Устройство и принципы работы элементов видеонаблюдения

СОДЕРЖАНИЕ

Аннотация

Темой дипломного проекта является: «Разработка комплексной системы безопасности «БанкаЦентрКредит» г.Алматы с использованием системы видеонаблюдения и контроль доступа». Была разработана система организации контроля, с использованием соответствующих видеокамер. В технической части дипломного проекта произведен расчет зоны покрытия банка. Кроме этого, затронуты вопросы охраны труда и безопасности жизнедеятельности и рассчитаны экономические показатели.

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня созданию и проектированию системы видеонаблюдения в банках уделяется большое внимание. Вопросы охраны банков становятся все более актуальными в связи с участившимися случаями несанкционированного доступа посторонних лиц на территорию. Видеонаблюдение в банках– это технология, без которой невозможно представить себе современный банк. Ведь камеры видеонаблюдения, установленные в офисах банка, воплощают не только заботу работников банка о безопасности от внешних нарушителей порядка, но и помогают улучшить и оптимизировать рабочий процесс.

В данное время законодательство РК предъявляет ряд требований к банкам, по обеспечению безопасности и аварийному оповещению сотрудников.

Среди современных средств обнаружения, видеонаблюдение в отличие от извещателей и радиолокации имеет ряд преимуществ. Основными из них являются возможность более полно оценить обстановку, отсутствие ложной тревоги и способность выявлять и более того регистрировать преступные посягательства при наличии постоянной санкционированной активности в зоне наблюдения.

Видеонаблюдение является одним из важнейших элементов структуры системы безопасности. Использование систем видеонаблюдения позволяет осуществлять визуальный контроль над обстановкой в помещениях и прилегающих территориях. Современное оборудование обеспечивает качественную и надежную работу систем видеонаблюдения в широком спектре климатических, температурных условий, в любое время суток.

Большой выбор компонентов для систем видеонаблюдения (видеокамер, видеорегистраторов, детекторов движения, носителей информации) и возможность различного их комбинирования гарантируют индивидуальный подход к решению поставленных задач и разработку оптимальных, высокоэффективных схем, как при проектировании комплексных систем безопасности, так и при построении обособленных структур видеоконтроля различной степени сложности.

Цель: организация беспроводной сети видеонаблюдения для банка «BankCentrCredit».

Задачи:

- обзор имеющихся систем видеонаблюдения;

- рассмотреть устройство и принципы элементов видеонаблюдения;

- построить цифровую систему видеонаблюдения и передачи данных;

- рассчитать затраты на внедрение системы видеонаблюдения;

- анализ условий труда.

ОБОСНОВАНИЕ АКТУАЛЬНОСТИ

«BankCentrCredit» внедряет в процесс систему видеонаблюдения с целью, мониторинга офиса, а также за визуальным контролем над рабочими процессами .

Необходимость системы видеонаблюдения для банка заключается в преждевременном предотвращении противозаконных ситуаций, своевременному оповещению сотрудников о ЧС, а также для оптимизации рабочего процесса.

Современные технологии беспроводной передачи данных активно внедряются и широко используются как в производственной деятельности большинства компаний, так и для построения компьютерных сетей для домашнего использования. Новые аппаратные решения в области беспроводной передачи данных позволяют создавать и беспроводные сети в пределах одного здания, и распределенные сети в масштабах целого города.

Совместимость беспроводной компьютерной сети с проводной инфраструктурой не является проблемой, поскольку большинство систем беспроводного доступа соответствует отраслевым стандартам соединения с сетями Ethernet.

Узлы беспроводной сети поддерживаются сетевыми операционными системами с помощью драйверов сетевых устройств.

Совместимость же разных систем беспроводных сетей действительно представляет собой сложную проблему, поскольку существует множество разных технологий и производителей. Кроме того, следует учитывать и вопросы совместимости устройств, использующих одну и ту же частоту.

Низкая стоимость, быстрое развертывание, широкие функциональные возможности по передаче трафика данных, IP-телефонии, видео — все это делает беспроводную технологию одним из самых перспективных телекоммуникационных направлений.

ОБЗОР СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

Типы систем видеонаблюдения

Рисунок 1.1 - Упрощенная схема аналоговой системы видеонаблюдения

Примечание: составлено автором

Типичная аналоговая система видеонаблюдения состоит из четырёх компонентов: телекамеры (1), проводной сети для передачи видеосигнала, разделителя экрана монитора (квадратор, 2), записывающего устройства (видеомагнитофон, 4) и мониторов (3) (рис.1.1).

В аналоговых системах видеонаблюдения изображение от видеокамеры до монитора передается в виде высокочастотного сигнала с различными значениями в заданном диапазоне и постоянными импульсами синхронизации. Такой сигнал не защищен от помех, что может привести к изменению значения видеосигнала и появлению помех (шумов) на мониторе.

Видеофиксация, в аналоговых системах, производится на видеомагнитофон формата VHS. На одну кассету аналоговый видеомагнитофон может вместить до 960 часов видеосигнала. Магнитофоны требуют постоянной смены и архивации записанных кассет, периодической чистки и замены видеоголовок. [1]

С приходом эры цифровых технологий, аналоговые системы видеонаблюдения, морально устарели. Сегодня все компоненты системы видеонаблюдения в своей работе используют технологии цифровой обработки сигналов.

Плюсы аналоговой системы:

- простота в настройке и работе;

- высокая надежность;

- простота обслуживания.

Минусы аналоговой системы:

- ограниченность функций;

- требуют постоянного обслуживания.

В системе видеонаблюдения на основе цифровых видеорегистраторов процессы формирования цифровых сигналов и их сжатия происходят в устройстве записи. Камеры в данной системе передают аналоговый сигнал(рис.1.2).

Рисунок 1.2 - Упрощенная схема полуцифровой системы видеонаблюдения
1-телекамеры, 2 - видеорегистратор, 3 - монитор, 4 - сетевой коммутатор, 5 - персональные компьютеры

Примечание: составлено автором

Цифровые видеорегистраторы имеют встроенные функции детектора движения, возможность включения записи по расписанию или сигналу, поступившему от охранного датчика. Имеется возможность копировать данные видеоархива на персональный компьютер через интерфейс USB или локальную сеть, просматривать архив по дате и времени, в том числе посредством удаленной работы с помощью сетевого программного обеспечения [1].

Плюсы полуцифровой системы:

- возможность использования аналоговых видеокамер и мониторов;

- запись на жёсткий диск, отсутствие кассеты;

- высокое и стабильное качество изображения;

- быстрый и лёгкий поиск записанных видеоданных;

- доступ к записанному видеоизображению по локальной сети и Интернет.

Минусы полуцифровой системы:

- сложность настройки.

В системе видеонаблюдения построенной на основе цифровых технологий, действия по обработке видеосигнала происходят в видеокамере(рис.1.3).

Рисунок 1.3 - Упрощенная схема цифровой системы видеонаблюдения
1 - телекамеры, 2 - сетевой коммутатор, 3 - персональные компьютеры

Примечание: составлено автором

В системе видеонаблюдения построенной на основе цифровых технологий, действия по обработке видеосигнала происходят в видеокамере. Производители создают "интеллектуальные" видеокамеры и успешно реализуют многие "полезные". В системе видеонаблюдения, построенной на основе IP-сетей, функция записи выполняется сетевым видеорегистратором, в качестве, которого выступает стандартный компьютерный сервер с установленным на него специализированным программным обеспечением [1].

Немаловажным преимуществом цифровых систем видеонаблюдения является возможность создания на их основе комплексных систем безопасности. В состав цифровой системы видеонаблюдения могут входить и другие охранные и исполнительные элементы.

Плюсы цифровой системы:

- высокое качество видеозаписи;

- высокая скорость доступа к архиву видеозаписей;

- возможность увеличения и масштабирования каждого записанного кадра;

- возможность интеграции с компьютерными системами безопасности;

- быстрый поиск и просмотр фрагментов видеоархива;

- онлайн трансляция и просмотр видеопотока по локальной сети и Интернету;

- возможность записи видеофрагментов на внешние носители с CD-диски.

Минусы цифровой системы:

- сложность настройки.

Среды передачи данных

После считывания заряда с ПЗС матрицы и преобразования его в электрический сигнал, он должен пройти путь от видеокамеры до видеосервера. Путь этот может быть не близким, так как камеры могут располагаться за несколько километров от места концентрации видеоизображения. Также надо учитывать и электромагнитные помехи, которые также оказывают действие на видеосигнал, поэтому следует внимательно подойти к выбору среды передачи данных от видеокамеры к видеосерверу.

Каждый тип имеет свои ограничения по применению, что необходимо учитывать при проектировании схемы размещения компонентов системы. Максимально возможные расстояния между видеосервером и видеокамерами в зависимости от способа передачи видеосигнала представлены в таблице 3.

Таблица 1.3 - Среды передачи видеосигнала

Примечание: составлено автором

Коаксиальный кабель - наиболее распространенный способ передачи изображения в реальных СОТ.

Основными характеристиками кабеля являются его волновое сопротивление, диаметр и погонное затухание.

Как правило, входные и выходные сопротивления основных компонентов СОТ имеют значение 75 Ом, т.е. рассчитаны на применение кабелей с волновым сопротивлением 75 Ом. Поэтому применять для передачи видеосигнала кабели с волновым сопротивлением, отличным от 75 Ом, не рекомендуется.

Максимальное расстояние передачи видеосигнала по коаксиальному кабелю зависит от целевой задачи видеоконтроля и определяется исходя из допустимого затухания видеосигнала в кабеле (для идентификации - 3 дБ, для обнаружения - 6 дБ).

Затухание в коаксиальном кабеле зависит, в основном, от его диаметра и составляет 2,6 дБ на 100 м (для кабеля диаметром 6 мм) и 1,4 дБ на 100 м (для кабеля диаметром 9 мм).

Исходя из приведенных выше цифр, можно рассчитать максимальное расстояние передачи видеосигнала по коаксиальному кабелю.

При необходимости передачи сигнала на большие расстояния применяют видеоусилители.

Особенности выбора и монтажа коаксиального кабеля, применяемого в СОТ следующие:

― выбирать коаксиальный кабель с двойной экранировкой, обеспечивающий степень подавления помех не менее 60 дБ;

― применять методы, которые уменьшают влияние помех, возникающих на объекте (предотвращение или уменьшение искрообразования, использование в аппаратуре специальных фильтров для уменьшения паразитного высокочастотного излучения, устранение помех электрической сети (50 Гц), экранирование аппаратуры и др.);

Для передачи сигнала на большие расстояния (до 1,5 км) возможно применение линии передачи "витая пара" с соответствующим оборудованием (передатчиком и приемником) для преобразования видеосигнала в симметричный, поскольку на выходе камеры сигнал несимметричен.

В специальных СОТ, когда требуются повышенная помехозащищенность, конфиденциальность информации и высокая разрешающая способность, применяют волоконно-оптические линии связи. Дальность действия таких СОТ (как и при передаче по телефонным линиям) практически не ограничена. Относительная дороговизна данных систем обусловлена тем, что ТК не имеют выхода для подключения оптоволоконного кабеля, поэтому требуется вводить в СОТ преобразователи электрического сигнала в оптический и обратно. Кроме того, прокладка, сращивание и подключение оптоволокна достаточно сложны. Однако при увеличении дальности передачи видеосигнала стоимость СОТ с волоконно-оптическим кабелем меньше стоимости системы передачи с помощью коаксиального кабеля (из-за большого количества усилителей, корректоров и другого оборудования и материалов). Например, видеосигнал от десяти ТК можно передавать по одному оптоволокну, а в случае использования коаксиального кабеля приходится использовать 10 отрезков такого кабеля необходимой длины и такое же количество усилителей, корректоров и др. [4]

При создании мобильных и переносных систем, а также при невозможности или нецелесообразности прокладки кабельных линий используют радиоканалы связи. Дальность передачи при этом составляет от сотен метров до нескольких километров. В простейшем случае ТК подключают к радиопередатчику гигагерцового диапазона. Однако такие системы имеют существенные недостатки: могут создавать помехи бытовому теле и радиовещанию, а сигнал в зоне действия передатчика может принимать преступник.

Большинство беспроводных систем передачи видеосигнала имеет достаточно узкие диаграммы направленности. Поэтому такие системы критичны к выравниванию и установке передающих и приемных антенн. При проектировании указанных систем и их монтаже упор должен быть сделан на методы выравнивания и жесткости крепления антенн. Естественные движения высоких сооружений, на которых закреплены антенны, могут серьезно воздействовать на эффективность системы передачи.

Этапы обработки сигнала

Вследствие того что аналоговый сигнал практически не поддается обработки для его хранения необходимо большое количество магнитных носителей, а передавать его на большие расстояния без усилителей невозможна, возникла необходимость в оцифровки видеосигнала перед его обработкой(рис.1.8).

Рисунок 1.8 - Частотная характеристика телевизионного сигнала

Примечание: составлено автором

Оцифрованный сигнал сжимается до 1000 крат, передается с помощью компьютерных сетей на любое расстояние, анализируется сложными программными и аппаратными модулями с целью выявления движения в кадре, возможность цифрового увеличения требуемого изображения, хранить оцифрованную информацию становится гораздо проще чем аналоговую (Время записи при отключенном детекторе движения, запись ВИ только на внутренний носитель 40GB, 32 ВК, 1к/с для каждой ВК, ч/б изображение, 768х288 15 – 18,75 часов).

Для оцифровки видеосигнала применяют устройства - фреймграбберы. В граббере могут быть использованы различные технологии, поскольку создано большое количество схем, которыми она может комплектоваться. Контроллеры оцифровки бывают двух типов: предназначенные для промышленных и научных приложений или для работы в области мультимедиа. Грабберы, использующиеся в научных целях для контроля процесса производства, конвертируют видеосигнал с наиболее возможной точностью, внося минимальные искажения. Мультимедийные контроллеры сначала конвертируют сигнал, а затем в эстетических целях изменяют его так, чтобы картинка была более привлекательной. Из-за совершенно различных областей применения контроллеры двух разных типов не могут быть взаимозаменяемыми, хотя некоторые производители мультимедийных плат подают их как “универсальное” решение для всех видов приложений [2].

Мультимедийный контроллер компонуется таким набором микросхем, которые значительно изменяют видеоинформацию, тем самым внося большое количество артефактов и шума. Эти изменения, которые не присутствуют в изначальном сигнале, могут привести к ошибкам измерения на последующих стадиях обработки и анализа информации. При использовании таких контроллеров в приложениях, которые требуют высокой точности (технологические измерения, микроскопия, инспектирование целостности поверхностей), внесенные изменения могут привести к ложным результатам(рис.1.9).

Рисунок 1.9 – Схема фреймграббера

Примечание: составлено автором

Контроллеры оцифровки (грабберы) видеоизображения позволяют произвести захват и анализ сигнала, несущего визуальную информацию. Как правило, они представляют собой встраиваемые платы, подключающиеся к одной из компьютерных платформ. Платы видеозахвата преобразует исходное изображение источника видеосигнала в поток данных, которые могут храниться в цифровом виде, а также обрабатываться, анализироваться и отображаться на экране монитора. Видеосигнал может поступать от самых различных источников: видеокамеры, спецвидеомагнитофона, телевизионного тюнера, мультиплексора с подключенными к нему камерами и подобных этим устройств. Эти источники могут давать композитный (полный) видеосигнал, содержащий яркостную и цветоразностную (в случае цветного видео) составляющие, а также сигналы синхронизации или компонентный видеосигнал, когда различные составляющие сигнала передаются по отдельным линиям (как, например, в случае S-Video, когда яркостный и цветоразностный сигналы передаются раздельно). Кроме того, цветные видеосигналы могут иметь одну из тех принятых в мире стандартных систем кодирования цвета, - NTSC, PAL, SECAM, или их разновидности.

Оцифрованное изображение, полученное в результате видеозахвата, приобретает дополнительно следующие параметры:

- разрешение, которое определяет количество элементов изображения и выражается количеством точек (пикселей) по горизонтали и вертикали (256х256, 640х480, 768х576 и др.);

- отношение ширины пикселя к его высоте (обычно это 1:1, но бывают и другие, например, 4:3);

- глубина представления цвета; определяет количество цветов или оттенков одного цвета, измеряется в битах (8 бит – 256 цветов(оттенков серого для монохромного изображения). 10 бит – 1024, 16 бит – 65 536);

- частота кадров (FramesPerSecond – FPS), скорость с которой кадры сменяют друг друга за единицу времени, обычно за секунду 25 кадров в секунду хватает для того, чтобы изображение было плавным, без скачков.

Контроллеры оцифровки видеоизображения бывают различных типов, различаются по размерам и форме, но несмотря на разницу в дизайне и характеристиках, они, с небольшими исключениями имеют общие принципы функционирования.

“Передний край” платы – это блок на который приходит сигнал с подключенного устройства. Большинство контроллеров видеооцифровки имеют встроенный мультиплексор – электронный переключатель, который позволяет выбирать один из нескольких видеовходов. Таким образом, к некоторым платам можно подключить до четырех (наиболее эффективно) и более источников видеосигнала. Вдобавок, для выполнения определенных задач многие монохромные грабберы имеют так называемый “цветовой барьер” или фильтры цветности. Необходимость получения монохромного изображения от цветного источника обосновывается тем, что цветная составляющая сигнала может являться причиной интерференционных узоров, которые снижают качество картинки. Фильтры цветности удаляют цветовую составляющую для более качественного приема сигнала и более точного его анализа.

Блок синхронизации состоит из систем хронометража, синхронизации и управления приемом изображения. Вместе с блоком конверсии они составляют “сердце” контроллера оцифровки. Схема хронометража может работать как на фиксированной частоте (в случае контроллеров, которые принимают видеосигналы стандартных форматов), так и на частотах, задаваемых программно (в случае контроллеров, принимающих нестандартные видеосигналы, - сигналы малораспространенных кодировок). Работа схемы хронометража жестко связана с работой схемы синхронизации, которая согласует такты схемы хронометража и импульсы входящего видеосигнала.

Платы оцифровки могут иметь дополнительную схему синхронизации на случай видеосигналов, имеющих малое отношение сигнал/шум или не жестко зафиксированную, меняющуюся со временем, частоту. Эти схемы восстанавливают поврежденную/измененную частотность импульсов путем добавления пропущенных импульсов и игнорируя дополнительные. Такие схемы чрезвычайно полезны для получения чистого изображения от сильно “шумящих” источников сигнала, таких как видеомагнитофоны или камеры, передающих сигнал по очень длинному кабелю[2].

Схема управления приемом изображения позволяет внешним сигналам включать и подготавливать плату для захвата входящего сигнала. Подобные сигналы зачастую связаны с какими-либо процессами, такими, как движение объектов съемки по конвейеру, или другими промышленными ситуациями. Эта схема необходима там, где нужна только периодическая работа платы, а не постоянная.

Блок обработки изображения формирует данные после того, как картинка была оцифрована АЦ - конвертером. Таблицы перекодировки (Look-UpTables – LUTs) используются для обработки данных изображения и обычно бывают двух типов: входные (ILUTs) и цветовые (Palette-matching LUTs). Входные таблицы перекодировки используются для изменения цифровых данных изображения в реальном времени, а также для инверсии и изменения значений шкалы полутонов (шкалы оттенков серого цвета). После того, как изображение будет передано в компьютер, все эти операции можно осуществить, используя программное обеспечение, но с помощью аппаратных средств платы это будет сделано намного быстрее. Цветовые таблицы перекодировки, которые часто присутствуют в монохромных контроллерах оцифровки, используются для управления цветовой палитрой компьютера для того, чтобы запущенные программы не отображали монохромные изображения с цветовыми аберрациями.

Схема масштабирования и выделения позволяет уменьшить цифровое изображение (а в некоторых случаях – увеличить) как по оси Х так и по оси Y перед тем, как переслать его в компьютер. Выделение позволяет выбрать интересующий участок изображения и не учитывать все оставшиеся данные. Управление размером и выделение нужной части изображения уменьшает время обработки и передачи информации. Это необходимо для приложений, которые критичны ко времени, когда требуется обработать много объектов, например, изображение лиц людей на проходной, номеров машин на оживленной автотрассе [4].

Если блоки приема и конверсии сделаны с ошибками, то они вносят помехи, сильно искажающие видеоданные. Самыми важными являются не характеристики вносимого платой шума: суммарная нелинейность и среднеквадратическое отклонение, которые измеряются в единицах, называющихся LSB (Least Significant Bit - младший значимый разряд). LSB характеризует точность цифрового представления серых тонов. Суммарная нелинейность характеризует отклонение серого цвета, полученного контроллером, от серого цвета исходного изображения, а среднеквадратичное отклонение – помехи, вносимые схемами платы. Чем меньше величины обеих характеристик, тем выше качество работы контроллера. Если они не превышают 0,5 lsb, то это значит, что данный граббер является превосходным инструментом для оцифровки изображения.

У разных видов кодировок сигнала соотношение длины пикселя к его высоте может различаться. Так, в формате RS-170 стороны соотносятся, как 4:3. Отношение сторон пикселя тесно связано с процессом обработки изображения. У многих контроллеров оцифровки, работающих с частотой 60 Гц, это соотношение равно 5:4, тогда у большинства грабберов, работающих с частотой 50 Гц, оно равно 3:2. Остальные платы захвата видеоизображения позволяют задавать отношение сторон пикселя программным путем. В том случае, когда картинка принимается и отображается с одинаковым соотношением сторон пикселя, оно не играет большой роли, форма объектов не искажается, квадраты остаются квадратами, а окружности – окружностями. Соотношение сторон пикселя следует принять во внимание при выполнении некоторых специальных операций, таких как определение площади участка изображения путем подсчета элементов, его составляющих, или изгиб выбранной области картинки [6].

При записи изображения обычно используется по 8 бит (1 байт) для представления 256 уровней яркости красного, зеленого и синего цветов (RGB). Таким образом, для хранения одного элемента изображения (пиксела) требуется 3 байта памяти. Стандартный видеокадр формата 352Х288 пикселов требует 304128 байтов, а изображение на экране монитора даже при разрешении 640Х480 занимает почти целый мегабайт.

Использование классических алгоритмов сжатия "без потерь", таких как RLE (кодирование длин серий) или LZW (метод Зива - Лемпела - Уэлча), не решает проблемы, поскольку предельные для них коэффициенты сжатия (2-3 в случае черно-белых полутоновых или 1,5-2 для RGB изображений) совершенно недостаточны для большинства приложений. Коэффициент сжатия, достигаемый при использовании любого метода, зависит от характера изображения. Например одноцветный фон в любом случае сожмется лучше полного мелких деталей изображения.

Полноцветные 24-битовые изображения можно сжать путем синтеза изображения с искусственной палитрой и применения кодирования длин серий в сочетании со статистическим кодированием, но при этом максимальный коэффициент сжатия будет не более 3-5 относительно исходного изображения, причем основное сжатие произойдет за счет перехода от RGB к 256-цветному изображению с искусственной палитрой, причем искажения, возникающие при таком переходе, необратимы, и уже это обстоятельство не позволяет считать такой способ сжатия неискажающим(рис.1.10).

Рисунок 1.10 – Способы сжатия видео

Примечание: составлено автором

Большинство современных методов сжатия как неподвижных, так и видеоизображений, обеспечивающих сжатие в десятки, а иногда в сотни раз, предполагает некоторые потери, то есть восстановленное изображение не совпадает в точности с исходным [6].

Характеристика объекта

Территория наблюдения состоит из офиса общей площадью 450 м².В офисе находится 12 помещении. Офис находится на 1 этаже жилого комплекса, вдоль центральной улицы г. Алматы(рис.2.1).

2,3,4-Кассовый отдел

5-Серверная

6-Зал менеджеров

7-Зал заседания

8-Отдел кредитования

9-Кабинет директора

10-Кабинет зам.директора

11-Секретарь

12-Информационный отдел

Рисунок 2.1 – Общий вид банка «BankCentrCredit»

Примечание: составлено автором

Требования к сети видеонаблюдения и передачи данных

В офисе банка требуется расположить 10 видеокамеры. Одна камера расположена на улице, остальные 9 расположены в помещении.

Наблюдение за объектами видеокамер должно осуществляться из сервера здания.

Весь видео поток, со всех видео камер должен поступать в сервер компании, где будет анализироваться, по завершению анализа будет составляться отчётность.

Входная камера должна фиксировать вошедших и вышедших людей.

Камера, расположенная в кассах банка, контролирует денежные операции и предотвращает злоумышленников.

Остальные камеры будут расположены по периметру помещения.

Возможное построение сети

На участке «BankCentrCredit» будет использована беспроводная технология передачи данных Wi-Fi (стандарт IEEE 802.11n).

Исходя из особенностей проектирования сети и специфики области её применения, рассмотрим основные критерии, которые будут влиять на разработку системы видеонаблюдения.

К основным критериям сети следует отнести:

- повышенную надежность и помехозащищенность;

- достаточное расстояние между элементами сети;

- характеристики местности построения системы видеонаблюдения и передачи данных;

- требования к качеству изображения;

- должна гарантированно обеспечиваться минимальная пропускная способность.

Для реализации хорошей надежности и помехозащищенности необходимо обеспечить штатный режим всех узлов и соединений данной сети.

Для удовлетворения пропускной способности сети, следует рационально подойти к выбору оборудования.

Для удовлетворения качества видеоданных, следует рационально подойти к выбору камер видеонаблюдения.

Для реализации системы видеонаблюдения и передачи данных, необходимо провести детальный анализ местности построения сети(рис.2.2).

Рисунок 2.2 - Расположение камер

Примечание: составлено автором

Выбор видеокамер

В качестве технического решения постройки сети видеонаблюдения используется оборудование компании «Novus» (на базе последнего поколения цифровых камер видеонаблюдения).

Особенность данного технического решения – это многофункциональность и гибкая конфигурация параметров видеокамер, суть которой сводится к тому, что конфигурация камер, а следовательно и всей сети, позволяет максимально оптимизировать работу сети и удовлетворить все потребности заказчика.

Функциональные возможности видеокамер Novus, позволяют по праву считаться эффективнейшим способом решения задач на современном рынке.

Стандарт сжатия видео H.264 используемый в камерах, предназначенный для достижения высокой степени сжатия видео потока при, сохранении высокого качества.

Технология компрессии позволяет снизить количество избыточной информации в видеопотоке, что обеспечивает эффективную передачу и хранение цифрового видеофайла. Специальные алгоритмы кодирования/декодирования (кодек) сжимают исходные данные и воспроизводят результат сжатия без потери качества.

Формат сжатия Н.264 позволяет значительно снизить размер кадров, сохраняя высокое качество изображения. Технология обеспечивает поиск совпадающих пикселей среди ранее закодированных пикселей; за счет этого удается значительно уменьшить размер видеопакетов. Н.264 позволяет также использовать улучшенную поблочную компенсацию движения, которая применяется при кодировании Р и В кадров. Для поиска совпадающих блоков кодер может выбирать внутри фрагментов одного или последовательности ссылочных кадров. Для участков кадра, где нет совпадающих блоков, используются внутренне закодированные макроблоки [7].

Метод компенсации движения является наиболее важным аспектом видеокодера, степень и способ его использования кодером Н.264 определяет эффективность сжатия видео. Кроме того, Н.264 обеспечивает сокращение количества видимых блоков (проблема видео, сжатого с помощью Motion JPEG и MPEG) с помощью специального фильтра.

Разрешающая способность кадра в камерах варьируется от 352x288 (CIF) до 1920x1080 (FullHD), Что позволяет использовать высокое качество изображения там, где это требуется(рис.3.1).

Рисунок 3.1 - Мегапиксельная IP камера стандартного исполнения IPNOVUSNVIP-2DN5001C-1P

Примечание: составлено автором

Таблица3.1 - Технические характеристики видеокамеры 2DN5001C-1P