Kamerové systémy VERIA

Během posledních několika let dochází v oblasti kamerových systémů k prudkému rozvoji technologií, zejména z hlediska zvyšující se kvality snímání, zpracování obrazu a pokročilých funkcí video analýzy. Roste také potřeba vzájemné kooperace kamerových systému s jinými bezpečnostními aplikacemi jako například systémy kontroly a řízení vstupu, řízením dopravy apod. Současně s těmito trendy se snižuje koncová cena jednotlivých komponentů, a kamerové systémy se tak stávají stále dostupnějším řešením v souvislosti s ochranou života a majetku osob, zajištěním veřejného pořádku atd.


Analogové kamerové systémy

Ačkoliv se od nasazování analogových kamerových systému v praxi postupně ustupuje a renomovaní výrobci komponentů ukončili vývoj, jedná se stále o hojně využívanou variantu snímání zájmových prostor. Analogové kamerové systémy se v současné době obecně skládají z analogových kamer, přenosových prostředků, záznamových zařízení a zobrazovacích zařízení. Výstupem analogové kamery je analogový signál, který je nejčastěji pomocí běžného koaxiálního kabelu přiveden do digitálního záznamového zařízení (DVR – Digital Video Recorder) ke zpracování. Rozlišení snímaného obrazu je v tomto případě omezeno televizním standardem PAL a NTSC, což odpovídá maximálnímu počtu 720 televizních řádků (TVL – Television Lines). DVR umožňuje kromě výstupu obrazu na zobrazovacím zařízení a ukládání záznamu na pevný disk i některé základní funkce video analýzy jako například detekci pohybu, maskování privátních zón v obraze apod. V současnosti používané DVR obsahují také vestavěný webový server využívaný pro vzdálený přístup k záznamovému zařízení přes lokální síť nebo internet.

blokove schema analog

Výhody:
• Vyšší kvalita obrazu při špatných světelných podmínkách (vysoká citlivost).
• Zanedbatelná prodleva signálu (video v reálném čase).
• Nízké nároky na kapacitu úložiště záznamů.
• Vyšší úroveň standardizace komponent.
• Cenová dostupnost.

Nevýhody:
• Nízké rozlišení a snímkovací frekvence (max. 30 fps) kamer.
• Absence pokročilých funkcí video analýzy.
• Vyšší nároky na kabeláž.
• Závislost funkčnosti kamer na záznamovém zařízení.
• Omezená vzdálenost přenosu signálu.
• Nízká úroveň zabezpečení signálu.
• Absence audio přenosu.

Analogové kamerové systémy nachází uplatnění především v aplikacích, kde není požadována vysoká kvalita pořízeného záznamu (nižší detaily) jako například při monitoringu rozsáhlých areálů, detekci vniknutí nepovolaných osob do střežených prostor nebo přehledovém snímání davu na kulturních, sportovních aj. akcích.


AHD kamerové systémy

AHD (Analog High Definition) kamerové systémy jsou na trhu poměrně novým pojmem, avšak velmi rychle se stávají zajímavou alternativou k běžným analogovým a IP kamerovým systémům. Jedná se o analogové kamery s vysokým rozlišením (až 4K), které jsou schopny v kvalitě obrazu konkurovat i cenově náročnějším IP kamerám. Obrovským přínosem této technologie je možnost využití stávající kabeláže (koaxiální kabel), čímž dojde k výrazné úspoře nákladů na zbudování kamerového systému. Kamery jsou také zpětně kompatibilní s nejnovějším analogovým standardem 960H. Technologie AHD navíc v porovnání s podobnými kamerami HD-SDI umožňuje přenos video signálu bez využití opakovače/zesilovače na vzdálenost až 500 m. Rozhodnete-li se tedy pro modernizaci analogového kamerového systému, v případě nasazení AHD technologie stačí pořídit pouze AHD kamery a s nimi kompatibilní záznamové zařízení.

Výhody:
• Využití stávající kabeláže k přenosu obrazu a ovládání kamer.
• Zanedbatelná prodleva signálu (video v reálném čase).
• Přenos video signálu na velké vzdálenosti (až 500 m).
• „Open source" technologie.
• OSD menu v několika jazycích.
• Nízká cena.

Nevýhody:
• Nutnost použití kompatibilního AHD záznamového zařízení (případně 960H).
• Kamery vyžadují externí napájení (absence PoE).
• Absence pokročilých funkcí video analýzy.

AHD kamerové systémy jsou vhodné zejména pro případy, kdy je požadována vysoká kvalita pořízeného záznamu bez nutnosti budování datové infrastruktury pro IP technologii a pořizování speciálních síťových videorekordérů. Vysoká kvalita obrazu umožňuje využití AHD kamerových systémů například pro rozpoznávání nebo identifikaci osob v komerčních nebo průmyslových objektech.


IP kamerové systémy

IP kamerové systémy se od ostatních kamerových systémů liší především zpracováním výstupního signálu z kamer. Zatímco ostatní technologie využívají nezpracovaný analogový signál, IP kamera obsahuje vestavěné obvody, které zajišťují digitalizaci a komprimaci výstupního signálu a jeho přenos do datové sítě. Výhody tohoto řešení jsou obdobné jako u počítačových sítí, tedy např. snadná rozšiřitelnost, vzdálená správa jednotlivých zařízení, možnost napájení pomocí datové sítě (PoE – Power over Ethernet), integrace s ostatními bezpečnostními systémy (kontrola a řízení vstupu, poplachové, zabezpečovací a tísňové systémy aj.). Samotné IP kamery vynikají především vysokým rozlišením pohybujícím se řádově v jednotkách Mpx. a pokročilými funkcemi video analýzy jako např. inteligentní detekce pohybu, zjištění odloženého nebo zmizelého předmětu, čtení registračních značek vozidel a další. Navíc využívají technologie tzv. progresivního skenování obrazu, což zabraňuje rozmazání obrazu u rychle se pohybujících předmětů. K záznamu videa z IP kamer lze použít běžný PC se speciálním softwarem nebo síťový rekordér (NVR).

blokove schema IP

Výhody:
• Vysoké rozlišení a kvalita obrazu
• Vyšší snímkovací frekvence (fps)
• Progresivní skenování obrazu
• Pokročilé funkce video analýzy
• Využití datové kabeláže (napájení, ovládání, komunikace)
• Snadná rozšiřitelnost
• Obousměrný audio přenos
• Vyšší úroveň zabezpečení

Nevýhody:
• Nižší citlivost kamer
• Vysoké nároky na datovou síť (datová propustnost)
• Nutnost použití síťového záznamového zařízení nebo PC
• Vyšší nároky na datové úložiště
• Vyšší pořizovací cena

IP kamerové systémy nachází uplatnění v případech, kdy je požadováno vysoké rozlišení pořízených záznamů (např. za účelem identifikace osob, kontroly a řízení vstupu do průmyslových areálů apod.), vysoká míra flexibility a zabezpečení systému a využití inteligencích funkcí video analýzy. Pořizovací cena jednotlivých komponent IP kamerového systému se může jevit na první pohled vyšší než je tomu u ostatních typů kamerového systému, avšak díky možnosti využití datové sítě pro přenos audia/videa, napájení a ovládání kamer jsou celkové náklady na kamerový systém srovnatelné.


Konstrukční provedení kamer

IP cam

 

Bullet kamery

Označení „bullet" (angl. kulka) vychází z tvaru a velikosti krytu kamery. Tento hojně využívaný typ kamer se vyznačuje zejména kompaktními rozměry. Bullet kamery jsou v současnosti běžně vybaveny integrovanými IR diodami pro snímání v noci nebo ztížených světelných podmínkách a sluneční clonou eliminující sluneční svit. Díky trojosé upínací konzoli lze kameru snadno a rychle nainstalovat na zeď i strop v libovolném směru.

 AHD dome

 

Dome kamery

Jedná se o kamery v kompaktním a diskrétním půlkulovém provedení, často s integrovaným IR přísvitem. Materiál krytu tvoří buď plast, nebo kov v závislosti na očekávaných provozních podmínkách ve střeženém prostoru. Díky trojosému aretačnímu mechanizmu lze Dome kamery instalovat na zeď i na strop. Jsou dostupné také v tzv. Antivandal provedení, které nachází uplatnění ve veřejných prostorech s vyšším rizikem poškození kamery a vandalismu. Výhodou tohoto typu kamer jsou především malé rozměry, možnost skrytí kabeláže a při použití krytu s kouřovým sklem i obtížné určení natočení kamery.

 IP PTZ

 

Speed dome (PTZ) kamery

Speed dome nebo také tzv. otočné či PTZ (z angl. Pan – Tilt – Zoom) kamery se oproti ostatním typům kamer vyznačují schopností vzdáleného ovládání vertikálního/horizontálního úhlu natočení a zoomu. Přenos ovládacího signálu je přenášen buď přes průmyslovou komunikační sběrnici RS485 nebo datovou síť v případě IP kamer. Samotné ovládání je možné pomocí nahrávacího zařízení, speciální klávesnice s joystickem, nebo softwarově přes webový prohlížeč, klientskou aplikaci či mobilní telefon. Velkou výhodou tohoto typu kamer je možnost přednastavení jednotlivých pozic natočení kamery a způsobu přechodu mezi nimi. Současně lze definovat spouštěcí události pro jednotlivé pozice jako například detekování pohybu ve střeženém prostoru, aktivaci poplachových vstupů kamery/nahrávacího zařízení apod. PTZ kamery jsou díky těmto schopnostem instalovány zejména na sloupy, rohy budov nebo jiná místa, kde vzniká potřeba rychle měnit polohu natočení a zoomu kamery.


AHD spy

 

Skryté kamery

Kamery miniaturních rozměrů zabudované v běžně užívaných předmětech jako jsou například hodinky, budíky, propisky, zapalovače, elektronika apod. Tento typ kamer najde využití zejména k diskrétnímu záznamu obrazu a zvuku při jednáních, zdokumentování protiprávního jednání jako důkazový materiál či skrytému sledování kanceláře, skladu, bytu nebo automobilu. K dostání jsou jak v drátovém, tak i bezdrátovém provedení s přenosem signálu pomocí rádiových vln, wi-fi případně v mobilním pásmu GSM a dosahem řádově od jednotek až po stovky metrů. Použití skrytých kamer je stejně jako u ostatních typů pořizování video záznamu podřízeno právním normám, zejména pak zákonu č. 101/2000 Sb., o ochraně osobních údajů.


 

Členění kamer dle provozních podmínek

Vnitřní/venkovní provedení

V závislosti na provozních podmínkách převažujících ve střeženém prostoru je nutné před výběrem kamery zvážit, zda se bude jednat o kameru pro vnitřní nebo venkovní použití. Při svém provozu může být kamera vystavena celé řadě povětrnostních (voda, vítr, změny teplot, UV záření, vlhkost), mechanických (vibrace, vandalismus), chemických (koroze) aj. nepříznivých vlivů. S ohledem na tyto faktory volíme vhodné provedení kamery, případně přídavný kryt, které jsou schopny výše uvedeným vlivům odolávat. Směrodatným parametrem je v těchto případech stupeň krytí IP, který určuje ochranu kamery proti vniknutí cizích pěvných částic a vody. Obecně platí, že čím vyšší stupeň krytí, tím je kamera odolnější a lépe chráněna.

Členění kamer dle technických parametrů

Rozlišení

Každý optický snímač se skládá z určitého množství pravidelně uspořádaných snímacích buněk, tzv. pixelů (px). Rozlišovací schopnost kamery je tedy závislá především na počtu aktivních buněk jejího snímače. Tato vlastnost je klíčová pro výslednou kvalitu pořízeného obrazu, neboť vysoké rozlišení snímků dovoluje bezproblémovou analýzu obrazových dat a získání požadovaných informací z monitorovaného prostoru jako například SPZ automobilů, obličej pachatele apod. V současné době nejčastěji používané rozlišení kamer jsou uvedeny v následující tabulce.

ZkratkaCelý název (v AJ)Šířka (px)Výška (px)Počet (Mpx)
CIF Common Intermediate Format 352 288 0,10
2CIF Common Intermediate Format 704 288 0,20
PAL (576i) Phase Alternation Line 720 400 0,29
4CIF Phase Alternation Line 704 576 0,41
D1 Phase Alternation Line 720 576 0,41
VGA Video Graphics Array 640 480 0,31
SVGA Super Video Graphics Array 800 600 0,48
720p HD 1 280 720 0,92
SXGA Super Extended Graphics Array 1 280 1 024 1,31
1080p Full HD 1 920 1 080 2,07
QXGA Quad Extended Graphics Array 2 048 1 536 3,15
QSXGA Quad Super Extended Graphics Array 2 560 2 048 5,24
WQSXGA Wide Quad Super Extended Graphics Array 3 200 2 048 6,60
WQUXGA Wide Quad Ultra Extended Graphics Array 3 840 2 400 9,20
WHUXGA Table Wide Hex Ultra Extended Graphics Array 7 680 4 800 36,90

Snímkovací frekvence

Tento parametr určuje množství snímků, které je schopna IP kamera za 1 sekundu pořídit (fps – Frames per Second). Na rozdíl od analogových kamer, které vysílají konstantní tok videa, je u systémů síťového videa možné fps měnit na základě požadavků na snímání scény, popř. z důvodů snížení vytížení přenosové sítě. Nastavení hodnoty FPS je variabilní pro jednotlivá snímací zařízení a jeho změna může být podmíněna vznikem určité události (např. zvýšení fps na základě detekování pohybu v obraze). V praxi bývá FPS uváděn vždy ve vtahu k danému rozlišení snímku např. 1080p/25fps.

Citlivost

Citlivost kamery udává hodnotu osvětlení v luxech, při kterém je kamera schopna snímat obraz při minimálním možném nastavení clony. Nejedná se však přímo o osvětlení monitorované scény, ale o množství světla, které se odráží od snímaných objektů (např. slunečné počasí 50 000 lx, osvětlená ulice v noci 15 lx, soumrak 1 lx, běžné světlo hvězd 0,001 lx). Obecně platí, že čím má kamera vyšší citlivost, tím při nižší úrovni osvětlení je schopna snímat.

Objektivy

Volba vhodného objektivu do značné míry ovlivňuje výslednou kvalitu pořizovaného záznamu. Primárně rozhodujícími faktory jsou především rozměry snímané scény, resp. vzdálenost sledované zóny od kamery, a charakter pohybu narušitelů v monitorovaném prostoru. Na základě těchto údajů jsme schopni určit požadované specifikace objektivu.

Ohnisková vzdálenost

Velikost ohniskové vzdálenosti objektivu určuje rozměry zorného pole snímaného kamerou. Čím je hodnota ohniskové vzdálenosti menší, tím větší prostor bude kamerou snímán. Je-li zájmovou oblastí rozsáhlý prostor, volíme objektivy s menším ohniskem, v případě požadavku na úzké zorné pole jsou výhodnější objektivy s vyšší ohniskovou vzdáleností. V tomto případě je však kladen důraz na stabilní upevnění kamery, aby nedocházelo k nežádoucímu rozostření obrazu. Některé objektivy mají funkci zoom, což je schopnost plynule měnit ohniskovou vzdálenost při zachování rozlišení snímku. Toto nastavení probíhá buď manuálně, nebo motoricky. Této funkce je využíváno zejména při monitorování rozsáhlejších oblastí s požadavkem na optické přiblížení obrazu, resp. v případech, kdy není vzdálenost sledovaného objektu stálá (např. městské dohledové systémy, průmyslové areály atd.).

Clona

Clona (iris) je mechanické zařízení uvnitř objektivu, které ovlivňuje množství světla dopadajícího na optický snímač kamery. Její nastavení ve vysoké míře určuje kvalitu záznamu (rozlišovací schopnost). Při postupném uzavírání clony se kvalita obrazu zpočátku zlepšuje (světlo prochází přes střední část čoček). Je-li však otvor ve cloně příliš malý, kvalita opět klesá. Toto nastavení velikosti otvoru ve cloně může být pevné nebo manuálně či automaticky nastavitelné.

Ohnisková vzdálenostClonaOznačení
Pevná - fixfocus bez clony
Pevná manuálně nastavitelná fixfocus
Manuálně nastavitelná manuálně nastavitelná variofocus
Pevná motoricky nastavitelná autoiris (AI)
Manuálně nastavitelná motoricky nastavitelná variofocus – autoiris
Pevná Galvanometricky nastavitelná autoiris (DC)
Manuálně nastavitelná Motoricky nastavitelná variofocus – autoiris
Motoricky nastavitelná motoricky nastavitelná motorzoom
Motoricky nastavitelná galvanometricky nastavitelná DC motorzoom

Světelnost

Další charakteristickou vlastností objektivů je světelnost. Jedná se o maximální schopnost objektivu přijímat odražené světlo. Bývá popisována tzv. clonovým číslem (F), přičemž čím je jeho hodnota nižší, tím je světelnost větší. Při výběru optimálního objektivu obecně platí, že při snímání méně osvětlené scény volíme nižší hodnoty clonového čísla a naopak.


Příslušenství

IR Přísvity

Je-li intenzita osvětlení snímaného prostoru extrémně nízká, požívá se při snímání za těchto podmínek přisvícení v IR spektru (850 nm, 950 nm). To je realizováno IR LED diodami umístěnými buď přímo v pouzdře kamery, nebo v samostatném reflektoru. K aktivaci přisvícení dochází automaticky, např. v rámci režimu D/N. Při volbě tohoto typu přisvícení je nutné brát ohled na následující faktory:
• Citlivost kamery na IR záření v požadovaném spektru (IR Cut Filter).
• Stanovení potřebné vzdálenosti, do které má být prostor přisvícen.
• Zajištění rovnoměrného osvícení scény (velikost úhlu přisvícení většinou nekoresponduje s úhlem záběru kamery), např. několika reflektory.
• Výběr objektivu schopného zaostřit při IR přisvícení.

Napájecí zdroje

Síťové napájecí zdroje slouží k napájení kamer nebo jejich příslušenství (IR přísvit, PTZ). V případě napájení kamer se v drtivé většině případů jedná o zdroj 12 V DC či 24 V AC, u PTZ zařízení je potřeba minimálně dvojnásobná velikost napětí, tedy 24 V DC/AC a více.

Síťové prvky

K propojení IP kamer s nahrávacím zařízením (NVR) a datovou sítí slouží síťové přepínače – tzv. switche. Mezi jejich základní parametry patří přenosová rychlost (Mbps, Gbps), počet portů a podpora PoE.

 

zpátky nahoru
VERIA | Elektronické zabezpečení objektů a zdraví