Библия CCTV (Мониторинговый пост контроля (МПК) Системы мониторинга обнаружения лесных пожаров), страница 8

камера, видеокамера, тюремная камера, воздушная камера, футбольная камера, газовая камера,

камера хранения, велосипедная камера и т.д. Разумно для устройств, применяемых в видеонаблю

дении использовать термин «телекамера». Прим. ред.) .

Чтобы понять, что же такое система видеонаблюдения, необязательно быть экспертом по телека

мерам и знатоком оптики, но если вы понимаете основы, то это вам здорово поможет.

Многое тут аналогично фотографии, а поскольку каждый из нас когдалибо пробовал свои силы в

семейной фотографии, то нам нетрудно будет провести аналогии между видеонаблюдением и

фотографией или домашним видео.

В фотографии и кинокамерах происходит преобразование оптической информации (изображений)

в отпечатки на химической эмульсии (пленке). В телевизионных камерах происходит преобразова

ние оптической информации в электрический сигнал.

http://www.itv.ru

ITV — генеральный спонсор 2го издания книги «CCTV. Библия видеонаблюдения»

CCTV

5. Телекамеры в системах видеонаблюдения

125

ется врожденным свойством, наследуемым от конструкции трубки как таковой. В частности, траек

тория электронного луча короче, когда он попадает в центр мишени, по сравнению с его траектори

ей при сканировании краев. Поэтому возникают геометрические искажения проецируемого изо

бражения. Во многих конструкциях введены магнитные и электронные системы коррекции таких

искажений, но при каждом перемещении трубки приходится заново регулировать настройки.

Новая ПЗСтехнология позволила исключить все эти проблемы. Однако вначале одна характерис

тика трубок на заре ПЗСтехнологий была недосягаемой. Невозможно было достичь разрешающей

способности, соответствующей хорошей передающей трубке.

Разрешающая способность по вертикали зависит от стандарта сканирования, и оно болееменее

одинаково и для ПЗСтелекамер, и для передающих трубок, но разрешающая способность по гори

зонтали (т.е. число воспроизводимых вертикальных линий) зависит от толщины электронного луча.

Этот фактор вполне успешно контролируется электронной системой, что позволяет воспроиз

водить очень тонкие детали при сканировании.

Вначале микроэлектронная тех

нология была не в состоянии

создать элемент изображения

(пиксел) на ПЗСматрице мень

ший, чем поперечное сечение

электронного луча. Это означает,

что на заре технологии ПЗСмат

риц их разрешение значительно

отставало от разрешения трубок.

Однако очень скоро удалось

повысить разрешение ПЗСмат

риц, так что оно стало сравнимо с

Рис. 5.7. ПЗС$телекамера

ПЗСтелекамеры

ПЗС — это прибор с зарядовой связью.

качеством телекамер с передаю

щими трубками.

В 1970х, когда появились первые персональные компьютеры, начались эксперименты с полупро

водниковыми электронными компонентами — приборами с зарядовой связью — которые внача

ле предполагалось использовать в качестве запоминающих устройств.

Очень скоро выяснилось, что ПЗС очень чувствительны к свету, и поэтому их лучше и эффективнее

использовать в качестве светоприемников, а не в качестве запоминающих устройств.

Основной принцип работы ПЗС заключается в сохранении информации электрических зарядов в

фотоэлементах, а затем, когда потребуется, передаче этих зарядов на выходной каскад.

Если ПЗСматрица используется в качестве фотоприемника, то концепция сдвига остается преж

ней, но вот вместо использования зарядовых пакетов для хранения цифровой информации

(в случае, когда ПЗСматрица служит запоминающим устройством), мы имеем фотоэлектронную

генерацию электронов пропорционально количеству света, падающего на область форми"

рования изображения, затем эти заряды сдвигаются вертикально и/или горизонтально так же, как

сдвиговые регистры в цифровых схемах сдвигают двоичные значения.

Итак, зарядовые пакеты – как только они сформировались в фотоэлементах матрицы — «стекают»

на выходной каскад при использовании методов зарядовой связи. Таким образом электрическая

http://www.itv.ru

ITV — генеральный спонсор 2го издания книги «CCTV. Библия видеонаблюдения»

CCTV

5. Телекамеры в системах видеонаблюдения

131

ся SentryScope и позволяет получать изображе

ние с разрешением 21 миллион пикселов. В осно

ве SentryScope лежит линейный ПЗС с 2048

пикселами, который формирует изображение

примерно так же, как это делают спутники при

фотографировании земной поверхности. В

SentryScope используется поворачивающееся

зеркало, которое отражает на линейный ПЗС ли

нии формируемого изображения. Поворачиваю

щееся зеркало сканирует широкую область, кото

рая эквивалентна 10,000 пикселов. Эта система

не создает видеосигнал как таковой, но позволя

ет формировать изображение (с помощью ПК) с

очень высокой степенью детализации.

Сейчас появилось немало и других интересных

Рис. 5.19. Различные типы ПЗС$матриц

решений, позволяющих повысить разрешение. В качестве примера можно привести телекамеру, раз

работанную компанией CoVi. В этой телекамере используется ПЗСматрица с более высоким разре

шением, чем обычно (1280х720 пикселов). Полученное изображение высокого разрешения затем

масштабируется до стандартного разрешения, чтобы получить аналоговый видеосигнал. Основное

отличие предложенного решения заключается в том, что при увеличении участка изображения разре

шение не снижается, так как при увеличении фактически "вырезается" часть изображения высокого

разрешения (чуть менее 1 миллиона пикселов). Для пользователя это похоже на работу с поворотной

телекамерой с двукратным увеличением, что позволяет увидеть больше деталей.

Некоторые разработчики систем видеонаблюдения применя

ют еще одно интересное решение, в рамках которого исполь

зуются стандартные телекамеры с длиннофокусными объек

тивами, которые организованы в матрицы 3х3 или даже 4х4

телекамеры и направлены на какойто объект таким образом,

что поле их зрения друг с другом немного пересекается.

Полученные изображения передаются на стену, состоящую

из 3x3 или 4x4 мониторов, что дает суммарное разрешение от

3.6 до 6.4 миллионов пикселов. В результате получается

очень большое и детализированное изображение, которое

можно записать и на обычный цифровой видеорегистратор

стандартного разрешения.

Рис. 5.20. Телекамера Sentry$Scope с ПЗС$матрицей и разрешением 21 миллион пикселов

позволяет разглядеть очень мелкие детали

http://www.itv.ru

ITV — генеральный спонсор 2го издания книги «CCTV. Библия видеонаблюдения»

140

5. Телекамеры в системах видеонаблюдения

Испытательная таблица высокого разрешения

CCTV

ПЗСматрица из пикселов (разрешение немного ниже, чем у проецируемой на нее испытательной таблицы)

Неточное совмещение проекции испытательной таблицы и структуры пикселов

Усреднение яркости на чернобелых переходах

Кажущееся новое разрешение

Белый

Черный

Воспроизведение на видеомониторе высокого разрешения

Кажущееся новое разрешение

Рис. 5.32

«CCTV Фокус» — журнал по системам видеонаблюдения и охранному телевидению

http://www.cctvfocus.ru

146

5. Телекамеры в системах видеонаблюдения

CCTV

Рис. 5.37. Испытательная таблица CCTV Labs была специально

разработана для CCTV и используется для измерения разрешающей

способности и многих других важных параметров

способность, то это надо пони

мать, как разрешающая способ

ность по горизонтали. Прим.

ред.). Это число ограничено

только технологией и качеством

монитора. В наши дни существу

ют ПЗСтелекамеры с разреша

ющей способностью по горизон

тали более 600 ТВЛ.

Горизонтальное разрешение

ПЗСтелекамер обычно равно

75% горизонтальных пикселов

ПЗСматрицы. Как объяснялось

выше, это результат соотноше

ния сторон 4:3. В частности,

подсчитывая вертикальные ли

нии в целях определения гори

зонтального разрешения, мы

считаем только горизонтальную

ширину, эквивалентную высоте

монитора по вертикали. Идея в

основе сего — получить линии

равной толщины, как по верти

кали, так и по горизонтали. Итак, если мы подсчитаем общее количество вертикальных линий по

ширине монитора, то их надо умножить на 3/4 или 0.75. Поскольку это необычный расчет, то мы

обычно называем горизонтальное разрешение ТВ"линиями (ТВЛ), а не просто линиями.

Для оценки разрешения телекамеры существует ряд тестовых диаграмм. Наиболее популярна

таблица EIA RETMA, но для этих целей можно использовать и другие. На обложке книги вы найдете

тестовую диаграмму, разработанную специально для видеонаблюдения.

Здесь важно знать одну вещь: при измерении разрешающей способности кабель, по которому

передается видеосигнал, должен быть нагружен на согласующее сопротивление 75 Ом, и изобра

жение на экране должно быть видно полностью, без отсечения краев (что делает большинство

видеомониторов). Для этого необходимо использовать специальный видеомонитор высокого

разрешения без ограничения растра.