852798 (1209580), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Защитный термокожух представляет собой компактное устройство, состоящее из съемной, удерживаемой на петлях основной части, и элементов для подводки кабелей. Износоустойчивые прокладки термокожуха обеспечивают надежную защиту камеры от попадания пыли и воды.

Поддержание оптимального микроклимата внутри термокожуха

Поскольку большинство камер имеют ограниченный диапазон рабочих температур, термокожух должен обеспечивать необходимый для ее нормальной работы температурный режим. При этом, выбирая термокожух, следует учитывать, что он должен согревать камеру при низких температурах и не допускать ее перегрева при высоких. Например, термокожух Videotec HEM 26K1 имеет встроенный обогреватель мощностью 40 Вт, который автоматически включается при температуре ниже 14°C и выключается при температуре более 20°C. Солнцезащитный козырек термокожуха препятствует попаданию прямых солнечных лучей на объектив камеры, а также защищает саму камеру от перегрева, если она установлена на открытом месте.

Дополнительное оборудование для термокожуха

Защитные термокожухи могут комплектоваться вентилятором, источником питания и соединительной коробкой. При этом вентилятор способствует улучшению теплообмена при высоких температурах. Он автоматически включается при высокой температуре и выключается при низкой. Источник питания обеспечивает подачу 12 В постоянного тока и 24 В переменного тока.

Все это позволяет устанавливать термокожух с телекамерой на улице, где термокожух обеспечивает стабильную работу камеры в российских климатических условиях, с диапазоном температур от –45 до +60ºC.

1.7 Алгоритмы сжатия видео изображения

видеосервер термокожух чувствительность диафрагма

В современных технологиях CCTV наметилась устойчивая тенденция к переходу на цифровое оборудование и сетевые системы видеонаблюдения. Возрастающая популярность цифрового оборудования объясняется не только его высокой функциональностью и удобством хранения видеоинформации, но и реализованной в нем возможностью дистанционного видеонаблюдения и управления как цифровой системой видеонаблюдения в целом, так и отдельными ее составляющими.

Для удобства хранения и передачи по сети видеоизображение подвергают сжатию. Если локальная сеть, с которой работает цифровая система видеонаблюдения, обеспечивает ограниченную полосу пропускания, то целесообразно сократить объем передаваемой информации, посылая меньшее количество кадров в секунду или снизив разрешение кадров. Используемые в цифровых системах видеонаблюдения алгоритмы сжатия обеспечивают разумный компромисс между этими двумя решениями. Для получения оцифрованного потока с полосой пропускания 64 кбит – 2 Мбит (в такой полосе пропускания потоки видеоданных могут работать параллельно с другими потоками данных) применяются алгоритмы сжатия, основанные на дискретном косинусном преобразовании сигнала (JPEG, MJPEG, MPEG2, MPEG4, H.263), а также Wavelet и JPEG2000. Эти алгоритмы сжатия видео изображений служат для адаптации цифровых потоков к передаче по компьютерным сетям. На других страницах раздела описаны алгоритмы сжатия, наиболее популярные в цифровых системах видеонаблюдения.

Практически все применяемые в видеонаблюдении алгоритмы сжатия базируются на технологии сжатия с потерями (алгоритм сжатия JPEG 2000 имеет защищенное патентами приложение, которое осуществляет сжатие без потерь), когда после декомпрессии получить изображение первоначального качества практически невозможно. Однако устройство человеческого зрения таково, что при невысокой степени сжатия искажения на полученной картинке не влияют или мало влияют на восприятие. Было установлено, что любое изображение содержит в себе избыточную информацию, не воспринимаемую человеческим глазом. Эта избыточность вызвана сильными корреляционными связями между элементами изображения - изменения от пикселя к пикселю в пределах некоторого участка кадра можно считать несущественными. Кроме того, известно, что человеческий глаз более чувствителен к яркости картинки, чем к цветности. Этот эффект на начальном этапе компрессии используют практически все алгоритмы сжатия, и объем информации на этой стадии сокращается до 2 раз без потери качества картинки.

Современные алгоритмы сжатия: классификация

Существующие на сегодняшний день алгоритмы сжатия классифицируются по следующим параметрам.

Потоковые и статические алгоритмы сжатия

Потоковые алгоритмы сжатия работают с последовательностями кадров, кодируя разностную информацию между опорными кадрами (алгоритмы сжатия семейства MPEG, алгоритм сжатия JPEG 2000), тогда как статические алгоритмы сжатия работают с каждым изображением в отдельности (алгоритмы сжатия JPEG и MJPEG).

Алгоритмы сжатия с потерями и без потерь данных

Рисунок 13 - Пример потери качества изображения при сжатии

Если получившееся после декомпрессии изображение полностью (с точностью до бита) идентично исходному, значит используемый алгоритм сжатия осуществляет компрессию без потерь. В CCTV, как правило, используются алгоритмы сжатия с потерями данных. В зависимости от степени сжатия, различают:

Сжатие без заметных потерь с точки зрения восприятия. Как отмечалось выше, в силу своих физиологических особенностей человеческий глаз менее чувствителен к цветоразностной составляющей изображения, чем к яркостной. При невысоких коэффициентах компрессии алгоритмы сжатия дают картинку, которая воспринимается глазом как точная копия оригинала, тогда как данный алгоритм сжатия работает с потерями данных, и полученное после декомпрессии изображение не совпадает с исходным.

Сжатие с естественной потерей качества характеризуется появлением воспринимаемых глазом, но незначительных искажений изображения. Это проявляется в уменьшении детализации сцены, а алгоритмы сжатия, основанные на дискретном косинусном преобразовании, могут продуцировать незначительные блочные искажения картинки. Базирующиеся на вейвлет-преобразовании алгоритмы сжатия дают размытость вблизи резких границ, однако такие артефакты даже при довольно больших коэффициентах сжатия мало влияют на процесс зрительного восприятия картинки.

Сжатие с неестественной потерей качества характеризуется нарушением самой важной с точки зрения восприятия характеристики изображения – контуров. При высоких коэффициентах компрессии алгоритм сжатия JPEG вносит в картинку блочные искажения, которые сильно влияют на восприятие изображения человеческим глазом, в то время как алгоритмы сжатия, использующие вейвлет-преобразование, делают изображение «затуманенным», с размытыми контурами, не изменяя их формы. Поэтому алгоритмы сжатия типа Wavelet обеспечивают более высокие по сравнению с алгоритмом JPEG коэффициенты сжатия.

Таблица 1 - Основные характеристики наиболее распространенных алгоритмов сжатия

2. Специальная часть

2.1 Описание объекта наблюдения

Протяженность станции 15 км, ширина станции составляет 3 км. Железнодорожные пути разбиты на участки, называемые парками:

Нечетный сортировочный парк

Нечетный отправочный и транзитный парк

Нечетный отправочный парк

Нечетный парк приема

Парк местной работы

Четный сортировочный парк

Четный приемочный парк

Четный парк отправления-прибытия

Объектом видеонаблюдения являются железнодорожные пути, где поезда простаивают в ожидании сортировки и отправления, а также проходят обслуживание и проверку.

Расположение данных парков показано на рисунке 14.

2.2 Требования к системе

Руководством железнодорожной станции Тайшет, а также службами НИС, ШЧ, ША были выдвинуты следующие требования:

Система должна передавать изображение на большое расстояние без потери качества;

При выборе оборудования необходимо учесть недостаточную освещенность объекта в ночное время;

Установка оборудования (в том числе и камер видеонаблюдения) должна быть произведена с учетом работающих на объекте служб (НИС, ШЧ, ША);

Камеры видеонаблюдения должны иметь возможность просмотра расстояния 50 метров;

Видеокамеры должны быть установлены в следующих парках:

Нечетный сортировочный парк

Нечетный отправочный парк

Четный сортировочный парк

Четный парк отправления-прибытия

Система должна функционировать при температуре от -40оС до +60оС;

Необходимо учесть возможность использования одной камеры несколькими операторами;

Система должна быть интегрирована в сеть передачи данных железной дороги;

Система должна иметь возможность расширения (модернизации) системы видеонаблюдения;

Видеокамеры должны быть защищены от повреждений, в том числе, в какой-то мере, и от вандалов;

Видеокамеры должны иметь возможность удаленного управления;

Линии передачи видеоизображения должны быть защищены от помех.

2.3 Выбор оборудования и обоснование выбора

Видеокамеры

Цифровые видеокамеры было решено не использовать ввиду их высокой стоимости. Производители видеокамер совершенствуют не только цифровые, но и аналоговые видеокамеры.

Так как имеет место недостаточная освещенность в ночное время, то необходимо использовать видеокамеры с возможностью ночной съемки. отличным выбором является аналоговая видеокамера Computar GANZ ZC-NH403P.

Рисунок 14 - Видеокамера Computar GANZ ZC-NH403P (вид спереди)

Рисунок 15 - Видеокамера Computar GANZ ZC-NH403P (вид сзади)

Рисунок 16 - Видеокамера Computar GANZ ZC-NH403P (вид сбоку)

Данная модель камеры была выбрана из-за поддержки функции «день и ночь». Благодаря функции автоматического переключения дневного и ночного режимов, она способна выбрать оптимальный режим съемки и обеспечить максимальное качество изображения при любых условиях освещенности.

При дневном свете камера воспроизводит четкие цветные изображения. Система отслеживания баланса белого обеспечивает идеальную передачу цветов. При уменьшении яркости освещения камера автоматически переключается в ночной режим. При этом она достигает чувствительности в 0,03 Люкс (30 IRE, F 1.2), обеспечивая черно-белые изображения высокой контрастности. Цифровое управление диафрагмой позволяет получать равномерно освещенные кадры и, с использованием функции компенсации заднего света, на всех кадрах становятся различимы все детали изображения.

В камере используется цифровой сигнальный процессор, управляющий подстройкой функций камеры и объектива к изменяемым условиям освещенности. Настройка камеры производится с помощью встроенного экранного меню.

Таблица 2 - Технические характеристики видеокамеры Computar GANZ ZC-NH403P

Все видеокамеры будут использоваться в одинаковых условиях. Выдвигаемые требования к видеокамерам также одинаковы, что позволит использовать одинаковые видеокамеры.

Объективы

Для данной видеокамеры был выбран варифокальный объектив Computar TG3Z3510AFCS с поддержкой режима «день и ночь».

Характеристики

Список файлов ВКР