artykuł sponsorowany

    Dlatego podczas gdy producenci żądni są technologicznego boomu i fundamentalnych zmian, użytkowników systemów znacznie bardziej interesują inne kwestie, a mianowicie:

- elastyczność systemu,

- komunikacja pomiędzy urządzeniami (analogowa, poprzez kabel koncentryczny lub sieciowa),

- inteligencja kamer.

    Do czasu, kiedy branża przejdzie na rozsądne cenowo kamery HDTV lub sieciowe kamery z megapikselowymi przetwornikami, realnie dostępna rozdzielczość w konwencjonalnych kamerach kolorowych PAL lub NTSC jest ograniczona do około 500 linii TV. Może zdarzyć się oczywiście niewielka poprawa, ale mało prawdopodobna jest drastyczna zmiana (na przykład do 600 linii TV) bez dużego skoku technologicznego do formatu HDTV lub megapikselowych przetworników. Podobnie jest w przypadku czułości - zbliżamy się do praktycznego limitu, nawet przy zastosowaniu najnowszych przetworników obrazu oraz technologii redukcji szumów.

    Ostatnie udoskonalenia obiektywów zoom zwiększyły w znacznym stopniu ich zakres. Poprawa dotyczy jednak największego zakresu oddalenia, a nie przybliżenia, podczas gdy najbardziej cenna byłaby właśnie możliwość dużego przybliżenia. Zaskakujące jest, że dostępne w kamerach kopułkowych typowe obiektywy 18x mogą przybliżać w takim samym stopniu, jak obiektywy z zoomem 26x lub 30x. Podobnie, możliwe jest zwiększenie prędkości obrotu i pochylenia kamery, jednak czy przywołanie żądanej sceny w 1/3 sekundy zamiast w 1/2 sekundy ma jakiekolwiek znaczenie praktyczne?

    Elastyczność systemu

    Zastosowanie szybkoobrotowych kamer kopułkowych bardzo szybko rozszerzyło się. Ich naturalnym środowiskiem były pierwotnie sklepy i kasyna. Teraz bywają wykorzystywane w ekstremalnie trudnych warunkach, na przykład do dozoru ruchu ulicznego oraz budynków przemysłowych, a także do ochrony terenu szpitali i innych obiektów komercyjnych. W wyniku tego dozór wizyjny obejmuje swym zasięgiem sąsiednie domy, podwórka szkolne oraz inne tereny. Z tego powodu jest absolutnie niezbędne (a w niektórych przypadkach nakazane prawnie), aby te obszary były chronione przed obserwacją. Na początku ewolucji techniki maskowania stref prywatności można było zdefiniować tylko proste obszary wyłączone z obserwacji. Obecnie użytkownicy wymagają możliwości zdefiniowania więcej niż 20 precyzyjnych obszarów, które są dokładnie śledzone i zamaskowane w czasie, w którym kamera obraca się, pochyla lub przybliża obraz. W celu zagwarantowania prywatności, bez konieczności ukrywania przed kamerą miejsc krytycznych z punktu widzenia dozoru, obszary maskowania mają często nieregularne kształty.

Fot. 1. Maski w kamerach modułowych AutoDome są bardziej precyzyjne i śledzą scenę płynniej niż konkurencyjne technologie, dzięki czemu prywatność jest zachowywana bez uszczerbku dla celu oraz jakości dozoru wizyjnego

    Kamery kopułkowe zainstalowane na zewnątrz budynków wymagają grzejników i wentylatorów, które, kierując przepływem powietrza, zapobiegają parowaniu kopułki, nawet w temperaturach do -60°C. Do pracy w gorącym klimacie niezbędnym wyposażeniem jest osłona, która umożliwia przepływ powietrza nad kamerą oraz chroni ją przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych. Nie tylko pogoda stanowi wyzwanie dla kamery kopułkowej. Uszkodzenie fizyczne może zostać spowodowane nieprawidłowym użytkowaniem lub wandalizmem, chyba że zastosowano specjalne środki zabezpieczające, takie jak wzmacniane obudowy oraz kopułki, które odporne są na uderzenia nawet kijem baseballowym.

Fot. 2. Dzięki zaawansowanemu oprogramowaniu do stabilizacji obrazu kamer serii 500i, drgania kamery zostały wyeliminowane, co gwarantuje wyjątkowo klarowny obraz

    Znaczące udoskonalenia zoomu optycznego sprawiły, że stabilizacja obrazu stała się absolutnie niezbędna. Dla przykładu wiele kamer kopułkowych zostało zainstalowanych na wysokich słupach rozmieszczonych wokół dozorowanego terenu, gdzie silny wiatr powoduje niestabilność platformy. Nieznaczny, sześciomilimetrowy ruch słupa może przesunąć pole widzenia o ponad 6 m, kiedy zoom kamery ma wysoką wartość. Może to spowodować, że obraz stanie się bezużyteczny. W warunkach nieustannego ruchu, na przykład na pokładzie statku lub w otoczeniu przemysłowym, gdzie pracują urządzenia wytwarzające drgania (np. generatory, kompresory itp.), kamery są często narażone na duże wibracje. W takich warunkach, podczas zbliżeń, można przekonać się, że zaawansowana stabilizacja obrazu oferuje znaczną przewagę.

    W przeszłości proste algorytmy stabilizacyjne były wbudowane w same kamery. Standardowo algorytmy te stabilizowały obraz tylko w jednej osi (pionowej lub poziomej) i znacząco obniżały czułość kamery, ograniczając jej efektywność pracy w złych warunkach oświetleniowych. Nowoczesne systemy używają skomplikowanych algorytmów przetwarzanych przez dedykowane cyfrowe procesory sygnałowe (DSP) w celu zapewnienia stabilizacji zarówno w osi poziomej, jak i pionowej, co gwarantuje najlepszy możliwy obraz, nawet wtedy, gdy kamera jest zainstalowana na niestabilnym podłożu. Ponadto najnowsze, zaawansowane rozwiązania stabilizacji obrazu nie powodują obniżenia czułości kamery.

    Duży asortyment opcji montażowych jest niezbędny z punktu widzenia elastyczności instalacji. Pojedynczy system może wymagać różnych mocowań, począwszy od konwencjonalnego wspornika sufitowego, aż do wewnętrznych i zewnętrznych wsporników oraz zawieszanych zasilaczy do kamer. Coraz bardziej wymagający użytkownicy i instalatorzy oczekują także od producentów kamer uproszczenia procesu instalacji za pomocą fabrycznie okablowanych wsporników i zasilaczy, a także wymiennych kamer i modułów, które umożliwią dostosowanie i uaktualnienie instalacji do zmieniających się wymagań dotyczących bezpieczeństwa oraz dozoru wizyjnego. Również podczas montażu na wsporniku oraz w trakcie wykonywania połączeń kamera musi utrzymywać się sama, aby obydwie ręce instalatora były wolne.

    Komunikacja pomiędzy urządzeniami

    Większość zainstalowanych obecnie systemów nadal wykorzystuje analogowe techniki transmisji oraz kable koncentryczne, skrętkę lub światłowód. Nowoczesna kamera kopułkowa powinna posiadać wszystkie te opcje komunikacyjne, ale dodatkowo oferować wbudowaną transmisję sieciową, aby umożliwić podgląd obrazu oraz sterowanie i konfigurację kamery przez sieci TCP/IP. Wbudowany nadajnik powinien zapewniać jakość obrazu równą jakości obrazu analogowego. Ogólnie akceptowany standard rozdzielczości obrazu to D1 lub 4CIF (704 x 480 NTSC lub 704 x 576 PAL). Najnowsze nadajniki używają kompresji MPEG-4 i przesyłają 25 lub 30 obrazów na sekundę w rozdzielczości 4CIF. Niektóre nadajniki mają możliwość transmisji dwóch różnych strumieni wizyjnych. Standardowo jeden strumień służy do przesyłania obrazu bieżącego w pełnej rozdzielczości oraz zapisu alarmowego.

    Drugi strumień jest używany do zapisu poklatkowego oraz podglądu obrazu przez sieci o bardzo ograniczonej przepustowości, takie jak łącza ADSL. Najlepsze systemy będą mogły transmitować trzy strumienie, oferując dodatkowy strumień JPEG do integracji z wieloma systemami lub na przykład do wysyłania obrazów na serwer FTP w przypadku alarmu. Kolejną zaletą transmisji sieciowej jest to, że bez dodatkowych kabli, wraz z obrazem, może być przesyłany sygnał foniczny, co pozwala operatorowi zobaczyć i usłyszeć, co dzieje się na wybranym obszarze.

    Sterowanie kamerą, konfiguracja oraz aktualizacja oprogramowania układowego przez kabel wizyjny posiada oczywiste zalety, niezależnie od tego, czy stosowana jest komunikacja analogowa, czy cyfrowa przez sieć. W przeszłości inteligentne produkty wizyjne były stosowane w drogich, scentralizowanych systemach, bazujących na komputerach PC. Teraz „inteligentne" są same kamery. Eliminuje to konieczność stosowania dużych i drogich serwerów oraz specjalistycznego oprogramowania. Wraz z wdrażaniem w coraz większym stopniu inteligencji do systemów kamer kopułkowych, dodawanie nowych funkcji - w momencie, kiedy będą już dostępne - będzie miało decydujące znaczenie. Użytkownicy wymagają teraz systemów kamer, które umożliwiają zdalną aktualizację, eliminującą przerwy w pracy oraz kosztowne wizyty na miejsce instalacji.

    Świat systemów CCTV, zachęcony wszechobecną możliwością nawiązywania połączeń przez sieć, błyskawicznie przechodzi do ery cyfrowej. Jednakże nadal istnieje wielka liczba zainstalowanych systemów transmisji i sterowania analogowego, których całkowite dostosowanie do technologii cyfrowej zajmie lata, jeśli nie dekady. Kamery kopułkowe muszą więc być zdolne do pracy hybrydowej - umożliwiać jednoczesne przesyłanie strumienia sygnału cyfrowego i analogowego. Gwarantuje to kompatybilność z istniejącymi systemami analogowymi oraz zapewnia możliwość migracji do w pełni cyfrowych systemów CCTV w przyszłości.

    Wbudowana inteligencja

    Tendencja do dodawania inteligentnej obsługi sygnału wizyjnego do systemów CCTV staje się coraz bardziej powszechna i wiąże się między innymi z potrzebą ograniczania kosztownej szerokości pasma transmisji oraz przestrzeni dyskowej. Inteligentne systemy, filtrujące niechcianą lub niepotrzebną transmisję danych lub nagrania, są od wielu lat standardem w krosownicach oraz rejestratorach cyfrowych. Kupienie rejestratora cyfrowego, który nie zapewnia jakiejkolwiek formy wizyjnej detekcji ruchu (VMD), wyzwalającej alarm lub uruchamiającej zapis przy większej prędkości zapisu lub o lepszej jakości obrazu, kiedy rzeczywiście dzieje się coś poważnego, jest już dziś praktycznie niemożliwe. Jednakże większość systemów wizyjnej detekcji ruchu współpracuje tylko z kamerami stałopozycyjnymi.

    Wykorzystanie inteligencji wizyjnej detekcji ruchu w systemach szybkoobrotowych kamer kopułkowych wiąże się zarówno z wyzwaniami, jak i z nowymi możliwościami. Oczywistym wyzwaniem jest to, że obraz regularnie się zmienia. Jest to w końcu celem pracy systemu kamer kopułkowych, ale trzeba pamiętać, że w ruchomej scenie trudno jest niezawodnie wykrywać ruch. Jednak większość kamer kopułkowych, szczególnie w większych systemach, pracuje wykorzystując zaprogramowaną trasę składającą się z tylko kilku położeń. W nowszych systemach można zaprogramować różne konfiguracje wizyjnej detekcji ruchu dla każdego położenia zaprogramowanego. Systemy te mogą także, uwzględniając koszty zapisu i transmisji cyfrowej, zatrzymywać obraz podczas obracania kamery pomiędzy położeniami w celu ograniczenia ilości przesyłanych i zapisywanych w tym czasie danych.

Fot. 5. Funkcja AutoTrack II z mechanizmem wirtualnych masek pozwala precyzyjnie śledzić wybrane obiekty bez negatywnego wpływu poruszających się obiektów, np. gałęzi drzew kołyszących się na wietrze

    Wyobraźmy sobie kamerę kopułkową zainstalowaną w narożniku centrum logistycznego. Można zaprogramować położenia kamery obejmujące ogrodzenie terenu, główne wejścia do budynków oraz rampy załadowcze. Dzięki wbudowanej bezpośrednio w kamerę wielokanałowej technologii VMD, każdej scenie można przypisać osobną, indywidualną konfigurację wizyjnej detekcji ruchu. Ale korzystanie z inteligencji kamery wykraczające poza ten etap dozoru przynosi jeszcze większą korzyść. To, co system robi po wykryciu ruchu jest równie ważne, jak samo wykrywanie ruchu.

    Zamiast polegać wyłącznie na przesyłaniu alarmu do zdalnego sterownika CCTV, gdzie rozpoczyna się działanie, inteligentna, nowoczesna kamera kopułkowa będzie oferowała wielopłaszczyznową, inteligentną i programowalną reakcję obejmującą kilka stanów wejściowych, które uaktywniają sekwencje reakcji. Na przykład, wykrycie ruchu może być powiązane z innymi wejściami alarmowymi, takimi jak system detekcji zainstalowany na ogrodzeniu w celu uruchomienia przesyłania sygnału alarmowego przez sieć, włączenia świateł, zwiększenia prędkości zapisu oraz rozpoczęcia śledzenia wykrytego obiektu.

    W takim przypadku połączenie kamery kopułkowej oraz inteligentnej technologii wizyjnej ujawnia swoje zalety. Zapoczątkowane przez firmę Bosch automatyczne śledzenie obiektów z wykorzystaniem wbudowanej inteligencji przetwarzania obrazu umożliwia kamerze podążanie za intruzem i zapisywanie obrazu nawet wówczas, gdy teren jest pozbawiony dozoru. Większość widoków z kamery umiejscowionej na zewnątrz budynku zawiera obszary z nieistotnym ruchem, takie jak ścieżki lub drogi poza ogrodzeniem, a także drzewa lub rośliny poruszane przez wiatr. Dlatego ważne jest, aby systemy śledzące ruch mogły tworzyć wirtualne maski na obszarach, na których spodziewany jest nieistotny ruch. Ostatnie postępy w technologii umożliwiają dokładne wykrywanie oraz pewne śledzenie obiektów nawet w złożonym środowisku na zewnątrz budynków.

    Nowoczesny, inteligentny system kamer kopułkowych umożliwia wykrywanie ruchu w wielu różnych widokach z kamery, w razie potrzeby wyzwala alarm, nawiązuje połączenie transmisyjne z centralną stacją monitoringu oraz śledzi intruza - a wszystko to bez interwencji operatora.

    Każdy użytkownik myślący kategoriami rozwojowymi będzie domagał się uzyskania gwarancji, że inwestycja jest bezpieczna oraz zabezpiecza przyszłe wyzwania. Modułowa budowa, która umożliwia łatwą i szybką aktualizację sprzętu oraz oprogramowania układowego, jest niezwykle istotna. Najnowsze systemy kamer kopułkowych, np. Bosch AutoDome, składają się z wymiennych modułów pozwalających użytkownikowi na szybkie i tanie dodawanie zaawansowanych funkcji, takich jak transmisja przez sieć, oraz śledzenie obiektów lub zmianę układów optycznych kamery na najnowsze modele, bez konieczności wymiany całego systemu.

    Każdy producent utrzymuje, że jego produkt jest niezawodny. Prawdziwa różnica pomiędzy podobnie wyglądającymi urządzeniami często tkwi nie w specyfikacji funkcjonalnej, ale w gwarancji oferowanej na kompletne urządzenie. Długość gwarancji często odzwierciedla sposób budowy oraz jakość procesu produkcji stosowanego przez producenta. Zaawansowane standardy jakości wymagają wdrożenia procedur produkcji Six Sigma i SIE (Software Engineering Institute), oraz zgodności procesów wytwarzania, konserwacji i naprawy ze standardami ISO. Najlepsi producenci oferują trzyletnią lub nawet dłuższą gwarancję. Ponadto rygorystyczne procesy testowania, takie jak HALT (Highly Accelerated Life Testing) oraz HASS (Highly Accelerated Stress Screening), mierzą solidność produktu, wyrażając ją w jednostkach MTBF (Mean Time Before Failure), które określają, jak długo urządzenie będzie działać poprawnie - ile czasu przypuszczalnie pozostało do jego awarii.

    Kamery kopułkowe są zwykle instalowane w trudno dostępnych miejscach, dlatego posiadają zaawansowane funkcje diagnostyczne, które pozwalają zdiagnozować stan urządzenia zdalnie, bez potrzeby korzystania z drabiny lub podnośnika hydraulicznego. Dzięki funkcjom diagnostycznym można zorientować się, czy kamera pracuje w zakresie dopuszczalnych limitów, sprawdzić krytyczne parametry, takie jak temperatura wewnętrzna czy poziom napięcia zasilającego.

    Szybkoobrotowe kamery kopułkowe przeszły bardzo długą drogę od czasu, kiedy kamera i obiektyw z funkcją zoom były mocowane na konwencjonalnym mechanizmie uchylno-obrotowym i instalowane w dużej obudowie. Obecnie kamery są mniejsze i charakteryzują się znacznie lepszymi parametrami, wykorzystując technologiczne nowinki, które zostały zaadaptowane do systemów bezpieczeństwa. Dzięki nieustannemu rozwojowi technologii szybkoobrotowe kamery kopułkowe stały się urządzeniami wysoce inteligentnymi i są istotnym elementem nowoczesnego systemu analogowego lub sieciowego.

Robert Bosch Security Systems

Zabezpieczenia 2/2007