры будут использоваться в помещении, то особых проблем в выборе не возникнет. Как правило, температура в помещении держится в пределах 20°С и может колебаться в между +5 и +40°С не зависимо от времени года и температуры за пределами помещения.

Дестабилизирующие факторы


Такие факторы можно разделить на две основные категории – природные (или естественные) источники и техногенные факторы. К первым отнесем грозовые разряды, запыленность и влажность, которые выходят за пределы нормы, состав воздуха (например, насыщение его солями). Ко вторым можно отнести радиоизлучение, химические производства, радиацию и взрывоопасные объекты. Для каждого типа таких факторов используется свой вариант защиты. Это может быть использование витой пары или оптоволокна, устройств грозозащиты, изготовленных в соответствии с определенными условиями кожухов и т.д. Видеокамеры, работающие в радиоактивной зоне, просто подлежат периодической замене, так как радиация серьезно влияет на ПЗС-матрицу. Как правило, срок их работы составляет от нескольких месяцев до полутора лет, после чего они становятся полностью непригодны к дальнейшему использованию.

Зависимость выбора камеры от объекта охраны


При формировании технического задания и выборе телекамеры необходимо учесть несколько моментов:

Что именно будет наблюдаться – размер и формат объекта. Целое строение, крыша, фасад, контрольно-следовая полоса, а может коридор или кабинет? От этого зависит вид камеры. Для полного обзора узких и довольно длинных участков, например коридоров или шахт, требуется камера с объективом, имеющим угол обзора от 15° до 30° и АРД, так как ручная или фиксированная диафрагма не позволит получить необходимую глубину резкости. При наблюдении за крышей, двором или другими объектами, имеющими обширную территорию, используют камеры с объективом, имеющим 60-90° углы обзора. Если угол обзора больше 90°, на изображении появляется сильное бочкообразное искажение геометрии.

Также учитываются особенности территории наблюдения – сложности при прокладке телекоммуникаций, удаленность от центральной базы, особенности ландшафта и т.д. От этих параметров зависит, как именно будет осуществляться передача сигнала и какого качества изображение получится на мониторе.

И, естественно, необходимо учесть поставленные задачи – минимальные размеры «мертвой зоны» при наблюдении; общий контроль всей территории; высокое качество изображения как в дневное, так и в ночное время; дистанционное управление наблюдением; степень детализации для распознавания и обнаружения на всей территории и многие другие. При этом каждая подобная задача имеет свое индивидуальное решение. Поиски таких решений лучше возложить на проектировщиков систем видеонаблюдения – профессионалов в своем деле. Только в этих случаях можно быть уверенным, что будут учтены все важные детали.

Рекомендации по выбору фирмы-инсталятора оборудования


Для обеспечения безопасности объекта важно выбрать телекамеру, которая подходит под все параметры вашего технического задания и соответствует условиям эксплуатации, в которых ей придется работать. Но не менее важно, а часто более сложно, найти организацию, которая правильно смонтирует ваше оборудование. Ведь при неверном или просто непродуманном монтаже большинство преимуществ камеры становится неиспользуемыми.

Компаний, которые занимаются инсталляцией систем видеонаблюдения, работая очень непрофессионально, практически нет. Но чтобы не попасть к таким горе-мастерам лучше предварительно осмотреться. Один из основных показателей солидности компании – период, в течении которого компания представлена на рынке CCTV, история компании. Как правило, молодым организациям очень сложно пробиться в лидеры, а потому они пытаются ограничить затраты и тем самым снизить цены на свои услуги. Только ограничения затрат затрагивают, как правило, такие сферы, в которых экономит нельзя. К ним относятся и обучение персонала, и уровень заработных плат сотрудников и качество монтажного оборудования. Все это сказывается не только на заниженных ценах на монтажные работы, но и на качестве самих работ.

Солидные фирмы, которые дорожат своим именем, не только требуют от сотрудников постоянного профессионального развития, но и всячески ему способствуют. Также при монтаже они стремятся применять новые методики и инструменты, которые позволяют провести монтаж качественно и в кратчайшие сроки.

Узнать такие фирмы довольно легко – как правило, они имеют своеобразное портфолио – определенное количество объектов, над которыми пришлось поработать. Перед выбором компании-инсталятора лучше всего будет посмотреть готовые объекты, если есть возможность – те, что в работе в данный момент, пообщаться с клиентами. Если нареканий по качеству и срокам нет – можно смело заключать договор на монтаж.

Не стоит основывать свой выбор только на общении с уверенным в себе менеджером, ведь нередко бывает, что только менеджер и является профессионалом в своей области, а остальные сотрудники – временные рабочие без специальных навыков. В случае монтажа вашей системы видеонаблюдения такой фирмой вы рискуете не только потратить деньги на непрофессиональных монтажников, но и потерять некоторые свойства телекамер, а, соответственно, и деньги, за эти телекамеры уплаченные. Аппаратура должна стабильно работать в любых условиях, для которых она предназначена, а не ограничиваться только безупречной работой в щадящем режиме. Такого можно добиться только в случае использования опыта и навыков квалифицированных монтажников систем видеонаблюдения.