Модернизация системы видеонаблюдения центрального офиса коммерческого банка (стр. 4 из 9)
В вызывных панелях видеодомофонов, например, в серии AVC, DVC также обычно ставят камеры SK-1004CP. Между собой видеокамеры SK-1004CP, SK-1004CP5, SK-1004CP6 отличаются формой объектива. SK-1004CP имеет «плоский» объектив, объективы камер SK-1004CP5, SK-1004CP6 имеют форму усеченного конуса и просто конуса, что значительно упрощает монтаж при скрытой установке. Объектив входит в комплект. Модификации камер SK-1004X отличаются повышенной чувствительностью, особенно в инфракрасном диапазоне.
Принято решение выбрать для замены KPC-190 по ряду причин. Данная камера обладает удобным цилиндрическим корпусом в отличие от бескорпусных SK-1004. Цилиндрический корпус наиболее удобен для скрытой установки, более того камера идет в комплекте с кронштейном, что дает гораздо больше степеней свободы, чем для KPC-500 с квадратным корпусом и стандартным креплением. Также важно, что корпус KPC-190 более герметичен, чем у KPC-500. Данная камера показывает высокие характеристики разрешения 420 ТВЛ, что совпадает с разрешением KPC-500 и больше, чем у камер SK. Среди данных камер стандартной комплектации KPC-190 обладает самой высокой чувствительностью, что делает ее оптимальной для темных участков здания.
Одной из главных проблем действующей системы видеонаблюдения является невозможность контроля финансовых операций в кассах.
Так как купюры различного достоинства отличны по цвету, то использование цветной камеры несколько облегчило бы задачу распознания действий кассиров.
В видеонаблюдении чаще всего используются одноматричные цветные телекамеры. Они формируют композитный цветной видеосигнал, известный как CVBS. Три компоненты видеосигнала, входящие в состав CVBS: яркостной сигнал, красный цветоразностный и синий цветоразностный. Они квадратурно модулированы и вместе с яркостным образуют композитный цветной видеосигнал. Затем в цветном видеомониторе эти компоненты обрабатываются и получаются первичные сигналы R, G и В.
В одноматричных цветных ПЗС-телекамерах цветоделение может производиться одним из двух методов фильтрации:
– Фильтр полос RGB, где три вертикальные пиксельные колонки расположены рядом друг с другом: красная, зеленая, синяя.
– Комплементарный мозаичный цветовой фильтр, где пикселы ПЗС-матрицы не чувствительны к R, G и В цвету, а чувствительны к дополнительным цветам – голубому, пурпурному, желтому и зеленому, расположенным в виде мозаики.
Первый тип одноматричной цветной ПЗС-камеры дает очень хорошее цветовоспроизведение и требует более простых схем. Однако, такие матрицы «страдают» очень низкой разрешающей способностью по горизонтали, обычно порядка 50% от общего числа пикселов в горизонтальном направлении матрицы. Что касается разрешающей способности по вертикали, то она определяется полным числом пикселов по вертикали. Подобный тип телекамер формирует цветные сигналы RGB.
Мозаичная одноматричная цветная ПЗС-телекамера требует более сложной электроники и может отставать по качеству цветопередачи в сравнении с RGB моделями, но дает гораздо более высокую разрешающую способность по горизонтали.
Поскольку последние наиболее распространены в видеонаблюдении, мы уделим немного больше места этому вопросу и объясним, как цветовые компоненты преобразуются в композитный цветной видеосигнал.
Мозаичный фильтр, обычно называемый матрицей цветовых фильтров,разделяет свет на голубой, пурпурный, желтый и зеленый компоненты. Как уже упоминалось, эти цвета являются дополнительными. И на практике этот тип одноматричных ПЗС-телекамер использует цветовые компоненты Су, Ye, Mg и Gr для создания сигнала яркости Y и цветоразностных сигналов V=R-Yn U=B-Y
Новые разработки постоянно совершенствуют технологию получения изображения. Компания Foveon создала многослойный одноматричный фотоприемник, в котором разделение цветов происходит не фильтрами на разных ячейках матрицы, а за счет специальной многослойной технологии, где цвета разделяются по мере проникновения в одну и ту же ячейку. В результате достигается лучшая цветопередача и более высокая разрешающая способность. Сейчас уже есть цифровые фотоаппараты с матрицей Foveon X3, и не будет ничего удивительного в том, если в будущем появятся и телекамеры с подобной матрицей для систем видеонаблюдения.
Но цветные камеры стандартного и даже высокого разрешения уступают по своим техническим характеристикам, а, следовательно, и по качеству изображения аналогичным черно-белым. Стоимость же цветных видеокамер примерно в два раза выше.
Целью видеонаблюдения за действиями кассиров в данном коммерческом банке является выявление несоответствий в финансовых операциях и несанкционированных действий сотрудников, а не фиксация объема этих финансовых операций.
Поэтому принято решение выбрать черно-белые камеры повышенного разрешения.
В специальных телевизионных следящих системах для определения вероятности распознавания объекта на телевизионном растре используется критерий Джонсона, который применительно к распознаванию изображения объекта выглядит следующим образом:
где N – количество ТВЛ по горизонтали или вертикали.
P – вероятность распознавания объекта.
Отсюда можно вывести обратную зависимость необходимого размера объекта в зависимости от требуемой вероятности его распознавания:
где P – заданная вероятность распознавания объекта на телевизионном растре.
Высота и ширина реально наблюдаемого участка местности зависит от расстояния до него, фокусного расстояния объектива и размеров преобразователя свет-сигнал. Эта зависимость выглядит следующим образом:
Для 13» ПЗС матрицы фокусное расстояние объектива при заданной ширине наблюдаемого участка местности на заданном расстоянии:
где W – ширина наблюдаемого участка местности в метрах,
L – расстояние до наблюдаемого участка местности в метрах,
f – фокусное расстояние объектива в миллиметрах.
Исходя из вышеописанных закономерностей, очень легко вывести зависимость требуемого фокусного расстояния объектива для распознавания объекта заданного размера на заданном расстоянии при требуемой вероятности распознавания.
Если размер объекта на ТВ растре N ТВЛ, а его линейный размер по горизонтали Wo метров и разрешении ТВ камеры по горизонтали R ТВЛ, то ширина картинной плоскости Wk:
Отсюда следует
где
L – расстояние до объекта, метров.
P – требуемая вероятность распознавания.
W – ширина объекта, метров.
R – разрешающая способность ТВ камеры, ТВЛ.
f – фокусное расстояние объектива, миллиметров.
Определим минимальное требуемое фокусное расстояние для камер повышенного разрешения. Возьмем значение разрешения R= 600 ТВЛ. Камеры в кассовых комнатах будут крепиться к потолку над столом кассира, высота помещения L= 2,5 метра. Вероятность распознавания должна быть достаточно высока, условно присвоим ей величину P= 0,999.
Объективы современных камер имеют большее фокусное расстояние: стандартный диапазон лежит в пределах от 2,8 до 16 мм. Поэтому особых требований к камере повышенного разрешения для распознания объектов из-за фокусного расстояния не возникает.
Для определения дальней зоны идентификации деталей небольших предметов используется коэффициент 0,63. Поэтому минимальное фокусное расстояние, при котором возможна идентификация равно: 2,5/0,63=3,96 мм.
Камера видеонаблюдения должна охватывать рабочее место кассира. Исходя из этого, горизонтальное поле зрение составляет 2 м. Зная горизонтальное поле зрение и формат ПЗС-матрицы можно узнать максимальное фокусное расстояние по формуле:
где f – фокусное расстояние объектива, мм;
l – Расстояние до объекта наблюдения, м;
h – Ширина ПЗС-матрицы, мм;
H – Горизонтальное поле зрения, м.
Таким образом, максимальное фокусное расстояние объектива составляет 6 мм, что примерно соответствует углу обзора 45°. Данные технические характеристики поддерживают большинство камер видеонаблюдения представленных на современном рынке при правильном выборе объектива или его настроек.
Важную роль при выборе камеры играет освещенность помещения. Именно этим параметром определяется Выбор камеры с определенной чувствительностью. В таблице приведены примерные величины освещенности для разных объектов.
Таблица 3.4 – Примерные величины освещенности для разных объектов
| Дневное, естественное освещение на улице в солнечную погоду | 100000…5000 лк |
| Дневное, естественное освещение на улице в облачную погоду | порядка 5000 лк |
| Магазины, супермаркеты | порядка 1500…750 лк |
| Офис или магазин | 50–500 лк |
| Холлы гостиниц | 100…200 лк |
| Стоянки автотранспорта, товарные склады | 75…30 лк |
| Сумерки и хорошо освещенная автомагистраль ночью | 10,00 лк |
| Места зрителей в театре | 3…5 лк |
| Больница в ночное время, глубокие сумерки | 1 лк |
| Ночное естественное освещение на улице при полнолунии | 0,3…0,1 лк |
| лунная ночь | 0,05 лк |
| безлунная ночь | 0,01 лк |
| Ночное естественное освещение на улице при свете звезд | 0,003…0,1 лк |
Объект, описываемый в данном случае и все прочие помещения банка, представляют собой офис. В связи с этим уровень освещенности составляет от 50 до 500 люкс. Минимальная чувствительность камеры видеонаблюдения в данном случае будет равняться 50 лк. Современные камеры гораздо более чувствительны.