CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии

Дамьяновски Владо

При нормальной записи и воспроизведении видеоголовки постоянно считывают или записывают поля, одно за другим, по 50 (60 в NTSC) полей в секунду.

Вместо того, чтобы записывать одну телекамеру несколько секунд, затем другую и т. д. (что делает последовательный видеокоммутатор), видеомультиплексор обрабатывает видеосигнал таким образом, что каждое следующее поле, посылаемое на видеомагнитофон, исходит от другой телекамеры (обычно следующего по порядку входа).

Итак, в действительности мы имеем на выходе очень быстро переключаемый сигнал, который переключается со скоростью, соответствующей скорости записывающих головок. Эта скорость зависит от типа видеомагнитофона и от режима записи (как в случае видеомагнитофонов с функцией time lapse, что мы обсудим ниже). Вот почему так важно настроить видеомультиплексор на выходную скорость, соответствующую конкретному видеомагнитофону. Это можно сделать в меню установок любого видеомультиплексора. Если на вашем видеомультиплексоре нет конкретного видеомагнитофона, то можете попробовать выбрать

типовую установку или же, если нет ничего похожего, последуйте методу проб и ошибок и попытайтесь найти эквивалентную модель (Современные видеомультиплексоры имеют вход VEXT для синхронизации импульсами с видеомагнитофона, что исключает описанную выше процедуру. Прим. ред.). Основное различие time lapse видеомагнитофонов заключается в том, что одни записывают поля, другие кадры.

Кроме синхронизации выхода (MUX–VCR), теоретически нужна еще и синхронизации входов (камеры-MUX), но поскольку видеомультиплексоры являются цифровыми устройствами обработки изображения, то приведение всех синхроимпульсов от телекамер к единой временной базе происходит в самом видеомультиплексоре. То есть сигналы различных телекамер могут быть «смешаны» в одном видеомультиплексоре, и нет никакой необходимости их синхронизировать.

Однако на рынке встречаются и другие модели видеомультиплексоров, которые осуществляют внешнюю синхронизацию телекамер посредством синхроимпульсов, передаваемых по тому же коаксиальному кабелю, по которому передается видеосигнал. Эти модели видеомультиплексоров не теряют времени на временную коррекцию синхроимпульсов и поэтому должны работать быстрее. (Другое решение проблемы — использование в видеомультиплексорах двух параллельно работающих процессоров, осуществляющих поочередную оцифровку входных видеосигналов, в результате отсутствует время на ожидание прихода начала поля следующей несинхронизированной телекамеры. Прим. ред.)

Если необходимо воспроизведение, то выход видеомагнитофона вначале обращается к видеомультиплексору, затем видеомультиплексор извлекает сигнал выбранной телекамеры и посылает изображение на видеомонитор. Видеомультиплексор может отобразить любую телекамеру на полном экране или воспроизвести все записанные телекамеры в мозаичном режиме (вывести несколько изображений одновременно).

Рис. 7.17. 16-входовый видеомультиплексор со сквозными видеовходами

Время обновления видеозаписи

Следует понимать, что количество кадров (изображений), взятых от каждой телекамеры для записи, зависит от общего числа подсоединенных к видеомультиплексору телекамер и временного режима работы time lapse видеомагнитофона. То есть, невозможно одновременно записать в реальном режиме времени изображения со всех телекамер — ведь это мультиплексирование с временным разделением.

Однако можно улучшить качество работы видеосистемы при помощи внешних датчиков тревоги и встроенного в видеомультиплексор детектора активности (что мы объясним позже). Лучше всего записывать минимальное количество телекамер в самом быстром (насколько это практически возможно) режиме записи. Проще говоря, если заказчик может менять ленту хотя бы раз в сутки, не следует использовать режим time lapse больший, чем «24 часа». Если система не обслуживается в выходные, то следует выбрать режим «72 часа». А если позволяет бюджет, то вместо 16-канального видеомультиплексора для 9 (или более) телекамер лучше использовать 9-канальные (некоторые производители выпускают 8- и 10-канальные устройства) видеомультиплексоры и два видеомагнитофона. Тогда частота записи удвоится и нужно будет использовать две ленты вместо одной.

Вот как можно посчитать временные интервалы между последовательными кадрами с каждой телекамеры. Допустим, у нас имеется видеомагнитофон с режимом time lapse «24 часа». Ранее мы установили, что нормальный (реального времени) видеомагнитофон записывает 50 полей в секунду в PAL и 60 в NTSC.

Если вы откроете техническое руководство time lapse видеомагнитофона, то вы увидите, что видеомагнитофон в режиме «24 часа» делает запись каждые 0.16 секунды; даже если у вас нет руководства, то это легко подсчитать: если видеомагнитофон PAL делает запись в режиме реального времени, то он записывает поле каждые 1/50=0.02 с. Частота записи time lapse видеомагнитофона в режиме «24 часа» в 24/3=8 раз меньше, тогда мы получим 0.02x8=0.16 с. Аналогичный расчет для видеомагнитофона NTSC даст нам, что одно поле записывается каждую 1/60=0.0167 с. В режиме «24 часа» с лентой Т120 мы получим 24/2=12. Это значит, что в режиме 24 «часа» в формате NTSC лента time lapse видеомагнитофона двигается в 12 раз медленнее, чтобы уместить 24 часа на одной 2-часовой ленте. Таким образом, скорость обновления каждого записываемого поля в режиме «24 часа» составляет 12x0.0167=0.2 с.

Рис. 7.18. Типовая схема соединения типичный видеомультиплексор — time lapse видеомагнитофон

Все приведенные

выше вычисления сделаны для сигнала одной телекамеры, то есть, если к видеомультиплексору подсоединена только одна телекамера, то он будет делать запись каждые 0.16 ев PAL и каждые 0.2 с в NTSC. Если в системе большее число телекамер, то чтобы подсчитать скорость обновления для каждой телекамеры, нужно умножить это значение на число телекамер и добавить время, которое видеомультиплексор тратит на временную коррекцию несинхронизированных телекамер. Если у нас, например, 8 телекамер на запись, то получим 8x0.16=1.28 с (PAL) и 8x0.2=1.6 с (NTSC). Добавив к этому время, затрачиваемое на синхронизацию и реальные временные интервалы между записями каждой телекамеры, получим примерно от 1.5 до 2 с. Это неплохой результат, особенно если учесть, что все 8 телекамер записываются на одну ленту.

Если нам нужно идентифицировать важное событие, которое имело место, например, в 3 часа дня, мы можем либо просмотреть изображение со всех телекамер в мозаичном режиме и найти ту из них, на которой зарегистрирована важная активность, либо просмотреть все телекамеры по отдельности в полноэкранном режиме.

Рис. 7.19. Типичное отображение с помощью видеомультиплексора

Для некоторых видеосистем 2 секунды — это слишком большая потеря времени, и тогда могут приго-диться вход тревоги или детектор активности. Большинство видеомультиплексоров имеют входы тревоги, благодаря чему можно перейти в режим приоритетной записи. Режим приоритетной записи — это режим, при котором сигналы от телекамеры с тревогой видеомультиплексор записывает с приоритетом. Допустим, поступил сигнал тревоги, связанный с телекамерой 3. Вместо нормального временного мультиплексирования 8 телекамер в последовательности 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, мы получим 1, 3, 2, 3, 4, 3, 5, 3, 6, 3 и т. д. Временной интервал задержки в таких случаях длиннее для всех телекамер, кроме 3. Но поскольку номер 3 — это самая важная для данного момента телекамера, то приоритетное кодирование «заставит» телекамеру 3 записываться каждые 2x0.16=0.32 с, или на практике почти каждые 0.5 с (из-за временной коррекции). Это гораздо лучшая реакция, чем предыдущие 2 с для простого мультиплексного кодирования. Следует отметить, что если на входах видеомультиплексора больше одного сигнала тревоги, то временной «провал» между последовательными кадрами телекамер удлиняется, и если мы проходим через все входы тревожных телекамер, то получаем простое мультиплексное кодирование. (Кроме приоритетной видеозаписи некоторые видеомультиплексоры позволяют реализовать режим эксклюзивной видеозаписи, то есть запись видеосигналов только тех зон, где произошла тревога, что еще больше повышает ценность записанной информации. Прим. ред.)

Если система не может использовать внешние датчики тревоги, то следует помнить, что многие видеомультиплексоры имеют встроенные детекторы активности. Это очень удобная характеристика, суть которой заключается в том, что каждый канал видеомультиплексора анализирует изменения видеоинформации при каждом обновлении кадровой памяти. Если произошли изменения (что-то движется в поле зрения), то активируется «внутренняя тревога», которая, в свою очередь, включает схему приоритетной кодировки. Это очень помогает при анализе вторжений или иных событий. Детектирование активности можно отключить. Некоторые модели видеомультиплексоров позволяют конфигурировать зоны детектирования. (Более того, может быть реализован детектор движения, обеспечивающий срабатывание выходных контактов тревоги. Настройками можно выбрать чувствительность, игнорировать влияние медленно изменяющейся освещенности и пр. с тем, чтобы минимизировать уровень ложных тревог. Прим. ред.)

На рынке оборудования для систем видеонаблюдения появились видеомагнитофоны реального времени с функцией time lapse, что может запутать нас в вопросе подсчета скорости записи. Это более быстрые устройства, с модифицированной механикой, записывающие 16.7 полей в секунду в PAL (одно поле в 0.06 с) и 24 часа на ленту Е240. В случае NTSC около 20 полей в секунду (поле в 0.05 с) может быть записано за 24 часа на ленту Т160. Понятно, чтобы подсчитать скорость обновления информации мультиплексированных телекамер при записи на такой видеомагнитофон, следует умножить число телекамер на вышеупомянутую скорость обновления полей.

Честно говоря, это не настоящее время записи в реальном времени, но определенно лучше, чем обычный режим time lapse. Насколько я знаю, есть только один производитель, оборудование для систем видеонаблюдения которого действительно делает 24 ч записи со скоростью 50 полей в секунду (PAL) и 60 (NTSC) — это Elbex.

В системе NTSC лента используется при более высокой скорости записи (2 метра в минуту), чем в системе PAL или SECAM (1.42 метра в минуту). Еще более запутывает вопрос то, что на VHS лентах маркируется время воспроизведения, а не длина ленты. Поэтому лента Т120 (2-часовая), купленная в США, — это не то же, что лента Е120 (2-часовая), купленная в Великобритании. Американская лента Т120, длиной 246 метров, дает два часа воспроизведения на NTSC-видеомагнитофоне. Такая же лента, используемая на видеомагнитофоне PAL, даст 2 часа и 49 минут воспроизведения. А английская лента Е120, длиной 173 метров, даст 2 часа воспроизведения на видеомагнитофоне PAL. Та же лента на NTSC-видеомагнитофоне даст 1 час и 26 минут воспроизведения. В таблице 7.1. приведено время воспроизведения лент в PAL, SECAM и NTSC.