Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Гид по системам HDcctv

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Гид по системам HDcctv

Как кардинально улучшить качество изображения в CCTV? Почти просто! Надо перейти в HDcctv, заменив только камеры и регистратор
И.В. Юшинов
Технический специалист ООО "Система СБ"

Система HDcctv структурно практически аналогична системе CCTV. То есть это телекамера, линия связи, многоканальный регистратор и монитор наблюдения. Разница состоит лишь в том, что эти устройства должны работать с изображением HD или FullHD, а линия связи – иметь полосу пропускания не 4–7 МГц, а не менее 1–1,5 ГГц. Этим обусловлены высокие требования к качеству коаксиального кабеля и реальные ограничения его длины. Обобщенная структура системы HDcctv приведена на рис. 1.

Типовая структура системы HDcctv

В HDcctv для увеличения дальности передачи сигнала, как и в аналоговом телевидении, применяется промежуточное устройство. Для аналогового сигнала используется линейный усилитель, который в предпочтительном случае должен устанавливаться в начале линии передачи и обеспечивать номинальный уровень на ее выходе. То есть обеспечивать на входе линии размах сигнала больше номинального на величину потерь в линии. Это обусловлено тем, что изображение передается амплитудной модуляцией, а усиление ослабленного сигнала будет ухудшать соотношение сигнал/шум.


При трансляции последовательного цифрового потока SDI-HD необходимо передавать импульсную последовательность безотносительно ее амплитуды. Поэтому на линии допустимы потери до предела синхронизации сигнала, который определен на уровне -20 дБ на частоте 750 МГц. В качестве промежуточного устройства используется повторитель (Repeater), который синхронизируется по уменьшенному сигналу и формирует новую импульсную последовательность. Безусловно, снижение уровня сигнала несколько ухудшает синхронизацию, появляется "джиттер", то есть флуктуации фронтов импульсов. Но если синхронизация устойчивая и до ее порога еще далеко, то влияние на качество передачи изображения будет незначительным.

Такие же, но многоканальные устройства используются для разветвления сигнала по нескольким потребителям.

Оборудование HDcctv

Видеокамеры
Видеокамеры для HDcctv конструктивно и по назначению практически аналогичны камерам CCTV и даже IP-видеонаблюдения. Основным отличием является исключительное использование формата кадра 16:9 с прогрессивной разверткой и разрешением 1280х720 или 1920х1080.

В видеокамерах применяются в основном CMOS-матрицы формата 1/4", 1/3" и 1/2", практически аналогичные матрицам, которые применяются в мегапиксельных IP-моделях.

Cистемы HDcctv не требуют постоянного обслуживания и поддержки, работают по принципу "включил и работай", а поэтому обеспечивают малую стоимость владения

В настоящее время уже разработаны и предлагаются: 1) скоростные купольные камеры; 2) камеры со сменным C/CS-объективом; 3) камеры со встроенным объективом zoom х10; 4) герметичные камеры со встроенной ИК-подсветкой и 5) купольные камеры постоянного визирования, представленные на рис. 2.


Регистрирующие устройства
Регистрирующие устройства, как и в CCTV, выполняются на основе PC с картами видеозахвата или в виде законченных устройств Stand Alone. Функционально они практически идентичны традиционным аналогам CCTV за исключением формата обрабатываемого и выходного изображения.

PC DVR, как обычно, обладают несколько большей функциональностью и уже сейчас (с использованием нескольких различных плат захвата) могут обеспечить гибридную структуру CCTV + HDcctv.

Все устройства поддерживают сетевые функции и обеспечивают удаленное наблюдение, управление и просмотр архива.

Мониторы наблюдения
Для демонстрации изображения HDcctv может применяться плазменный или LCD-монитор, а также телевизор, имеющий формат изображения 16:9 с разрешением HD или FullHD. Эти устройства должны иметь входы DVI или HDMI. Заметной разницы в изображении при использовании входов DVI или HDMI не обнаружено, поскольку по типу сигнала они практически идентичны.

Дополнительное оборудование HDcctv
Для видеонаблюдения высокого качества HDcctv уже производится ряд дополнительных устройств:

  • многоканальные повторители сигнала SDI-HD для его разветвления по нескольким потребителям;
  • повторители сигнала SDI-HD для увеличения дальности передачи;
  • коммутаторы сигнала SDI-HD, по назначению хорошо известные из CCTV;
  • 4-, 9- и 16-канальные мультиплексоры, позволяющие одновременно просматривать все изображения на одном экране;
  • преобразователи сигнала HD-SDI в DVI, HDMI, VGA, компонентный, S-Video и композитный телевизионные сигналы для прямого наблюдения изображения на мониторах с такими входами;
  • кодеры и декодеры с алгоритмом сжатия H.264 для изображения HDcctv.

Особенности передачи сигнала SDI-HD
Разработчики оборудования HDcctv на дальности до 100 м предлагает использовать коаксиальный кабель 5C-HFBT (TFC Amphenol). Этот кабель, наряду с моделями 7С и 10С, применяется для передачи цифровых несжатых телевизионных сигналов стандарта SMPTE на студиях вещательного телевидения. Он представляет собой высококачественный коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, по типоразмеру подобный RG-6, только имеющий наряду с проволочной медной оплеткой и медной фольгой дополнительную медную проволочную оплетку. По характеристикам довольно близок к коаксиальному кабелю для спутникового телевидения SAT703B. Альянсом HDcctv на дальности до 100 м рекомендуются кабели класса RG-59.

Предельная дальность передачи нормируется по ослаблению сигнала синхронизации с частотой 750 МГц на 20 дБ. С учетом этих условий был произведен расчет и испытания передачи для нескольких типов кабеля. Результаты сведены в табл. 1.

Из приведенных значений видно, что расчетные потери не предполагают нормальной передачи сигнала HD-SDI на длину 100 м для кабелей RG-59. Вместе с тем испытания показали уверенную работу оборудования (Comart и Vision HiTech) на дальности до 130 м. Возможно, это происходит за счет более высокого уровня выходного сигнала телекамер и более высокой чувствительности приемной части платы видеозахата PC-регистратора. Интерполировав полученные результаты, можно сделать вывод, что кабели RG-59 (а уж тем более RG-6) вполне подходят для трансляции сигналов HDcctv на дальность 100 м.

При срыве синхронизации изображение после кратковременных сбоев пропадает полностью, а не ухудшается плавно с потерей контрастности и разрешения, как это происходит при аналоговой передаче. В связи с этим крайне рискованно применять кабельные линии с потерями, близкими к предельно допустимым.


Поэтому для кабеля RG-59 целесообразно ограничиться предельной дальностью не более 100–110 м. На рис. 3 приведены три последовательных изменения изображения на пороге срыва синхронизации. Нижнее изображение демонстрирует даже сдвиг правой части кадра с наложением в левую часть.

Использование существующих линий связи

В некоторых случаях можно допустить использование существующей кабельной сети из РК-75 для перехода системы видеонаблюдения на формат HDcctv.

В табл. 2 приведены экспериментальные и расчетные значения дальности передачи сигнала (из вышеупомянутых условий допустимых потерь) для популярных комбинированных кабелей, традиционно используемых для аналоговых систем видеонаблюдения.


Расчет производился путем деления допустимых потерь 20 дБ на значение потерь кабеля на частоте 750 МГц для длины 100 м, заявленное производителем.

По всей видимости, все расчетные значения для кабелей, не проверенных экспериментально, можно экстраполировать аналогично проверенным образцам.

Новые качества видеонаблюдения

Высокое качество изображения, ставшее почти привычным в вещательном телевидении благодаря новому формату HDTV, наконец стало доступным и в видеонаблюдении.

  1. Cистемы HDcctv достаточно просты и структурно мало отличаются от типовых CCTV.
  2. Они не требуют постоянного обслуживания и поддержки, работают по принципу "включил и работай", а поэтому обеспечивают малую стоимость владения.
  3. Цифровой метод передачи без сжатия обеспечивает высокую помехозащищенность и отличное качество изображения без запаздывания и артефактов.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #2, 2011
Посещений: 7734


  Автор
Юшинов И. В.

Юшинов И. В.

Технический специалист ООО "Система СБ"

Всего статей:  2

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций