ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ ТЕЛЕВИЗИОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ. Качество изображения определяется, прежде всего, телевизионной камерой.
Она представляет собой законченное устройство (рис. 1), которое будучи подключенным к видеовходу монитора или телевизора позволяет наблюдать изображение на экране на значительном расстоянии от объекта съемки. В настоящее время выпускаются видеокамеры для систем телевизионного наблюдения (включая модификации), отличающиеся: - характером изображения (черно-белое или цветное); - четкостью изображения; - светочувствительностью (минимальной рабочей освещенностью объекта съемки); - возможностью цифровой обработки видеосигнала; - допустимыми климатическими условиями работы; - напряжением питания.
С целью обеспечения качественной работы в условиях переменной яркости изображения и различных уровней фоновых засветок современные телекамеры, для систем телевизионного наблюдения, оснащаются под системами компенсации этих воздействий. Камеры с ручной регулировкой или вообще без соответствующей подсистемы выпускаются в основном для научных приложений.
В целях увеличения сектора обзора, телевизионные камеры устанавливают на поворотные устройства с горизонтальным или с горизонтальным и вертикальным сканированием. При повороте камеры следует учитывать возможные реакции систем компенсации внешних воздействий (засветка, воз действие импульсных источников искусственного освещения и т. д.). При установке на улице, телекамеры помещаются в специальные защитные корпуса.
Вторым важным элементом систем видео наблюдения является видеомонитор. Он должен обеспечивать высокую долговременную стабильность и не требовать регулярной калибровки. Надежность также зависит от того, на сколько оптимальны схемные решения, прочна и удобна механическая конструкция. Технология производства вещательных видеомониторов за последние годы претерпела существенные изменения. Фирма Sony внедрила ряд интересных разработок в свои изделия, причем некоторые новинки появились в течение последних нескольких месяцев.
В составе аппаратуры обработки видеоинформации обычно используются два основных типа устройств: свитчеры и компрессоры. В дополнение к основным устройствам обработки широко применяются различные вспомогательные устройства: - кабельные усилители - для компенсации потерь в кабеле при передаче видеосигнала на расстояние до 2 км; - разветвители, позволяющие к одной теле камере подключать несколько мониторов, видеомагнитофонов и т.п.; - генераторы вспомогательной текстовой информации (даты, времени, номера или идентификатора камеры и т.п.). ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ВИДЕОКАМЕР Основу любой системы телевизионного наблюдения составляют телекамеры.
На рынке систем теленаблюдения присутствует техника как ведущих фирм мира, так и тайваньских и корейских фирм. В конструкции видеокамеры можно выделить следующие основные функциональные системы: - преобразователь свет-сигнал; - синхронизации; - автоматической регулировки усиления; - электронный затвор; - автоматической установки баланса черного; - гамма-коррекции; - съемки при низких уровнях освещенности; - объектив с автоматической диафрагмой.
Функция съемки при низких уровнях освещенности (LOLUX) замечательна тем, что позволяет снимать почти без освещения. При этом можно получить прекрасное изображение с хорошим цветовым балансом без увеличения уровня шума. Преобразователи «свет-сигнал» Важнейшим элементом конструкции видеокамеры является преобразователь «свет-сигнал», обеспечивающий кодирование снимаемого изображения в форме электрических сигналов.
Преобразователи свет-сигнал представляют собой либо передающие электронно-лучевые ТВ трубки (ЭЛТ), либо твердотельные матрицы - так называемые «приборы с зарядовой связью» (ПЗС). Передающими ТВ трубками оснащены устаревшие модели видеокамер либо видеокамеры специального назначения. В современных видеокамерах, как правило, применяются матрицы ПЗС, обеспечивающие большую надежность работы при достаточно высоких параметрах. Число строк матрицы принимает значения от 380 до 900. Внедрению камер на ПЗС способствовали их несомненные преимущества. Отсутствие громоздких отклоняющих катушек и других, присущих ЭЛТ элементов конструкции, позволило в значительной степени снизить размеры и массу камер на ПЗС по сравнению со своими предшественниками.
Кроме того, заметно упростилась вся схемотехника ТВ камер и, как следствие, примерно наполовину снизилась потребляемая от источника питания мощность. Одновременно примерно вдвое повысилась чувствительность ТВ камер.
Их работа стала стабильнее, на нее перестали влиять типичные для камер на ЭЛТ сбои в работе, связанные с такими внешними факторами, как сотрясения, вибрации, уход параметров в процессе эксплуатации и при изменениях температуры. Для камер на ПЗС, в отличие от трубочных аналогов, характерно также отсутствие послеизображений (инерционности мишени), тянущихся продолжений за движущимися объектами в изображении, не говоря уже о прожигании фотопроводящего слоя мишени.
Причем указанные параметры не зависят от срока эксплуатации матриц ПЗС. В обычной ТВ камере электроннолучевая трубка в рабочем режиме удерживает на мишени значительное количество света. Это происходит, когда она направлена на сильно освещенные объекты (солнце, окно или осветительный прибор). В случае использования твердотельной передающей камеры, все перечисленные факторы становятся совершенно несущественными, что особенно важно, если у оператора нет достаточного опыта или условий для проведения съемки.
В видеокамерах применяются 2/3", 1/2", 1/3", 1/4" и 1/6" приборы с зарядовой связью (ПЗС). Число пикселов (пиксел - один элемент ПЗС) в ПЗС может быть от 300 до 1000. Количество элементов матрицы обеспечивает горизонтальное разрешение изображения в зависимости от модели 300-600 телевизионных линий (твл). Успех миниатюрных видеокамер обусловлен высокой надежностью и качеством преобразователей на приборах с зарядовой связью (ПЗС)