Библия CCTV (1089173), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

движения (VMD) на базе PC

http://www.itv.ru

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

CCTV

9. Цифровое видеонаблюдение

229

Цифровые видеорегистраторы (DVR)

В настоящее время в видеонаблюдении эпоха записи на видеокассеты практически завершилась. Пять лет

назад при подготовке предыдущего издания книги, видеомагнитофоны еще встречались в большом количе

стве, а цифровые видеорегистраторы только начинали появляться. Сейчас они поменялись местами.

Но какие реальные преимущества дают в

видеонаблюдении цифровые видеорегистра

торы по сравнению с видеомагнитофонами?

Вопервых, видеомагнитофоны с аналоговым

методом хранения информации не позволяют

быстро найти нужную запись от нужной теле

камеры, исключение составляет относитель

но быстрый поиск по тревогам, который име

ется во многих TLвидеомагнитофонах. Так

как видеомагнитофоны хранят информацию в

аналоговом виде, то ее дальнейшая обработ

ка практически невозможна. Запись видеома

гнитофона всегда имеет более низкое качест

во, чем у исходного видеосигнала.

Первоначально были попытки внедрить циф

ровую запись в видеонаблюдении на цифро

вых кассетах формата DAT. Несмотря на то,

что информация записывалась в цифровом

виде, доступ к ней попрежнему осуществ

лялся последовательно, что не так эффек

тивно, как при произвольном доступе к

информации жесткого диска. Кроме того,

жесткие диски имеют значительно более

высокую скорость передачи данных и боль

шую емкость, чем у других доступных уст

Рис. 9.3. Цифровые видеорегистраторы

ройств хранения. При этом можно записы

вать видео с качеством выше, чем SVHS,

используя соответствующие алгоритмы сжатия. Еще несколько лет назад существовала проблема

длительности записи на жесткие диски, но это уже осталось в прошлом. Сейчас широко распростра

нены жесткие диски объемом 300 Гбайт, а цифровые видеорегистраторы с объемом внутреннего

дискового пространства 1200 Гбайт (1.2 Тбайт) перестали быть редкостью.

Хранение многих недель записи от нескольких телекамер перестало быть проблемой. Современные

жесткие диски теперь имеют малое время доступа и при использовании хорошего алгоритма сжатия

теперь на одном жестком диске можно хранить и воспроизводить в режиме реального времени (то

есть с частотой обновления кадров «живого» видео) записи от нескольких телекамер одновременно.

Стоимость жестких дисков ежедневно снижается. Читателям, вероятно, интересно будет узнать, что

когда шла работа над предыдущим изданием этой книги, появился первый жесткий диск формата

3.5 дюйма с емкостью 30 Гбайт. Теперь в 2005 году за ту же самую цену мы можем купить жесткий

диск с десятикратной емкостью. В связи с возросшим значением жестких дисков для современной

системы видеонаблюдения, эту главу мы завершим обсуждением их наиболее важных технических

параметров.

Суммарное время записи, то есть сколько дней или неделей записи может храниться на жестком диске

определенной емкости (например, 300 Гбайт) зависит от типа сжатия и качества исходного изображе

ния. Также очень важным фактором будет вид записи: постоянная запись или запись по детектору дви

жения. Запись по детектору движения стала очень популярной в видеонаблюдении, так как она позволя

ет увеличить время записи как минимум в 23 раза (это очень сильно будет зависеть от качества самого

http://www.itv.ru

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

CCTV

Дискретизация сигнала

9. Цифровое видеонаблюдение

Сигнал до дискретизации

Рис. 9.7. Дискретизация сигнала

Сигнал после дискретизации

235

Итак, подводя итоги, еще раз отметим, что, согласно рекомендации ITU601, для дискретизации

яркостного сигнала в стандарте PAL используется 864 отсчета на одну строку, а в стандарте

NTSC — 858 отсчетов на строку. В обоих случаях используется частота 13.5 МГц.

Из изложенных выше фактов следует очень важный вывод: ITUR BT.601 представляет собой первую

международную рекомендацию, которая пытается объединить в рамках общей цифровой кон

цепции дискретизации два несовместимых аналоговых композитных телевизионных стандарта

(NTSC с 525/59.94 и PAL с 625/50). Основным достижением этой рекомендации стал выбор

общей частоты дискретизации 13.5 МГц, которая одинакова для обоих стандартов.

Из 864 отсчетов для PAL и 858 отсчетов для NTSC в обоих случаях на активные строки без синхроим

пульсов приходится по 720 отсчетов. Это максимальное горизонтальное разрешение видеосигнала,

PAL

625 ТВстрок

(576 активных строк)

25 ТВкадров

(50 ТВполей)

NTSC

525 ТВстрок

(480 активных строк)

29.97 ТВкадров

(59.94 ТВполей)

720х576

пикселов

720х480

пикселов

http://www.itv.ru

Рис. 9.8. Количество пикселов в кадре, согласно рекомендации ITU601

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

CCTV

9. Цифровое видеонаблюдение

239

Рис. 9.13. Слева: ТВполе; В центре: Эффект чересстрочной «гребенки»; Справа: Работа алгоритма

деинтерлейсинга. Обратите внимание на зубчатые контуры автомобиля на иллюстрации слева, где была

использована запись полями, и на качество тех же контуров на иллюстрациях в центре и справа, где

использовалась запись кадрами.

в разрешении может оказаться полезной. Впрочем, это потребует подключения раздельного видеоси

гнала Y/C вместо композитного видеосигнала, что очень редко используется в видеонаблюдении, иначе

разница будет практически незаметной.

Конечно, никто не может предсказать, с чем мы столкнемся в будущем, но уже сейчас с уверенностью

можно сказать, что рано или поздно в видеонаблюдении появятся телекамеры высокого разрешения и

соответствующие им рекомендации по оцифровке. Однако, пока этого не произошло, нам необходимо

помнить о всех ограничениях, с которыми нам приходится сталкиваться, и компромиссах, которые зало

жены в цифровых системах видеонаблюдения.

Все, что было изложено выше, справедливо для горизонтального разрешения, но теперь настало время

поговорить о вертикальном разрешении. Для некоторых цифровых систем видеонаблюдения вертикаль

ное разрешение будет не менее важно, чем горизонтальное, особенно в тех случаях, когда необходимо

распознать лицо или номерной знак автомобиля на расстоянии.

В рекомендации ITU601 выбрано 8битное квантование,

что дает нам 256 уровней квантования(28 = 256). Этот

выбор очень практичен с инженерной точки зрения:

ни одна электроннолучевая трубка не в состоянии

передать более 250 оттенков серого, поэтому не

имеет смысла квантовать видеосигнал большим

количеством уровней. Значение 256 выбрано потому,

что оно является степенью двойки, а в мире цифровых

устройств, как мы знаем, все представлено нулями и

единицами (то есть, в двоичной системе счисления).

Имея дело с рекомендацией ITU601, мы должны быть

готовы к появлению новых подводных камней. Как было в

случае с частотой дискретизации 13.5 МГц, которая учиты

вала весь видеосигнал, включая синхроимпульсы, ITU601

рекомендует использовать 8битный диапазон уровней

Полный кадр

720x576

(720x480)

CIF

352x288

(352x240)

Рис. 9.14. Сравнение полнокадрового

формата с форматом CIF

http://www.itv.ru

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

248

9. Цифровое видеонаблюдение

CCTV

Рис. 9.26. Принципы дискретного косинусного

преобразования

Итак, как работает дискретное косинусное

преобразование? Пространственная избы

точность присутствует во всех видеофрагмен

тах и в видеонаблюдении, и в вещательном

телевидении, и в других сферах. Если на изо

бражении (в телевизионном поле) имеется

объект, то большинство его пикселов будут

иметь достаточно сходные значения. В этом и

заключается избыточность изображения, то

есть можно уменьшить количество информа

ции для каждого пиксела, дав среднее значе

ние для целой области пикселов. Крупные

объекты имеют низкие пространственные

частоты, а мелкие объекты — высокие про

странственные частоты. Цифровое видео спо

собно передавать весь спектр пространствен

ных частот, но после анализа остаются только

те частоты, которые нужно передать, поэтому

при сжатии важным шагом является анализ

пространственных частот изображения.

На рис. 9.26 показано, как работает двумер

ное DCTпреобразование. Изображение раз

бивается на блоки 8х8 пикселов. DCTпреоб

разование конвертирует блок значений пикселов

в набор коэффициентов косинусных функций с возрастающими частотами. Коэффициенты отражают

присутствие тех или иных пространственных частот. На иллюстрации показаны блоки пикселов, которые

получаются из каждого коэффициента. Верхний левый коэффициент представляет среднюю яркость

блока, и, таким образом, является средним арифметическим значением всех пикселов, его также назы

вают DCкоэффициентом. Справа налево коэффициенты представляют увеличивающуюся горизонталь

ную пространственную частоту. Сверху вниз коэффициенты представляют увеличивающуюся вертикаль

ную пространственную частоту. Само по себе DCTпреобразование не производит никакого сжатия

Характеристики

Список файлов ВКР