Příklady CCTV aplikací

 

Analýza potřeb zákazníka a návrh kamerového systému CCTV   

Návrh bezpečnostního kamerového systému by měl vycházet ze zadání konkrétní aplikace CCTV a analýzy potřeb zákazníka. V úvodní fázi realizace kamerového systému by mělo být jasné jaký účel bude kamerový systém plnit, resp. jaký přínos bude mít kamerový systém pro uživatele a jakým způsobem bude obsluhován. Z hlediska provozu bezpečnostního kamerového systému lze rozdělit monitorování do tří základních úrovní:

1. standardní CCTV aplikace, tj. běžné monitorování

2. střední úroveň rizik, které v sobě zahrnují bezpečnostní aspekty využití CCTV

3. vysoká rizika ohrožení, kdy je CCTV součástí integrovaného bezpečnostního systému a navazuje na systémy EZS, EPS, ACS

 

1. Určení kamerových stanovišť

Jednotlivá kamerová stanoviště jsou určována s ohledem na velikost a druh sledovaných prostor. Z hlediska umístění a instalace konkrétního typu bezpečnostní CCTV kamery je důležité, zda se jedná o sledování interiéru nebo o venkovní prostory, jak velké prostory bude CCTV kamera sledovat, jaké detaily mají být zobrazeny a jaké jsou ve snímaném prostoru světelné podmínky.

 

1.1 Prostředí a druh sledovaných prostor

V běžném interiéru můžeme použít standardní kameru s držákem a objektivem bez potřeby povětrnostního krytí, protože předpokládáme stálé tepelné podmínky a minimální vzdušnou vlhkost a nehrozí orosení objektivu. V tomto případě nemusí být kamera chráněna ani proti korozi a zvýšené prašnosti. V některých průmyslových provozech může být, i přestože jde o vnitřní prostředí výrobní haly, okolní prostředí prašné, vlhké, agresivní vůči korozi, s vibracemi, s vysokými teplotami a se silným elektromagnetickým polem. Z tohoto hlediska je nutné průmyslové CCTV kamery chránit instalací do vhodného krytu (prachotěsného, vytápěného, chlazeného, s antikorozní úpravou). Vibrace lze zčásti eliminovat způsobem uchycení kamery ke konstrukci a zčásti může u některých novějších typů kamer pomoci digitální stabilizace obrazu DIS (Digital Image Stabilization). V interiéru může hrozit také riziko úmyslného poškození nebo odcizení CCTV kamer.

Ve venkovním prostředí musíme počítat se změnou okolní teploty, vysokou vlhkostí, prašností, průnikem dešťové vody, námrazami apod. Vzhledem k povaze venkovních prostor chráníme CCTV kamery instalací do venkovních krytů s odpovídajícím povětrnostním krytím, vybavené vytápěním nebo případně chlazením. Současná nabídka bezpečnostních CCTV kamer umožňuje výběr z celé škály venkovních kompaktních kamer s venkovním krytím (standardně IP65) a s automatickým temperováním. Kompaktní venkovní CCTV kamery jsou zpravidla opatřeny nočním infra přisvětlením, vari-objektivem, držákem a rovněž jsou nabízeny v anti-vandal provedení. Proti vandalismu a případnému odcizení kamery se lze poměrně účinně chránit umístěním kamery tak, aby nebyla vandalům snadno dostupná.

 

1.2 Zorné pole kamery a zobrazovaní detailů v obraze

Ve spolupráci s provozovatelem bezpečnostního kamerového systému je nutné stanovit, jaké konkrétní detaily mají být zobrazeny, tj. určit zorné pole kamery (resp. objektivu) s ohledem na vzdálenost kamery od snímané scény. Zorné pole reprezentuje snímaný úhel záběru kamery. Z toho vyplývá, že při snímání detailu (např. rozlišení obličeje) bude s nejvyšší pravděpodobností snímáno objektivem s úzkým úhlem, tedy s částečným výřezem snímané scény vůči celkovému záběru definovaného prostoru. Je dosti náročné splnit současně dva požadavky, a to snímání (výřezu) podrobného detailu a přehledové (širokoúhlé) snímání celkového prostoru. Uvedenou problematiku je možné řešit např. umístěním dvou fixních CCTV kamer (první kamera snímá předpokládaný detail a druhá zabírá celkový prostor), nebo u skutečně rozsáhlých prostor kombinací fixních kamer s otočnou kamerou vybavenou zoom objektivem pro přiblížení požadovaného detailu (toto řešení předpokládá stálou obsluhu kamerového systému, která otočnou kameru pootočí do požadovaného směru, může se např. jednat o hlídaná parkoviště supermarketů). Částečným, ale ne zcela dostatečným řešením může být použití kamer s vysokým megapixelovým rozlišením, ovšem za předpokladu vyšších pořizovacích nákladů.

Pro představu uvádíme příklad sledování oploceného parkoviště pro 12 vozidel o rozloze cca 18 x 18 metrů s požadavkem na současné snímání SPZ (registračních značek) přijíždějících a odjíždějících vozidel. Parkoviště o čtvercovém půdorysu je navrženo tak, že na protilehlých stranách stojí vedle sebe vždy 6 a 6 zaparkovaných vozidel, kolmý pruh mezi vozidly slouží k jejich nájezdu a výjezdu. Vozidla přijíždějí a odjíždějí jednou branou, která je umístěna v ose nájezdu vozidel a je široká cca 3 metry. Kamera s širším úhlem záběru (cca 75°), umístěná v jednom z rohů parkoviště a pootočená po diagonále, sleduje celý prostor a současně protilehlou vjezdovou bránu. Na úrovni vjezdové brány, tj. ve vzdálenosti zhruba 20 metrů snímá kamera šířku záběru již 25 metrů! V případě, že chceme v obraze rozeznat alfanumerické znaky na SPZ (vysoké pouhých 8 cm) musí registrační značka vozidla zabírat min. šířku 1/8 obrazu, to odpovídá max. 4 metrům při šířce SPZ 50 cm. Při 4metrové šířce záběru odpovídá šířka SPZ na 17“ monitoru zobrazované šířce 4,25 cm a výšce písmen 0,7 cm, jelikož 4 metry zabírané šířky odpovídají 34 cm šířce 17“ monitoru a 3 metry celkové výšky záběru odpovídají 26 cm výšce monitoru! Při avizované šířce záběru 25 metrů odpovídá SPZ na 17“ monitoru šířce 0,68 cm a výšce písmen 0,11 cm (tj. 1,1 milimetru)!. Optické rozlišení nemůže při tomto poměru zorného pole zobrazit žádná analogová kamera (ani s TV rozlišením 600 řádků). Norma PAL reprezentuje ideálně 704 x 576 obrazových bodů.

Použijeme-li digitální IP-kameru například s 2megapixelovým rozlišením a budeme mít zorný úhel nastaven na šířku 16 metrů (to odpovídá výšce záběru 12 metrů), vejde se nám šířka SPZ do záběru 32x, výška SPZ (10 cm s 8 cm alfanumerickými znaky) by se nám na obrazovku vešla 120x. Použijeme-li v tomto případě 20“ LCD monitor, který má stejný počet pixelů jako 2megapixelová kamera, tj. 1600 x 1200 (šířka plochy 41,1 cm x výška plochy 30,9 cm) bude skutečná zobrazovaná šířka SPZ na LCD odpovídat 1,28 cm a výšku bude reprezentovat pouhých 0,2 cm. Zjednodušeně řečeno šířka SPZ bude odpovídat 50 pixelům a výšku písmen na SPZ bude reprezentovat pouhých 8 pixelů, což nelze za běžných podmínek srovnávat s tištěným podkladem nebo fotografickou předlohou. Zadání a provoz kamerového systému totiž nepředpokládá rozlišení detailů jen za ideálních podmínek, ale prakticky za všech podmínek, které nastanou. Nemělo by tedy docházet k záměně některých podobných znaků na SPZ (např. B=S, S=5, 5=9, S=8 apod.) Řešením je zorné pole ještě zúžit nebo použít kameru s minimálně dvakrát větším rozlišením (např. 5 megapixelů). Přestože se to na první pohled nemusí tak jevit, je asi nejelegantnějším řešením již zmiňované použití více CCTV kamer. Cena megapixelových kamer je zatím stále o řád vyšší než cena standardně používaných CCTV kamer. Megapixelové kamery na rozdíl od dražších typů s rozlišením HDTV (High Definition) neumožňují snímání v reálném čase při uváděném maximálním rozlišení. Vysoké rozlišení zvyšuje nároky na datový tok a zkracuje kapacitu záznamového média. Např. 2megapixelová kamera má více než čtyřnásobně větší datový tok než kamera se standardním rozlišením. Nové videokodeky H.264 sice snižují nároky na datový tok na 1/4, ale za předpokladu připojení většího množství kamer do videosystému narůstá hodnota datového toku stále kvadraticky právě ve spojení s nároky na ultravysoké rozlišení kamer. Rozmazání pohybujících se subjektů či objektů v obraze můžeme částečně eliminovat použitím kamer s tzv. Progresivním skenováním obrazu. V podstatě se jedná o neprokládaný režim skenování obrazového senzoru, kde nedochází k posunu obrazu sousedních TV řádků vlivem opoždění naskenování těchto pixelů.

Při návrhu kamerového systému je nezbytné obezřetně volit druh použitých kamer s ohledem na požadované celkové rozlišení videosystému. Rozšíření komerčních audio-video vizuálních prostředků, ale i filmová a mediální masáž vytváří u zákazníků nereálné představy o použití bezpečnostních kamerových videosystémů právě s ohledem na zpětné rozlišení různých detailů v obraze.

Rozlišení detailů v obraze lze pro zjednodušení rozdělit do čtyř skupin:

A – podrobný detail (ověřování SPZ, dokladů), kde vždy záleží na poměru zobrazených a rozpoznatelných detailů

B – detail (rozlišení tváře, max. výška záběru 1 m)

C – polodetail (skupina osob, vozidlo, doporučená šířka záběru 8 m)

D – přehledové širokoúhlé snímání celkového prostoru

 

Tabulka horizontálních zorných úhlů v závislosti na ohniskové vzdálenosti „f“ a formátu obrazového senzoru kamery.

 

1.3 Světelné podmínky

Důležitým parametrem pro návrh kamerového systému jsou i světelné podmínky. Zvláště u venkovních CCTV aplikací se světelné podmínky výrazně mění, v průběhu dne a noci, právě tak v různých ročních obdobích a za konkrétních povětrnostních podmínek (např. za slunného dne při zasněženém pozadí sledovaného prostoru, kdy sníh odráží převážnou část světla a mnohonásobně zvyšuje intenzitu světla snímané scény). Intenzita přirozeného denního světla se pohybuje řádově v hodnotách 10.000 až 70.000 luxů. V interiéru se hodnoty intenzity osvětlení pohybují běžně v rozmezí 100 až 1000 Lux. Intenzita osvětlení se zmenšuje a je nepřímo úměrná kvadrátu vzdálenosti od zdroje světla. Žárovka se 100watovým příkonem osvítí prostor ve 20 metrové vzdálenosti s intenzitou světla cca 3 Lux, v 50 metrech už jen 0,5 Lux, ve 100 metrové vzdálenosti je hodnota intenzity osvětlení pouhých 0,1 Lux. 500watová žárovka má intenzitu osvětlení 3,4 Lux v 50 metrové vzdálenosti, po 100 metrech je hodnota osvětlení na úrovni 0,8 Lux. Velmi jasná měsíční noc při úplňku představuje osvětlenost max. 0,5 Lux. Lidský zrak je natolik adaptabilní, že dokáže vnímat určité světelné podněty ještě při hladině 0.000000001 Lux, samozřejmě bez možnosti rozlišovat jakékoliv předměty. Naopak, člověk je schopen číst výrazný text při osvětlení zhruba 10.000.000 Lux (ale za cenu výrazného nepohodlí). Současné kamery disponují zcela běžně minimální citlivostí v úrovních desetin až setin luxů. Na expoziční automatiku kamer má ve dne rovněž vliv orientace kamer vzhledem ke světovým stranám a ekliptice země vůči slunci, v noci se venkovní kamery musí vyrovnat s umělým osvětlením snímaného prostoru. Moderní kompaktní CCTV kamery nabízejí ve venkovním prostředí automatické spínání infračervených IR LED diod, které snímanou scénu nasvětlí. Maximální dosvit IR LED diod je vždy uváděn v technické specifikaci kamer. V tomto případě rovněž platí, že ne vždy větší hodnota dosvitu IR LED znamená lepší viditelnost v noci. I když se infračervené světlo šíří prostorem jinak než světlo ve viditelném spektru, naddimenzovaný světelný zdroj může naopak ve výsledném obraze zbytečně přesvětlovat blíže stojící objekty či subjekty. Má-li zákazník zahradu s délkou 50 metrů od plotu k nemovitosti, a je jeho zájmem střežit především prostor v bezprostředním okolí nemovitosti, je zcela zbytečné osvětlovat celou délku zahrady, protože případný zloděj stejně musí dojít ke střeženému objektu, a tam ho bude sledovat kamera s 10 nebo 20metrovým přisvětlením. U přídavných samostatně instalovaných světlených zdrojů je nutné ohlídat vyzařovací úhel, který by neměl být podstatně užší než zorný úhel kamery.

V interiéru jsou zdrojem nežádoucího protisvětla především okna, prosklené vstupní dveře, skleněné výplně či světlíky. Proto by měly být CCTV kamery orientovány pokud možno ve směru zdroje světla, nikdy přímo proti světlu. Interiérové prostory bývají zpravidla osvětleny z části umělým osvětlením, s podílem přirozeného slunečního osvětlení (tzv. sdružené osvětlení). Umělé osvětlení žárovky nebo zářivky má jinou barevnou teplotu chromatičnosti než osvětlení přirozené, v tomto případě by mohlo kvůli „nerozhodnosti“ kamery docházet k nežádoucímu posunu barevného podání obrazu a nepřesné reprodukci výsledných barev. Současné moderní barevné bezpečnostní CCTV kamery jsou dostatečně citlivé na min. osvětlení, disponují automatickým přepínáním do IR režimu (True Day/Night) s infračerveným přisvětlením IR LED a nabízejí celou řadu integrovaných funkcí k potlačení výše uváděných nežádoucích projevů. CCTV kamery potlačují velké jasové rozdíly v obraze a díky inteligentnímu dynamickému zpracování expozice WDR (Wide Dynamic Range) poskytují vyvážený obraz bez značných jasových rozdílů a omezení světelných špiček (Eclipse). Moderní bezpečnostní kamery věrně reprodukují barvy díky pokročilým funkcím balance bílé s 12bitovým zpracováním AWB (Automatic White Balance) a ATW (Automatic Tracking Balance) s rozsahem až 2000-10000 K. K vysoké ostrosti obrazu přispívá kromě excelentního rozlišení (přes 600 TV řádek, bez vadných pixelů) i digitální redukce šumu 3D-DNR (Digital Noise Reduction) v obraze (s 3D filtrem) a vysoký odstup signálu od šumu. Špičkové kamery nabízejí rovněž polygonální víceúrovňové vymaskování privátních ploch v obraze, detekci obličejů s rozlišením tváří, stranové převracení obrazu, integraci světla a mnoho jiných nastavitelných funkcí pomocí OSD menu. CCTV výrobci se předhánějí v nabídce vylepšených expozičních funkcí bezpečnostních CCTV kamer a nazývají je nejrůznějšími přívlastky jako Super, Extra nebo Ultra. CCTV kamery pečlivě zkoušíme a testujeme před uvedením trh.

 

2. Specifikace monitorovacího pracoviště

Po stanovení počtu a typu konkrétních CCTV kamer je nutné specifikovat monitorovací pracoviště s ohledem na provoz bezpečnostního kamerového systému. Provoz kamerového systému může být tzv. bezobslužný (tj. pouze s požadavkem na záznam, bez ohledu na vyhodnocování aktuální situace), s částečnou obsluhou (např. pouze v pracovní době), nebo s nepřetržitou obsluhou vyhodnocující aktuální vzniklou situaci a přijímající odpovídající opatření. V úvahu může přicházet i kombinace částečné obsluhy s dálkovým dohledem (např. prostřednictvím Internetu, WAP/GSM apod.). Umístění a vybavení monitorovacího pracoviště by také mělo odpovídat provozu kamerového systému, zvláště pokud je požadován režim s nepřetržitou obsluhou (směnný režim) a jedná se o velký počet kamer. Návrh a vybavení monitorovacího pracoviště by rovněž měl odpovídat ergonomickým požadavkům. Rozmístění, počet a velikost videomonitorů a ovládacích prvků kamerového systému by měl odpovídat počtu připojených kamer, také s ohledem na počet bezpečnostních pracovníků vyčleněných ke sledování videosystému.

 

3. Specifikace záznamového zařízení

Kapacita a parametry záznamového zařízení (bezpečnostního digitálního videorekordéru) by měla korespondovat s počtem připojených kamer, délkou požadovaného záznamu, způsobem vyhodnocování záznamu a režimem pořizování záznamu (kdy, jak a z které kamery bude záznam aktivován). Důležitý je požadavek na ovládání více bezpečnostních videorekordérů současně z několika nezávislých, třeba i vzdálených (centrálních) monitorovacích pracovišť. Bezpečnostní kamerový systém může být připojen a spolupracovat i s jinými bezpečnostními systémy (např. EZS, EPS, ACS, terminály POS), také s použitím grafické uživatelské nadstavby, vč. informování obsluhy o vzniku alarmové události. Pravidelné zálohování zaznamenaných dat, ovládání otočných PTZ kamer, synchronní záznam zvuku, vkládání ochranného vodoznaku do obrazu, detekce ztráty videosignálu, nastavitelná detekce pohybu v obraze, přenos obrazu po Internetu (LAN/WAN, nebo podpora WAP), inteligentní vyhledávání v pořízeném záznamu, integrovaná videomatice pro připojení nezávislých monitorů, definovatelná uživatelská oprávnění, synchronizace času z Internetu, automatický restart a obnovení systému po výpadku napětí, automatické odesílání alarmových zpráv na E-mail, sepnutí alarmového kontaktu při alarmové události, i to jsou funkce, které současné bezpečnostní digitální videorekordéry nabízejí.


4. Přenosová trasa, ochrana signálu a zálohování videosystému

S ohledem na dispozici sledovaného objektu a umístění monitorovacího pracoviště volíme způsob přenosu videosignálu včetně uložení přenosové trasy a také s ohledem na případné elektromagnetické rušení signálu. Ojediněle by mohlo přicházet v úvahu i zneužití přenášených obrazových dat. Zákazníci často podceňují ochranu videosystému před elektrickým přepětím a zálohování videosystému před výpadkem napětí, přestože k těmto událostem dochází.

 

5. Digitální IP-kamery versus analogové bezpečnostní CCTV kamery

Panuje mýtus, že digitální IP-kamery nabízejí více doplňkových funkcí a širší uplatnění, že zprovoznění IP-kamer je pro koncového uživatele snazší, že pokud chceme vzdáleně monitorovat objekt po Internetu musíme použít pouze IP-kamery (protože mají přece připojení na ethernet), nebo že běžné IP-kamery mají obecně vyšší rozlišení než bezpečnostní analogové CCTV kamery. Není tomu tak ani v jednom z uváděných případů. Analogové CCTV kamery jsou ve spojení s bezpečnostními digitálními videorekordéry DVR rovnocenným soupeřem digitálních IP-kamer s ethernetovým rozhraním. Bezpečnostní digitální videorekordéry DVR splňují všechny požadované funkce beze zbytku právě ve spojení s analogovými CCTV kamerami (digitální záznam obrazu v různých záznamových formátech, videodetekce, automatická aktivace záznamu podle časovače nebo při alarmu, alarmová hlášení, volitelná uživatelská oprávnění, ovládání otočných PTZ kamer, ochrana dat, snadné ovládání i vyhledávání záznamu, připojení a vzdálené monitorování po LAN/WAN/Internetu, monitorování kamer přes WAP na mobilním telefonu, apod). Posuzujeme-li celkově funkce IP-kamer popropojovaných se síťovým rekordérem NVR (Network Video Recorder) nebo s PC se záznamovým SW pomocí zpravidla přetížené ethernetové sítě, s analogovými CCTV kamerami propojenými koaxiálním kabelem s digitálním bezpečnostním videorekordérem DVR (Digital Video Recorder), nenalezneme prakticky rozdíl v užitkových vlastnostech. Jednoúčelové digitální videorekordéry DVR mají obvykle integrovaný webový videoserver pro vzdálené monitorování po Internetu (LAN/WAN), nabízejí autonomní decentralizovaný provoz s možností centrálního managmentu pomocí dodávaného SW, nejsou závislé na platformě OS Windows a tudíž jsou provozně spolehlivější. Pořizovací náklady u analogových CCTV kamer s DVR bývají zpravidla nižší ve srovnání s IP-kamerami se záznamovým SW a PC, nebo síťovým rekordérem NVR. Přínosem IP-kamer může být již výše zmiňované vysoké několika megapixelové rozlišení např. s podporovaným širokoúhlým zobrazením, kterého ale lze u moderních analogových HD kamer (AHD/HD-TVI/HD-CVI) dosáhnout také, vč. širokoúhlého zobrazení. Vysoké megapixelové rozlišení zvyšuje nároky na datový tok a u většího videosystému je provoz prakticky nereálný, za předpokladu využití, běžné administrativní ethernetové sítě. Uživatel je tak nucen vybudovat zvláštní megabitovou „technologickou“ datovou síť za cenu zvýšení investičních nákladů. U velmi malých objektů může mít výhodu bezdrátový přenos WiFi kamer (s integrovaným bezdrátovým ethernetovým modulem IEEE802.11b/g). Nabízený WiFi přenos má však slabinu v reálném prostorovém dosahu a v používaní tzv. generální frekvence, tj. 2.4 GHz (5 GHz), kterou může používat kdokoliv, tzn. že uživatel nemá záruku, že ho třeba někdo nebude na naladěné frekvenci rušit. Nabídka a provedení IP-kamer se rozšiřuje a postupně se i vyrovnává s cenou analogových HD kamer. Výrobci IP-kamer a síťových rekordérů definují jednotnou platformu, tj. formát ONVIF (Open Network Video Interface), který by měl zaručit kompatibilitu různých IP-kamer a síťových rekordérů. V budoucnu by uživatel neměl být závislý na použití IP-kamer a síťových rekordérů NVR pouze od jednoho výrobce.

 

6. HD-SDI kamery a rekordéry s vysokým rozlišením 

HD-SDI kamery jsou kamery s vysokým rozlišením (1920x1080) s digitálním výstupním rozhraním (HD-SDI), reprezentovaným standardním BNC konektorem. Digitální HD-SDI videosignál (High-Definition Serial Digital Interface, SMPTE 292M) se přenáší po standardním koaxiálním kabelu (s impedancí 75 ohm). Jednou z výhod HD-SDI kamer oproti megapixelovým IP kamerám je vysoké - nekomrimované Full HD rozlišení 1080p/720p při plném snímkování (25fps/50fps). Snadné propojení s rekordérem (bez komplikovaného nastavování IP adres) pomocí běžných BNC konektorů a standardních koaxiálních kabelů (s možností využití stávajících koaxiálních kabelů) je také jednou z výhod HD-SDI kamer. Jedná se o skutečný Plug-and-Play systém. Další předností oproti megapixelovým IP kamerám je, že kvalita přenášeného obrazu není závislá na momentálním stavu, zatížení a datové propustnosti kolizní ethernetové sítě (LAN). Proto v tomto případě nedochází ke zhoršování kvality, trhání a kostičkování obrazu. Nabízené HD-SDi kamery používají velice kvalitní obrazové senzory Panasonic s vysokou citlivostí na minimální osvětlení. HD-SDI kamery jsou výrazně citlivější než je současná nabídka Full HD IP kamer. HD-SDI kamery také zpravidla disponují standardním kompozitním videovýstupem. Ceny HD-SDI kamer jsou oproti Full HD IP-kamerám výrazně nižší. HD-SDI videorekordéry jsou postaveny na prověřené a spolehlivé platformě OS Linux. HD-SDI rekordéry mají HDMI rozhraní pro připojení k HDTV monitorům a full HD displejům s rozlišením 1920x1080 (1080p). HD-SDI rekordéry používají moderní videokompresi H.264. Předností HD-SDI systémů je především vysoká kvalita a spolehlivost.

 

Copyright © 2009, ESCAD® Trade s.r.o.

(kopírování autorských textů bez souhlasu není dovoleno) 

 

Na vašem soukromí nám záleží
Tento internetový obchod ukládá soubory cookies, které pomáhají k jeho správnému fungování. Využíváním našich služeb s jejich používáním souhlasíte.
Povolit všeNepovolovat cookies

ESCAD Trade s.r.o.

U Továren 770/1b

Praha 10 Hostivař

Tel: 271 745 458

obchod@escadtrade.cz