Автоматизированная система обработки информации на примере системы видеонаблюдения

 

За несколько десятков лет, наш мир качественно изменился. Многие помнят виниловые пластинки  с характерным потрескиванием при  воспроизведении, а сейчас у нас  в распоряжении лазерные диски. Разница  между этими двумя носителями информации в том, что винил –  это аналоговый формат, а компакт  диск – цифровой. Соответственно разные размеры и колоссальная разница  в объеме хранимой информации, кроме  того цифровой носитель устойчив к  воздействию времени и считыванию с него информации.

Если провести параллель  и взять за основу цифровое видеонаблюдение, то получится примерно следующая  картина. Аналоговый поток ограничен  реальным временем, таким образом, по одному проводу можно передать только один сигнал от одной видеокамеры, что получается. Установка системы видеонаблюдения аналогового типа подразумевает индивидуальное подключение для каждой камеры.

Цифровые системы также  как и аналоговые ведут последовательную передачу данных, но скорость передачи несравнимо выше. Благодаря существующим протоколам (правилам) данные можно  разделять, для того чтобы было понятно  можно провести такую аналогию: аналоговый сигнал сравним с жидкостью, которую  если смешать, то сложно разделить, цифровой формат можно сравнить с цветными шариками, которые можно перемешивать и разделять. Таким образом, цифровое видеонаблюдение позволяет подключать большое количество камер, управлять  ими, быстро сохранять информацию и  параллельно работать с ней.

Установка системы видеонаблюдения  цифрового формата позволяет  избежать потерь при передачи данных, это связано с тем, что цифровой сигнал состоит из последовательности единиц и нолей, а аналоговый на амплитуде колебаний. Как это сказывается на выборе установки системы видеонаблюдения? Никак, просто в случае помех в аналоговой системе можно увидеть шумы и искажения на экране, а цифровая передача данных, стараясь исправить ошибку «заморозит» кадр или успеет исправить, и сбои будут незаметными.

Цифровое видеонаблюдение  отличается высоким разрешением  картинки, так можно увеличивать  изображение, рассматривать отдельные  детали, такой эффект достигается  за счет уменьшения размера ячеек  матрицы, и следовательно их количества, которое измеряется в мегапикселях. Для сравнения, аналоговая камера это 0,4 Мpx, а цифровые камеры в несколько раз больше. Но качество изображения для обычного видеонаблюдения не приносит существенной пользы.

 

2.2 ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

 

Для людей, кто никогда  не сталкивался с установкой системы  видеонаблюдения, фраза - цифровое видеонаблюдение  простое сочетание двух современных  слов. Цифровое телевидение, видеокамеры  и цифровые фотоаппараты знакомы  всем, но чем цифровая техника лучше  и почему установка систем видеонаблюдения  с цифровым качеством, является такой  популярной. Схема работы цифровой системы видеонаблюдения представлена на рисунке 8.

 

 
 
Рисунок 8 - Цифровая система видеонаблюдения

 

За несколько десятков лет, наш мир качественно изменился. Многие помнят виниловые пластинки  с характерным потрескиванием при  воспроизведении, а сейчас у нас  в распоряжении лазерные диски. Разница  между этими двумя носителями информации в том, что винил –  это аналоговый формат, а компакт  диск – цифровой. Соответственно разные размеры и колоссальная разница в объеме хранимой информации, кроме того цифровой носитель устойчив к воздействию времени и считыванию с него информации.

Если провести параллель  и взять за основу цифровое видеонаблюдение, то получится примерно следующая  картина. Аналоговый поток ограничен  реальным временем, таким образом, по одному проводу можно передать только один сигнал от одной видеокамеры, что  получается. Установка системы видеонаблюдения  аналогового типа подразумевает  индивидуальное подключение для каждой камеры.

Цифровые системы также  как и аналоговые ведут последовательную передачу данных, но скорость передачи несравнимо выше. Благодаря существующим протоколам (правилам) данные можно  разделять, для того чтобы было понятно  можно провести такую аналогию: аналоговый сигнал сравним с жидкостью, которую  если смешать, то сложно разделить, цифровой формат можно сравнить с цветными шариками, которые можно перемешивать и разделять. Таким образом, цифровое видеонаблюдение позволяет подключать большое количество камер, управлять  ими, быстро сохранять информацию и  параллельно работать с ней.

Установка системы видеонаблюдения  цифрового формата позволяет  избежать потерь при передачи данных, это связано с тем, что цифровой сигнал состоит из последовательности единиц и нолей, а аналоговый на амплитуде колебаний. Как это сказывается на выборе установки системы видеонаблюдения? Никак, просто в случае помех в аналоговой системе можно увидеть шумы и искажения на экране, а цифровая передача данных, стараясь исправить ошибку «заморозит» кадр или успеет исправить, и сбои будут незаметными.

Цифровое видеонаблюдение  отличается высоким разрешением  картинки, так можно увеличивать  изображение, рассматривать отдельные  детали, такой эффект достигается  за счет уменьшения размера ячеек  матрицы, и следовательно их количества, которое измеряется в мегапикселях. Для сравнения, аналоговая камера это 0,4 Мpx, а цифровые камеры в несколько раз больше. Но качество изображения для обычного видеонаблюдения не приносит существенной пользы.

 

2.3 IP-СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

 

IP видеонаблюдение – один  из распространенных методов  с современных системах наблюдения и охраны. Все крупные производители электроники стараются сделать свою технику IP совместимой. IP – это протокол (Internet Protocol) межсетевого взаимодействия. Он позволяет устройствам подключаться к сети и взаимодействовать при помощи программ с компьютером. Схема работы IP-систем видеонаблюдения представлена на рисунке 9.

 
Рисунок 9 - IP-система видеонаблюдения

 

Именно IP видеонаблюдение  используется в современных системах охраны, новых системах обнаружения  и анализа предметов, для автоматического  распознавания номерных знаков автомобилей. Монтаж видеонаблюдения на основе IP позволяет объединить видеокамеры  посредством существующей сети, обращение к камере возможно напрямую с компьютера, достаточно просто ввести адрес камеры.

Монтаж видеонаблюдения  занимает минимум времени, камеры быстро инсталлируются. IP видеонаблюдение  подходит как для работы внутри помещений, так и снаружи. Для уличного наблюдения используется специальный кожух и объектив. Камеры для IP видеонаблюдения имеют функцию пре и пост записи (по сигналу тревоги), для этого используется карта памяти.

IP видеокамеры бывают  нескольких типов, высокочувствительные, панорамные, купольные, с высоким разрешением 1920х1080 пикселей и скоростью до 30 к/с. Все они разработаны для организации систем охраны и наблюдения. Для IP видеонаблюдения выпускаются специальные кожухи к камерам, для работы в условиях повышенной влажности, низких температур и даже антивандальный кожух для городского IP видеонаблюдения.

Монтаж видеонаблюдения  с использованием IP, обычно осуществляется совместно с организацией локальных  сетей.

 

2.4 БЕСПРОВОДНЫЕ СИСТЕМЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

 

Беспроводное видеонаблюдение  завоевывает российский рынок. Монтаж системы видеонаблюдения стандартного проводного подключения отягощен некоторыми технологическими сложностями, в частности  с монтажом кабеля для подключения. Схема работы беспроводных систем видеонаблюдения представлена на рисунке 10.

 
Рисунок 10 - Беспроводная система видеонаблюдения

 

Стоит сказать, что мнение профессионалов относительно беспроводного  видеонаблюдения – однозначно, специалисты  предпочитают производить монтаж системы  видеонаблюдения основанной на кабельном  соединении. Давайте определим достоинства  и недостатки беспроводного видеонаблюдения.

Недостатки беспроводного видеонаблюдения

Монтаж системы видеонаблюдения  стандартного, кабельного типа, позволяет  получить: качественное изображение  с высоким разрешением и скоростью 25 к/сек., звуковое сопровождение, возможность  управлять видеокамерой, и возможностью её подключения напрямую к локальной  сети LAN. Беспроводное видеонаблюдение  лишено или частично лишено этих преимуществ.

Беспроводное видеонаблюдение  нуждается в источнике питания. Это могут быть аккумуляторы, в  таком случае необходима постоянная замена или зарядка, или выносные, сетевые блоки питания. Системы  беспроводного видеонаблюдения  лишены защиты от перепадов напряжений.

Достоинства беспроводного  видеонаблюдения

К достоинствам беспроводного  видеонаблюдения можно отнести  два главных преимущества. Во-первых, монтаж системы видеонаблюдения  не требует сверления стен для  прокладки линий. Во-вторых, беспроводное наблюдение – это мобильная система, при желании Вы можете менять местоположение видеокамеры. Кроме того современные  системы могут быть миниатюрны и  работать со специальным приемником, с жк дисплеем. В основном это бытовое применение. Хотя, существует и уличная система беспроводного видеонаблюдения. Видеокамеры оснащены специальным кожухом и инфракрасными светодиодами для съемки в ночное время, они автоматически переключаются в режим ночной съемки при недостаточной видимости. Монтаж системы видеонаблюдения оправдан, если по разным причинам возникают сложности с прокладкой кабеля.

 

3 СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

 

Сферы применения систем видеонаблюдения  довольно обширны. Рассмотрим наиболее популярные.

Видеонаблюдение городского масштаба (программа «Безопасный город»). В России подобные системы видеонаблюдения существует в практически каждом городе с населением численностью более 100 000 человек. На сегодняшний день в таких городах функционируют многоканальные системы видеонаблюдения за основными транспортными магистралями, вокзалами, площадями, подъездами и местах большого скопления людей. Камеры видеонаблюдения установлены не только на большинстве постов ДПС, но и на основных дорогах с большим транспортным потоками. Основное назначение подобных интеллектуальных систем видеонаблюдения – фиксация нарушений ПДД, таких как нарушение скорости, проезд на красный цвет, выезд на встречную полосу и определение государственного номера. Регистрация нарушений ведется в автоматическом режиме.

Видеонаблюдение на промышленных предприятиях используется для контроля технологических процессов и охраны объекта. Эффективность правильно спроектированной системы обеспечения безопасности предприятия имеет достаточно высокие показатели и окупаемость от внедрения составляет менее 12 месяцев. Поскольку система видеонаблюдения промышленного предприятия является частью комплексной системы обеспечения безопасности и контроля, то правильное взаимодействие с различными подсистемами и технологическим оборудованием предприятия позволяет достичь высокого результата без вмешательства человека. Современная интеллектуальная видеоаналитика, многофункциональный мониторинг, детектирования движения и целей позволяют существенно снизить усталость оператора видеонаблюдения. 

Видеонаблюдение в офисе выполняет достаточно большой круг задач: организация визуального наблюдения за посетителями в залах, отведенных для работы с клиентами, организация визуального наблюдения за внешней обстановкой у здания офиса, извещение о несанкционированном доступе в помещения офиса, обеспечение безопасности посетителей и персонала офиса, а также материальных ценностей.

Видеонаблюдение в торговом центре в зависимости от площади здания можно подразделить на малые (до 16 камер), средние (16-32 камеры), масштабные (более 32 камер). Средние и масштабные системы видеонаблюдения имеют достаточно сложную многопостовую структуру и могут быть построены на базе аналоговых систем с применением матричных коммутаторов, либо на базе цифровой ip системы видеонаблюдения с организацией передачи данных по LAN сетям и установкой удаленных рабочих мест с минимальными затратами на инфраструктуру.

Видеонаблюдение в транспорте еще недостаточно внедрено в России. Включает в себя видеонаблюдение в подвижном составе и объектах инфраструктуры подъездных путей. Наиболее масштабные внедрения в метрополитене крупных городов, электротранспорте. Проекты внедрения систем видеонаблюдения в автотранспорт еще только впереди. Набирают популярность автомобильные видеорегистраторы, запись с которых составляет доказательную базу для разбора в ДТП. Некоторые модели авторегистраторов подключаются к спутнику по технологии GPS и записывают координаты автотранспортного средства, а с наличием GPRS модема передавать небольшие ролики или фото на e-mail или мобильный телефон.

 

4 СИСТЕМА РАСПОЗНОВАНИЯ  ОБРАЗОВ (ЛИЦ)

 

На сегодняшний день наивысшим  достижением видеоаналитики является возможность биометрического распознавания лиц с их последующей идентификацией или верификацией по базе эталонных изображений.

В последние годы биометрия  все более активно проникает  в нашу жизнь. Успех биометрии  легко объяснить. Традиционные средства идентификации личности, основанные на принципах "Я – то, что я имею" (идентификационные карты, токены, удостоверяющие документы) и "Я – то, что я знаю" (пароли, пин-коды) – не совершенны. Карту легко потерять, пароль можно забыть, к тому же ими может воспользоваться любой злоумышленник, и ни одна система не сможет отличить вас от подставного лица.

Кроме того, традиционные средства идентификации абсолютно бесполезны, если речь идет о задачах скрытой  идентификации личности, а таких  задач становится все больше:

• распознать преступника в толпе;
• проверить, действительно ли паспорт предъявляет его владелец;
• узнать, не находится ли человек в розыске;
• выяснить, не был ли человек ранее замешан в финансовых махинациях с кредитами;
• выявить потенциально опасных болельщиков при входе на стадион и т.д.