Bankovní institut vysoká škola Praha. Kamerové zabezpečovací systémy

Transkript

1 Bankovní institut vysoká škola Praha Katedra informatiky a kvantitativních metod Kamerové zabezpečovací systémy Diplomová práce Autor: Bc. Martin Hodina Informační technologie a management Vedoucí práce: Ing. Vladimír Beneš, Ph.D. Praha Duben, 2014

2

3 Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracoval samostatně a v seznamu uvedl veškerou použitou literaturu. Svým podpisem stvrzuji, že odevzdaná elektronická podoba práce je identická s její tištěnou verzí, a jsem seznámen se skutečností, že se práce bude archivovat v knihovně BIVŠ a dále bude zpřístupněna třetím osobám prostřednictvím interní databáze elektronických vysokoškolských prací. V Praze, dne 28. dubna 2014 Martin Hodina

4 Anotace Tato diplomová páce se zabývá digitálními IP kamerovými systémy a jejich pokročilými funkcemi. V teoretické části jsou tyto funkce blíže popsány, dále jsou zmíněny hardwarové a softwarové varianty záznamových zařízení, způsob přenosu signálu a komplexní struktura zapojení kamerového systému. Součástí teoretické části je také kapitola týkající se ochrany osobních údajů. Praktická část podrobně popisuje konkrétní návrh modernizace kamerového systému ve firmě Centropen a. s. Jsou v ní specifikovány jednotlivé komponenty, způsob rozvodů, napájení a monitorovací pracoviště kamerového systému. V závěru je uvedena i cenová kalkulace projektu. Klíčová slova: Kamerové systémy, inteligentní funkce kamerových systémů, IP kamery. Summary This master thesis is focused on digital IP camera systems and their advanced functions available for standard practice. In the theoretical part of the thesis, functions of the systems are described. Further hardware and software types of recorders, the way of signal transmission and a complex structure of camera system connection are characterized. A chapter dealing with personal data protection is also a passage of the theoretical part of the thesis. The practical part is focused on a detailed description of a factual proposal of a camera system modernization in Centropen Inc. Particular components, the way of their distribution, power supply and a camera system monitoring station are further specified. Pricing of the project is also presented at the close Key words: Camera system, inteligents camera funkcion system, IP Cameras.

5 Obsah 1 ÚVOD SYSTÉMY PRO UCHOVÁNÍ ZÁZNAMU Pokročilé funkce kamerových systémů Detekce pohybu Ztráta předmětu Cizí objekt v obraze Detekce potulky Počítání tváří a vozidel Stojící vozidlo Rozpoznání státních poznávacích značek Směr pohybu objektu Auto tracking Virtuální hranice Maskování privátních zón Detekce manipulace s kamerou Neobvyklé chování 13 3 HARDWARE PRO UCHOVÁNÍ ZÁZNAMU Zařízení pro uchování záznamu IP kamery Rozlišení Objektivy Formáty MJPEG/MPEG4/MJPEG H Stacionární kamery Kryty, nosiče Pohyblivé PTZ kamery Termografické kamery Napájení Světelné podmínky Přenos signálu Hierarchie Metalické vedení 36

6 3.3.3 Optické vedení Bezdrátové řešení Monitorovací pracoviště Monitory Ovládací zařízení 41 4 SOFTWARE PRO UCHOVÁNÍ ZÁZNAMU Centralizovaný typ - základní Centralizovaný typ - server/klient Decentralizovaný typ Zálohování záznamových zařízení 45 5 JUDIKATURA Zákon o ochraně osobních údajů Registrace na ÚOOÚ Kamerové systémy na pracovišti 48 6 NÁVRH KAMEROVÉHO SYSTÉMU Analýza stávajícího stavu Definice požadavků na nový systém 52 7 PLÁNOVÁNÍ PROJEKTU Návrh rozmístění datových rozvaděčů Přenosové cesty Hlavní optické rozvody Podružné metalické rozvody Aktivní síťové prvky Konfigurace datových rozvaděčů Záložní zdroje energie Specifikace záznamového zařízení Záznamové zařízení Digital Sentry Specifikace kamerových bodů 68

7 7.6.1 Světelné podmínky Stacionární kamera Kamerový kryt Otočná kamera Napájení Monitorovací pracoviště Monitory Ovládací klávesnice s PTZ Práva uživatelů Inteligentní funkce Maskování privátních zón Virtuální hranice Manipulace s kamerou Stojící vozidlo Cenová kalkulace Dokumentace k IP adresám Údržba a dokumentace 85 8 ZÁVĚR A VYHODNOCENÍ SEZNAM LITERATURY SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK SEZNAM PŘÍLOH PŘÍLOHY

8 1 Úvod Výběr tématu mé diplomové práce nejvíce ovlivnily dva faktory. Za prvé se zajímám o technologie zabezpečovacích systémů jako takových a za druhé mohu využít svoji dlouholetou praxi s kamerovými systémy a se zabezpečením budov. K dosažení bezpečnosti je možné využít nejrůznějších technických prostředků, mezi které patří i kamerové systémy. Tyto systémy v poslední době zaznamenávají dynamický vývoj a poptávka po zabezpečení objektů stoupá. Žít v příjemném a bezpečném prostředí si přeje většina lidí. Nejen jednotlivec, ale i firmy chtějí dosáhnout pocitu bezpečí a podnikají kroky, kterými se snaží zajistit zabezpečení majetku a zdraví. Jako ve většině technických oborů, tak i v odvětví zabezpečovacích systémů jde rozvoj výpočetní techniky velmi dopředu. Současným trendem je zavádění digitálních technologií, proto se v této práci zaměřuji převážně na IP technologii kamerových systémů, která řeší ve svém komplexu 4 hlavní úlohy. První z nich je digitalizace videosnímku, dále pak komprese, přenos a poslední je uložení digitalizovaného videosignálu. Každou z těchto úloh popisuji v jednotlivých kapitolách. Zmiňuji se také o legislativě, která upravuje právní vztahy a ochranu osobních údajů. Práce je rozdělena do dvou hlavních částí. V první teoretické části se zabývám pokročilými funkcemi, hardwarovými a softwarovými komponenty kamerových systémů a jejich možnými technickými variantami. Moderní software nabízí využití inteligentních funkcí, které mohou zjednodušit práci s ním a zefektivnit jeho provoz. Druhou, praktickou částí mé práce je projekt na realizaci kompletního kamerového systému v konkrétním firemním prostředí. Jsou zde popsány jednotlivé etapy projektu návrh, realizace, předání a provoz. Také jsou zde uvedeny příklady komplikací a možná řešení při samotné instalaci jednotlivých kamerových bodů s ohledem na jejich bezpečné umístnění. Cílem práce je zmapování a testování pokročilých funkcí záznamových zařízení pro kamerové systémy a porovnání možností jak záznam uchovávat z hlediska účelových zařízení, nebo softwarových řešení. Na základě stanovených kritérií je v praktické části navržen projekt na instalaci kamerového systému se záznamem a využitím inteligentních funkcí v konkrétní firmě. 6

9 2 Systémy pro uchování záznamu Existuje několik druhů kamerových systémů (KS). Může to být např. soustava kamerových bodů, které jsou zobrazovány na pozorovacím místě bez záznamu. Dalším typem jsou kamerové body, jejichž součástí je záznamové zařízení, které uchovává záznam několik dnů. Tato práce se zabývá KS se záznamem a IP technologií, která se v dnešní době velice rychle rozvíjí. Umožňuje HD 1 rozlišení a nabízí mnoho nových a užitečných funkcí, které jsou podrobně popsány níže. Některé možnosti využití těchto funkcí jsou uvedeny v praktické části diplomové práce. Připojením IP KS k síti a vhodnému nastavení bezpečnosti lze získat přístup k záznamu v podstatě z každého místa na světě, kde je připojení k internetu. Tímto má oprávněný uživatel možnost mít firmu nebo jiný sledovaný objekt stále pod dohledem. 2.1 Pokročilé funkce kamerových systémů Moderní digitální kamerový systém disponuje analytickými funkcemi, které lze nazývat i jako inteligentní funkce. Při nastavení spuštění záznamu na základě těchto funkcí vznikne událost (např. ztráta předmětu), která spouští společně s alarmem i záznam. Díky vyrovnávací paměti (bufferu) je možné registrovat záznam i několik minut před spouštěcí událostí. Kamerové systémy nahrávají pouze záznam s aktivační událostí v dané lokalitě. Šetří tak zatížení sítě, snižují nároky na úložný prostor a umožňují velmi rychlé vyhledání záznamu. Propracované systémy ukládají k definovaným událostem informace, dle kterých lze velmi rychle dohledat konkrétní událost. Analýza obrazu může probíhat v samotné IP kameře, v záznamovém zařízení nebo v klientském PC. Pakliže má analytickou funkci přímo IP kamera, je výpočetní zátěž distribuována větší měrou v kamerových bodech. Systém je tedy více autonomní. Takovéto kamery jsou však dražší. V KS, kde je analýza prováděna přímo v záznamovém zařízení, je možné využít levnější kamery bez analýzy. Zařízení pro záznam však vyžaduje vyšší výkon. 1 HD - High Definition (vysoké rozlišení). 7

10 Kamerový server vyhodnocuje obraz v reálném čase a dle vypočítaných hodnot tak vyhodnotí danou událost. Vypočítává rychlost nebo směr pohybu objektu. Další funkce mohou varovat před zakrytím kamery, při ztrátě předmětu nebo naopak při přítomnosti cizího objektu v obraze. Dokážou také počítat průchody osob, tváře, pohyb v konkrétní zóně obrazu i ztrátu kamerového bodu atd. Podrobněji jsou funkce popsané v následujících kapitolách Detekce pohybu Jednou z nejstarších funkcí, spadající do oblasti analýzy videosignálu, je detekce pohybu. Metod pro detekci pohybu ve videosignálu je několik, v praxi se využívá jedna z nejjednodušších, nejméně výpočetně náročných metod sledování rozdílných bodů mezi několika snímky (obvykle 2-5). Videosignál se převede do černobílého režimu a tyto obrázky se od sebe odečtou. Ve vzniklém obrazu jsou pak pixely, kde nedošlo ke změně, označeny černě. Čím výraznější je rozdíl jasu pixelů u obou obrázků, tím jsou pixely ve výsledném (rozdílovém) obrazu světlejší (bělejší). Pokud počet světlých pixelů přesáhne určitou hodnotu, potom je kamerou vyhlášen poplach Ztráta předmětu Detekce zmizení objektu může být použita ke střežení cenných předmětů, např. uměleckých děl. Dojde-li ke ztrátě objektu ze střežené zóny, systém upozorní, či vyvolá poplach. Obrázek 1 Hlídání objektu - ztráta Zdroj: 8

11 2.1.3 Cizí objekt v obraze Tato inteligentní funkce nachází uplatnění hlavně na veřejných prostranstvích, kde je koncentrace většího počtu lidí. Princip spočívá v tom, že se v systému nadefinuje střežená zóna za klidového stavu a v případě výskytu nějakého cizího objektu ve střežené zóně, dojde k vyhlášení poplachu. Systém umožňuje i nastavení časového intervalu, který stanovuje maximální dobu zanechání objektu na stejném místě bez povšimnutí. Využívá se například na letištích, nádražích a nástupištích, kde se může vyskytovat například hrozba bombového útoku. Obrázek 2 Cizí objekt v obraze Zdroj: Detekce potulky Rozpoznává osoby či vozidla, které zůstanou v definované zóně po delší, než uživatelem nastavenou dobu. Tato funkce je užitečná pro detekci podezřelého chování u bankomatů, schodišť a školních hřišť Počítání tváří a vozidel Tato funkce počítá obousměrné průchody osob a hodí se zejména pro velmi rušné prostory, jako jsou např. vchodové dveře do veřejných budov apod. Velmi často se používá pro statistické údaje o provozu, ale i pro přesná měření průchodů nebo kontrolu výrobních procesů. 9

12 Obrázek 3 počítání vozidel a tváří Zdroj: Stojící vozidlo Funkce zaznamená zastavení vozidla v blízkosti citlivé zóny po delší dobu, než je stanoveno. Toto je ideální pro odstavné plochy u letišť, vymáhání parkovného, detekci podezřele zaparkovaných aut, detekci blokovaných jízdních pruhů a aut čekajících u vjezdových bran Rozpoznání státních poznávacích značek Používá se pro čtení registrační značky vozidla a v závislosti na ní provede určitou akci (např. uloží snímek vozidla do databáze a sepne výstup pro otevření závory). Celá problematika snímání SPZ vozidel se rozděluje na dvě části vlastní snímání kamerou a následné zpracování. Snímání komplikuje několik faktorů: Vozidla musí projíždět před kamerou takovou rychlostí, aby byl obraz pohybujícího se automobilu ostrý (cca 80 km/h). Důležitá je krátká doba expozice (cca 1/1000s). Stíny, nečistoty, odlesky atp. na značce snižují její čitelnost. Nedostatečné rozlišení. Pro správnou funkci je většinou požadována výška znaků značky cca pixelů. Problémem při nočním snímání je silné protisvětlo z čelních světel automobilu. Možným řešením je použití kamery s funkcí WDR (viz. kapitola Kompenzace protisvětla BLC), nebo zatmění, které silné protisvětlo částečně kompenzuje/překryje. 10

13 Detekce rozpoznávání registračních značek vykonává několik úkolů: Lokalizace značky v obraze. Korekce orientace značky a odstranění zešikmení. Normalizace nastavení vhodného jasu a kontrastu. Rozdělení značky na jednotlivé znaky. Převedení obrazu na text (obdoba OCR 2 ). Kontrola syntaxe ověření, zda převedené znaky odpovídají předpisům pro registrační značku v daném státu Směr pohybu objektu Funkce aktivuje alarm v oblasti s hustým provozem při detekci objektu, který se pohybuje určitým směrem. Typické aplikace zahrnují letištní brány nebo tunely, ve kterých se objekty pohybují opačným směrem, než normálně, nebo pro detekci jednotlivců vstupujících východem. Obrázek 4 Směr pohybu objektu Zdroj: Auto tracking Detekuje a sleduje pohyb v zorném poli kamery. Pokud je nastaveno chování AutoTracker, systém se automaticky otáčí a naklápí za účelem sledování pohybujícího se objektu, dokud se objekt nezastaví nebo neopustí sledovanou oblast. Tato funkce se využívá především u PTZ kamer (viz kapitola Pohyblivé PTZ kamery). 2 OCR Optical Character Recognition (optické rozpoznávání znaků). 11

14 Virtuální hranice Tato funkce detekuje objekt určité velikosti, který překročí definovaný prostor. Jednoznačně rozezná objekty pohybující se za plotem od skutečně problematických objektů, které překračují danou hranici. Klasickým příkladem využití této funkce je hlídání hranice ve stanici metra (kdy hranici tvoří nástupiště). V případě, že někdo překročí nastavenou hranici, obsluha je upozorněna alarmem a událost je zaznamenána v záznamovém zařízení. Obrázek 5 Virtuální hranice Zdroj: Maskování privátních zón Aby kamerovým systémem nebylo porušováno soukromí osob, jsou některé kamery vybaveny funkcí maskování privátních zón. Tato funkce umožňuje překrýt černou maskou citlivá místa obrazu (např. okna obytného domu) a znemožnit tak obsluze kamerového systému jejich sledování. Je k dispozici různý počet masek, včetně možnosti nastavení jejich velikosti a umístění. Obrázek 6 Maskování privátních zón Zdroj: vlastní 12

15 Detekce manipulace s kamerou Tato aplikace upozorní obsluhu na stav, kdy je narušen provoz kamery (např. vandalismem). Nejčastějším případem je otočení kamery, blokování výhledu, přesprejování kamery anebo rozostření obrazu. Také počasí, vibrace nebo nečistoty mohou narušit výkon kamery. Tato funkce je obzvláště užitečná v prostředí škol, veřejné dopravy nebo prodejen. Obvykle je schopna zareagovat v těchto případech: Zaclonění kamery neprůhledným či poloprůhledným předmětem. Změna nasměrování kamery. Změna ostrosti obrazu Neobvyklé chování Kamera analyzuje neobvyklou změnu pixelů v obraze. Například plazící se člověk mění barvu pixelů, jejich směr a velikost jiným způsobem, než člověk, který běží. Dalším neobvyklým chováním je tzv. lelkování. Funkce "detekce lelkování" se používá například na parkovištích. Kolem aut se nadefinuje zájmová zóna. Jestliže je tato zónu někým narušena jednou, nic se neděje. Pokud se v ní ale někdo zdržuje delší dobu, může být systémem vyhodnocen jako podezřelý objekt. 13

16 3 Hardware pro uchování záznamu Kapitola popisuje zařízení pro zpracování obrazové informace. Obraz je většinou ukládán, analyzován a distribuován dál, například i ve formě substreamů (zmenšené rozlišení, snímkování a kvalita obrazu za účelem zobrazení například na mobilním zařízení s ethernetovým připojením). Je důležité prověřit, zda bude záznamové zařízení kompatibilní s kamerami. Toto většinou řeší seznam kompatibilních kamer vydaný výrobcem záznamového zařízení a navíc se dá kompatibilita kamer zjistit i podle toho, jestli kamery a zařízení podporují daný standard. Při výběru zařízení pro záznam je také důležité si definovat: délku záznamu, datový tok, zálohování napájení, příchozí a odchozí streamy (počet, velikost), zálohování dat, export dat (médium), integrace s ostatními systémy. Kapacita a parametry záznamového zařízení (bezpečnostního digitálního videorekordéru) by měla korespondovat s počtem připojených kamer, délkou požadovaného záznamu, způsobem vyhodnocování záznamu a režimem pořizování záznamu (kdy, jak a z které kamery bude záznam aktivován). Důležitý je požadavek na ovládání více bezpečnostních videorekordérů současně z několika nezávislých, třeba i vzdálených (centrálních) monitorovacích pracovišť. Bezpečnostní kamerový systém může být připojen a spolupracovat i s jinými bezpečnostními systémy (např. EZS 3, EPS 4, ACS 5, terminály POS 6 ), také s použitím grafické uživatelské nadstavby, vč. informování obsluhy o vzniku alarmové události. Současné bezpečnostní digitální videorekordéry nabízejí pravidelné zálohování zaznamenaných dat, ovládání otočných PTZ kamer, synchronní záznam zvuku, vkládání ochranného vodoznaku do obrazu, detekce ztráty videosignálu, nastavitelná detekce pohybu v obraze, přenos obrazu po internetu (LAN/WAN nebo podpora WAP), inteligentní vyhledávání v pořízeném záznamu, integrovaná videomatice pro připojení nezávislých monitorů, definovatelná uživatelská oprávnění, synchronizace času z internetu, 3 EZS Elektronický zabezpečovací systém. 4 EPS Elektronický požární systém. 5 ACS Přístupové systémy. 6 POS Point-of-Sale (platební systémy). 14

17 automatický restart a obnovení systému po výpadku napětí, automatické odesílání alarmových zpráv na , sepnutí alarmového kontaktu při alarmové události. 3.1 Zařízení pro uchování záznamu Existuje několik typů záznamových zařízení. Liší se technologickým zpracováním a jsou závislé na typu kamerových bodů, ke kterým jsou připojeny. a) Přenosné videorekordéry PVR 7 : Zaznamenávají obraz obvykle jen z jedné kamery. Slouží především pro mobilní video aplikace. Příkladem může být: jednorázová "skrytá instalace" pro monitorování opakovaně narušovaných prostor, videoinspekce nesnadno přístupných míst (monitorování technolog. provozů, opotřebení stavebních konstrukcí a materiálů, znečištění různých provozů, geolog. inspekce), monitorování různých mobilních činností (úkonů, pracovních postupů, operací, zásahů apod.), skrytý mobilní videomonitoring, monitorování sportovních aktivit, mobilní instalace do dopravních prostředků, apod. Digitální obraz může být zaznamenáván na integrovaný pevný disk HDD 2.5", ale v současné době častěji na paměťovou kartu (např. SD/SDHC kartu). b) Síťové videorekordéry NVR 8 : Síťové bezpečnostní NVR rekordéry zaznamenávají obraz z IP kamer. Stejně jako HD-SDI rekordéry se i tyto používají pro různý počet připojených kamer. Např. 4, 8, 16, 24, 32, 48 a 64 IP kamer. Síťové bezpečnostní videorekordéry mají integrované bezpečnostní a alarmové funkce. Zaznamenávají digitální obraz, stejně jako bezpečnostní digitální videorekordéry DVR, na pevné disky HDD. Jsou to autonomní záznamová zařízení s podobnou funkčností a konfigurací jako videorekordéry DVR. 7 PVR přenosné videorekordéry. 8 NVR Network Video Recorder (síťové záznamové zařízení). 15

18 3.2 IP kamery IP 9 kamera je digitální kamera, která je připojena do ethernetové sítě. IP kamera má svoji IP adresu, vestavěný webový server, FTP 10 server, FTP klienta, ového klienta, programovatelné vstupy a výstupy a mnoho dalších funkcí. Nemusí být vždy připojena k počítači. Výhodou je, že funguje nezávisle a lze ji připojit kdekoliv, kde je dostupné připojení k IP síti. Obraz kamery může sledovat kterýkoliv uživatel s připojením do LAN 11. Při připojení této kamery k internetu je často používána jako on-line kamera k přímému přenosu na internet (sněhové zpravodajství, sledování dopravy apod.). Krom obrazu může po síti přenášet i jiná data, mezi něž patří přenos zvuku, ovládací povely pro mechanizmy jejího natočení a zoom. IP kameru lze charakterizovat jako kameru a počítač v jednom. Digitální kamera má porovnáním s analogovou mnohonásobně větší rozlišení a také ostřejší obraz díky neprokládanému snímkování. Standardem se stávají kamery s HD rozlišením. V IP kamerových systémech postačí připojit ke kameře UTP kabel, který poslouží nejen k přenosu digitálního obrazu, ale také k přenosu dat pro ovládání otočných kamer či pro nastavení parametrů kamer a přitom ještě může zajistit napájení pomocí PoE (viz kapitola Napájení). Pro IP kameru lze využít běžnou ethernetovou síť. Datový přenos jedné kamery se pohybuje v rozsahu několika Mbit/s. Síťové prvky poskytují přenosovou kapacitu 100 Mbit/s a 1 000Mbit/s. V kolizních situacích může napomoci nastavení parametrů kamer, jako je např. rozlišení, snímková frekvence, úroveň komprese nebo volba CBR 12 (Constant Bit Rate). 9 IP Internet Protokol (internetový protokol). 10 FTP File Transfer Protocol. 11 LAN Local Area Network. 12 CBR Constant Bit Rate (konstantní bitová rychlost). 16

19 Hlavní vlastnosti IP kamery: možnost využití stávající počítačové sítě pro připojení, jednoduché přidávání kamer do systému rozšiřitelnost, sledování obrazu z jakéhokoli počítače v síti, ukládání dat na jakýkoli počítač nebo záznamové zařízení kdekoli v síti, komprese dat (MPEG 13, MPEG-4, H.263) (viz kapitola 3.2.3) megapixelové rozlišení, detekce pohybu nahrávání při pohybu v zorném úhlu kamery, podpora zvuku, možnost spouštění alarmu, odesílaní SMS nebo ů při detekci nastavené události, kamery mají i možnost napájení po datovém kabelu (PoE) Rozlišení Na rozdíl od analogových kamer, u kterých je rozlišení limitováno šířkou pásma, které je u normy PAL 14 k dispozici, IP kamery toto omezení nemají. Parametr obrazového čipu v kameře, který určuje, kolika obrazovými body (pixely) je tvořen výsledný obraz, se obvykle udává v megapixelech (MPx). Rozlišení u IP kamer může dosahovat až 10 MPx. Vyšší rozlišení poskytuje více detailů a ostřejší obraz. Volba vhodného rozlišení zásadním způsobem rozhoduje účel kamerového systému. V rámci rozlišovací kompatibility je potřeba i vhodný kamerový kryt a objektiv, který je určený pro dané rozlišení. Použitím nekompatibilního krytu může docházek ke zkreslenému anebo jinak znehodnocenému obrazu. 13 MPEG Moving Picture Experts Group. 14 PAL Phase Alternating Line (standard kódování barevného signálu pro analogové televizní vysílání). 17

20 Obrázek 7: Rozlišení kamerových čipů Zdroj: Objektivy Výběr objektivu je daný konkrétními podmínkami požadované aplikace (např. snímaný úhel záběru, světelné podmínky snímané scény apod.). Funkce objektivu spočívá v zobrazení zorného pole na světlocitlivé ploše obrazového senzoru kamery. Objektivy mají různé optické vlastnosti. Závit CCTV 15 objektivů má stejné rozměry 1 a je kompatibilní se závitem na jakýchkoli CCTV kamerách. Po dohodě s provozovatelem kamerového systému je nutné stanovit konkrétní detaily, které mají být zobrazeny. Je tedy třeba určit zorné pole kamery (resp. objektivu) s ohledem na vzdálenost kamery od snímané scény. Zorné pole představuje snímaný úhel záběru kamery. Snímání detailu (např. rozlišení obličeje) bude s největší pravděpodobností snímáno objektivem s úzkým úhlem, tedy s částečným výřezem snímané scény vůči celkovému výseku vymezeného prostoru. Současné neboli synchronní snímání (výřezu) podrobného detailu a přehledové (širokoúhlé) snímání celkového prostoru je velmi obtížné. Tento problém je však možné řešit např. instalací dvou fixních kamer (první kamera snímá předpokládaný detail a druhá zabírá celkový prostor). U skutečně rozsáhlých prostor je možná kombinace fixních kamer s otočnou kamerou, která je vybavena zoom objektivem pro přiblížení požadovaného detailu (toto řešení předpokládá stálou obsluhu kamerového systému, která otočnou kameru pootočí do požadovaného směru, může se např. jednat o hlídaná parkoviště supermarketů). Další, avšak ne zcela uspokojující variantou 15 CCTV Closed Circuit Television (uzavřený televizní okruh). 18

21 může být použití kamer s vysokým megapixelovým rozlišením. Pořizovací náklady na takovéto kamery jsou však poměrně vysoké. Při návrhu kamerového systému je nezbytné předvídavě volit druh použitých kamer s ohledem na požadované celkové rozlišení videosystému. Rozšíření komerčních audio-video vizuálních prostředků, ale i filmový a mediální nátlak vytváří u zákazníků nereálné představy o použití bezpečnostních kamerových videosystémů právě s ohledem na zpětné rozlišení různých detailů v obraze. Rozlišení detailů v obraze lze pro zjednodušení rozdělit do čtyř skupin: a) podrobný detail (ověřování SPZ, dokladů), kde vždy záleží na poměru zobrazených a rozpoznatelných detailů, b) detail (rozlišení tváře, max. výška záběru 1 m), c) polodetail (skupina osob, vozidlo, doporučená šířka záběru 8 m), d) přehledové širokoúhlé snímání celkového prostoru. Volba objektivu do určité míry významně ovlivňuje výsledný efekt a neměla by se podcenit. Vybraným objektivem se může měnit úhel záběru, přiblížení sledované scény, hloubka ostrosti, ale třeba i to, jak dobře kamera vidí v noci. Doporučena je kamerová zkouška, která včas odhalí, zda je kamera vhodná pro konkrétní scénu. Parametrů CCTV objektivů je celá řada, v této části je stručné seznámení s nejběžnějšími a nejdůležitějšími z nich Upevnění objektivu Používají se dva typy uchycení objektivu na tělo kamery, viz Obrázek 8. Obrázek 8: Rozdíly mezi objektivy C nahoře, CS dole Zdroj: 19

22 Typ C vzdálenost mezi objektivem a plochou snímače je 12,5 mm. Typ CS vzdálenost je 17,526 mm. Oba typy objektivů mají stejnou šířku, což je 1 palec (= 2,56cm). Objektiv typu C lze použít na typ CS přidáním redukčního 5mm kroužku mezi objektiv a tělo kamery. Obrácená konverze není možná. Špatný typ objektivu nasazený na kameru se obvykle projeví tak, že obraz nelze zaostřit Velikost, formát objektivu Obrazové snímače kamer jsou vyráběny v různých velikostech. Velikost se udává v palcích a jde o úhlopříčku daného typu snímače. Velikosti jsou např. 1", 2/3", 1/2" nebo 1/4" (viz Obrázek 9). V praxi je důležité mít snímač a objektiv stejného, eventuálně většího formátu. Použije-li se menší objektiv na větší čip (např. 1/3" objektiv na 1/2" čip), bude obraz orámovaný černými rohy, protože objektiv nepokrývá celou plochu snímače. Naopak, když se nasadí větší objektiv na kameru s menším snímačem (např. 1/2" objektiv na 1/4" čip), dosáhne se pravděpodobně kvalitnějšího obrazu (optika je nejpreciznější ve středu), ale zároveň bude výsledný úhel záběru menší, než při použití objektivu stejného formátu jako má snímač část obrazu dopadá mimo čip. Obrázek 9: Velikosti obrazového snímače Zdroj: Ohnisková vzdálenost Ohnisková vzdálenost (f) ovlivňuje výslednou šíři záběru, případně přiblížení sledované scény. Čím je ohnisková vzdálenost delší, tím je užší úhel záběru a bližší snímaný objekt. Existují objektivy s fixní (stálou), varifokální (manuálně proměnnou) či motorzoom (dálkově ovladatelnou) ohniskovou vzdáleností. U varifokálních objektivů je třeba po změně ohniskové vzdálenosti doostřit, objektivy typu motorzoom ostří automaticky. 20

23 Clona Clonové číslo udává, kolik světla projde objektivem na čip snímače. Výrobce objektivu uvádí většinou dvě čísla vztahující se k cloně minimální a maximální (těsně před úplným uzavřením clony) nastavitelnou clonu. Ovlivňuje především světelnost objektivu při scénách se špatným osvětlením a naopak chrání čip kamery před vypálením obrazu ve scénách s vysokým jasem či odrazy. Nastavená úroveň clony zároveň ovlivňuje hloubku ostrosti záběru. Hloubka ostrosti záběru označuje, na jakou vzdálenost od objektivu bude snímaný obraz ostrý (např. 3m až nekonečno od objektivu). Čím nižší clonové číslo, tím je objektiv světelnější. Číslo 1,0 je nejlepší. Clona může být buď fixní (stálá), manuální (ručně nastavitelná) nebo automatická. Existují dva druhy objektivů s automaticky řízenou clonou (tzv. Auto Iris): Obecně by se objektivy s automaticky řízenou clonou měly vždy používat ve venkovních prostorech a v místech, kde se často mění světelné podmínky. Kamera samozřejmě musí mít podporu správného typu řízených objektivů, ale kamery většinou ovládají typy oba. Objektiv s automaticky řízenou clonou se pozná podle konektoru, který je zapojen do kamery. V praxi se lze setkat především s objektivy typu DC Drive Asférické objektivy Špičkoví výrobci objektivů vyrábí tzv. asférické objektivy. To znamená, že byl využit speciální optický materiál a výbrus optických částí objektivu (viz Obrázek 10). Zvyšuje světelnost a eliminuje chromatické vady (např. barevné kontury na místech s přechodem světlo/stín). Obrázek 10: Rozdíl mezi běžnou a asférickou čočkou Zdroj: 21

24 IR korekce Dobré venkovní kamery mají podporu IR přísvitů, kdy dokážou zužitkovat světlo nejen viditelné, ale i infračervené. V praxi se pak taková kamera v noci přepne do černobílého režimu a snímá i za černočerné tmy. Protože má ale IR světlo jinou vlnovou délku než viditelné, na objektivu se jinak láme a na snímací čip kamery dopadá jinak. To se pak může projevit nepříjemným rozostřením obrazu buď v noci, nebo během dne. Nejlepší výrobci objektivů pak využívají speciálních metod (speciální optický materiál) Formáty MJPEG/MPEG4/MJPEG H.263 Formát MPEG je široce používaný standard v mnoha systémech a díky své jednoduchosti nabízí malou latenci (zpoždění od zachycení záběru po jeho zobrazení) a je proto vhodný pro další zpracování, např. při detekci pohybu v záběru či pro sledování objektu. Ve formátu MPEG je k dispozici široká paleta rozlišení od displejů mobilních telefonů (s QVGA) až po plné video (4CIF) a vyšší (megapixelové). Formát zaručuje neměnnou kvalitu bez ohledu na pohyb nebo složitost v záběru, nabízí při tom možnost zvolit si kvalitu obrazu (úroveň komprese) a tím i velikost datového toku. Počet snímků za sekundu lze snadno přizpůsobit propustnosti, aniž by se ztratila kvalitu obrazu. Protože MJPEG nepoužívá video kompresi, generuje relativně velký datový tok, který je potřeba přenášet po síti. V tomto ohledu má MPEG výhodu, protože vytváří menší soubory při stejném časovém rozsahu než MJPEG. Pokud je dostupná síťová propustnost omezená, nebo pokud musí mít zaznamenávané video vysoký počet snímků za sekundu, může být MPEG vhodnějším formátem. Poskytuje relativně vysokou kvalitu obrazu při menší bitové rychlosti (menší využití propustnosti). Ale menší nároky na propustnost si vynucují větší složitost enkódování a dekódování, což má za následek vyšší latenci než MPEG. Komprese H.263 je určena pro video přenosy se stálou bitovou rychlostí (bit rate). Nevýhodou stálé bitové rychlosti je, že v případě pohybujícího se objektu se sníží kvalita obrazu. H.263 byl původně navržen pro video konference a ne pro zabezpečovací aplikace, kde jsou detailní záběry důležitější, než stálá bitová rychlost (bit rate). 22

25 3.2.4 Stacionární kamery Tyto kamery mají pevně nastavenou ohniskovou vzdálenost a směr záběru. Jsou nejběžněji používané. Prvním typem jsou boxové kamery, které se upevňují pomocí držáku, nebo se umisťují do krytu, který kameru chrání vůči povětrnostním vlivům. Tyto kryty jsou vybaveny topením, ventilátorem pro vytvoření ideálních podmínek pro správnou funkci kamery. U speciálních kamerových krytů jsou k dispozici i stírací mechanizmy. Při výběru krytu je potřeba dbát i na vlastnosti kamery. Pakliže bude do krytu osazována megapixelová kamera, musí se vybírat i kompatibilní kryt. V interiéru lze použít standardní kameru s držákem a objektivem bez potřeby dalšího krytí před povětrnostními vlivy. Pravděpodobně zde půjde o stálé tepelné podmínky a minimální vzdušnou vlhkost, nehrozí tedy orosení objektivu. V takovýchto případech nemusí být kamera chráněna ani proti korozi a zvýšené prašnosti. V průmyslových provozech je nutné kamery chránit instalací do vhodného krytu, i když jde o vnitřní prostředí výrobní haly, protože okolní prostředí je prašné, vlhké, agresivní vůči korozi, s vibracemi, s vysokými teplotami a se silným elektromagnetickým polem. Obrázek 11 Boxová kamera Zdroj: Obrázek 12 Kamerový kryt Zdroj: 23

26 Do druhého typu stacionárních kamer patří bullet kamery. Tyto kamery jsou již vestavěny do krytu, který je chrání před nepříznivými vlivy okolního prostředí, ať už se jedná o interiér, nebo exteriér. Mohou být také vybaveny speciálním IR přísvitem, který je aktivován v případě nedostatečných světelných podmínek. Nejnižší hodnota je u většiny takovýchto kamer 0,3 Lux 16. Bullet kamery jsou vybaveny varifokálním (proměnným) objektivem, který dosáhne požadovaného přiblížení, nebo oddálení obrazu. Objektiv je většinou daný výrobcem a nelze jej vyměnit. Obrázek 13 Bullet kamera s IR přísvitem Zdroj: Dalším typem jsou stacionární dome kamery. Jedná se o klasické fixní IP kamery předinstalované do malého kupolovitého krytu. Kamera může být nastavena do libovolného směru. Hlavní výhodou fixních dome kamer je jejich diskrétní, nenápadný design, díky němuž je velmi těžké rozpoznat jakým směrem je kamera nastavena. Zařízení jsou málokdy dodávána s výměnným objektivem, což může být nevýhoda. Do kamer jsou často instalovány varifokální objektivy. Montují se nejčastěji na strop nebo zeď. Obrázek 14 Stacionární DOME kamera Zdroj: 16 Lux jednotka intenzity osvětlení. 24

27 3.2.5 Kryty, nosiče Kryty kamer slouží k ochraně kamery ve venkovním nebo jinak nepříznivém prostředí (chlad, vlhkost, prach, žár atd). Kryt je ve většině případů upraven tak, aby byla zajištěna dlouhodobá funkčnost kamery. Může být použito temperování z důvodu zabránění mlžení kamery a skla krytu, nebo naopak větrání pro ochlazení. Nosiče mohou být v provedení k montáži na zeď, strop či stožár. Jako materiál se používají kovy nebo plasty. Záleží na dané situaci a váze celého kamerového soustrojí, ale odolnější jsou samozřejmě kovové. Bez ohledu na provedení držáku se kamerové soustrojí spojuje s pevným bodem na zdi, stropě či stožáru jistícím lankem Pohyblivé PTZ 17 kamery Kamery s pohyblivou hlavicí se mohou natáčet ve dvou osách a vzhledem k tomu, že se u nich neustále zvyšuje rozsah optického zoomu (řádově hodnota 36x), stala se pro ně nepostradatelnou funkcí stabilizace obrazu. Tato funkce eliminuje pohyb způsobený nestabilním upevněním kamer. Pro příklad, pohyb držáku kamery o 5 mm může způsobit posunutí zorného pole při vysokém nastavení zoomu o více než 5 m. V případě absence této funkce se stane obraz nepoužitelný. Existují 2 typy pohyblivých kamer. a) Kamery s pohyblivou hlavicí Tyto kamery využívají polohovací hlavice, která umožňuje otočení kamery do libovolného směru, popř. i změnu ohniskové vzdálenosti nebo zaostření objektivu. Z vodorovné polohy je výkyv hlavice a v horizontální poloze je to až 360. Jsou schopny odolat i velmi silnému větru, který může dosahovat až 200km v hodině. Tyto kamery se používají například ke sledování dopravy na dálnicích. Při dešti či mlze se na skle kamery usazují kapičky vody, které díky vyhřívání kamerového krytu zasychají a znečišťují průhledy. Kvůli tomu jsou osazeny stíracím zařízením, které zajistí očištění průhledového skla. Tím se eliminuje potřeba údržby. 17 PTZ - Pan-Tilt-Zoom (motorické ovládání). 25

28 Obrázek 15 PTZ kamera s pohyblivou hlavicí a stěračem Zdroj a) DOME kamery Tento typ kamer je dodáván v krytech polokulovitého tvaru. Kamera nabízí rychlejší otáčení o 360 a rychlost rotace od 0 do 270 /s. Podle typu lze nastavit až několik pozic, na které se kamery mohou navést v případě aktivace některé z událostí. Kamery se vyznačují vysokou rychlostí natočení na požadovaný záběr a jsou oblíbené např. v městských dohledových systémech, kde není snadné zjistit, jakým směrem je kamera natočena. Tvarem připomíná lampu a někdy tak může být výhodou její diskrétnost. Obrázek 16 DOME kamera Zdroj: 26

29 3.2.7 Termografické kamery Použití těchto kamer je velice specifické. IČT 18 kamera disponuje systém bezdotykového měření teplotních polí. Měření je založeno na zaznamenávání tepelného záření, které je vyzařováno z povrchu objektů. To je vyzařováno pouze v případě, že teplota povrchu je větší než 0 Kelvinu. Toto tepelné záření prostupuje optikou, která je v současnosti ze slitiny čistého germania, na detektor. V detektoru je záření převáděno na elektrický signál, který je následně digitalizován a zpracován ve výsledný termogram (Obrázek 18 Srovnání pohledu z klasické a IRC kamery). Termogram informuje o zaznamenaných objektech a rozložení jejich teplot. Obrázek 17 ICR Kamera (Termokamera) Zdroj: Obrázek 18 Srovnání pohledu z klasické a IRC kamery Zdroj: vlastní 18 IČT Infračervená termografická kamera. 27

30 3.2.8 Napájení IP kamery je možno z hlediska praktičnosti napájet různým způsobem. Dobré je vzít v úvahu, zda s kamerou bude napájen i kamerový kryt Standardní připojení Při standardním připojení vedou k zařízení dva kabely. Prvním z nich je napájení z adaptéru, který je součástí dodávky, nebo společného zdroje, který má samostatně jištěny výstupy pro jednotlivé kamery. Druhým kabelem je pak běžný UTP/STP/FTP 19 nebo SFTP 20 kabel pro počítačové sítě (strukturovaná kabeláž). Jako aktivní prvky se dají použít standardní switche. Tím tato alternativa bývá často volena pro menší finanční náročnost. Není totiž potřeba řádově dražších PoE switchů. Důležité je správně nedimenzovat napájecí zdroj a počítat s odběrem jedné kamery vč. kamerového krytu. Standardně bývá SELV 21 napájecí napětí kamer a příslušenství stejnosměrných 12 nebo 24 V. Výjimkou ovšem není ani střídavé napájení 230 V 50 Hz Aktivní prvky s PoE 22 Aktivní prvky představují základní komponenty pro přenos informací mezi dalšími částmi sítě, jako jsou např. servery, datová úložiště a počítače. Jejich hlavním cílem je převést informaci z fyzického média (optický, metalický kabel) a následně zaslat tuto informaci prostřednictvím fyzického média k cílovému zařízení. Velmi zjednodušeně se tedy dá říci, že aktivní prvky zajišťují logiku posílání dat z jednoho místa do druhého co největší rychlostí a co nejefektivnějším způsobem. Aktivní prvky zajišťují činnost, která je pro konečného uživatele relativně skrytá, ale pro nejrůznější aplikace velmi důležitá právě z hlediska rychlosti, spolehlivosti a efektivity přenosu. Díky technologii PoE je ethernetový kabel vedoucí od kamery využit jak pro data, tak i pro 19 UTP Unshielded Twisted Pair, STP Shielded Twisted Pair, FTP Foiled Twisted Pair. 20 SFTP Shielded Foiled Twisted Pair. 21 SELV Safety Extra Low Voltage (bezpečné malé napětí). 22 PoE Power over Ethernet (napájení po datovém síťovém kabelu). 28

31 napájení kamery. PoE také umožňuje napájet vestavěné topení či chlazení kamery bez dalšího použití kabelů. K napájení se nejčastěji využívá aktivních síťových prvků s podporou PoE. Zařízení musí splňovat různé normy IEEE. 23 Normy POE Norma IEEE určuje specifikace fyzické a linkové vrstvy ethernetu. IEEE upravuje možnosti napájení síťových zařízení. Napájení dle využívá standardní Category 5 (CAT-5) kabel. Přestože CAT-5 kabel obsahuje čtyři kroucené páry, pouze dva z nich se u sítí 10/100/1 000 BaseT používají pro přenos dat. Tabulka 1 Rozdíly mezi normami IEEE 802.3af a at 802.3af 802.3at Napětí (V) 44 V 50 V Proud (A) 350 ma 720 ma 4-wires 12,95W ~30 W 8-wires N.A. ~60 W Schéma zapojení pro normu PoE: Zdroj: vlastní zpracování Obrázek 19 Schéma zapojení PoE Zdroj: 23 IEEE Standard společnosti Institute of Electrical and Electronics Engineers. 29

32 a) IEEE 802.3af - rozděluje napájené zařízení do několika tříd podle jejich spotřeby energie. Díky informaci o rozsahu odběru připojeného PD 24 zařízení mohou PSE 25 zařízení pracovat s větší účinností. Tabulka 2 Třídy IEEE 802.3af Třída Použití Max. příkon (W) 0 Výchozí 0,44 12,95 1 Volitelné 0,44 3,84 2 Volitelné 3,84 6,49 3 Volitelné 6,49 12,49 4 Rezervováno - nepoužito Zdroj: b) IEEE 802.3at - umožňuje po kroucených párech standardního UTP CAT-5 kabelu dodávat výkon až 24W. Díky vyššímu dodávanému výkonu mohou být přes síťový kabel napájeny i otočné kamery. V následující tabulce, jsou uvedeny rozdíly v rozsahu napájení obou používaných norem Světelné podmínky Důležitým parametrem pro návrh kamerového systému jsou i světelné podmínky. Zvláště u venkovních aplikací se světelné podmínky výrazně mění v průběhu dne a noci, v různých ročních obdobích (např. za slunného dne při zasněženém pozadí sledovaného prostoru sníh odráží převážnou část světla a mnohonásobně zvyšuje intenzitu světla snímané scény). Intenzita přirozeného denního světla se pohybuje řádově v hodnotách až luxů (lx). V interiéru se hodnoty intenzity osvětlení pohybují běžně v rozmezí 100 až 1000 lx. Síla osvětlení se zmenšuje a je nepřímo úměrná kvadrátu vzdálenosti od zdroje světla. Žárovka se 24 PD - Powered Device (napájené zařízení) 25 PSE -Power Sourcing Equipment (napájecí zařízení) 30

33 100watovým příkonem osvítí prostor ve 20 metrové vzdálenosti s intenzitou světla cca 3 lx, v 50 metrech už jen 0,5 lx, ve vzdálenosti 100 metrů činí hodnota intenzity osvětlení pouhých 0,1 lx. 500 W žárovka má intenzitu osvětlení 3,4 lx v 50 metrové vzdálenosti, po 100 metrech je hodnota osvětlení na úrovni 0,8 lx. Velmi jasná měsíční noc při úplňku představuje osvětlenost max. 0,5 lx. Lidský zrak je natolik adaptabilní, že dokáže vnímat určité světelné podněty ještě při hladině lx, samozřejmě bez možnosti rozlišovat jakékoliv objekty. Naopak, člověk je schopen číst výrazný text při osvětlení zhruba lx, ale za cenu výrazného nepohodlí. Současné kamery disponují zcela běžně minimální citlivostí v úrovních desetin až setin luxů. Na expoziční automatiku kamer má ve dne rovněž vliv orientace kamer vzhledem ke světovým stranám a ekliptice země vůči slunci. V noci se venkovní kamery musí vyrovnat s umělým osvětlením snímaného prostoru. V závislosti na modelu může být kamera vybavena několika IR 26 LED přísvitem. Maximální dosvit IR LED diod je uváděn v technické specifikaci kamery. Platí, že ne vždy větší hodnota dosvitu IR LED znamená lepší viditelnost v noci. I když se infračervené světlo šíří prostorem jinak, než světlo ve viditelném spektru, naddimenzovaný světelný zdroj může naopak ve výsledném obraze zbytečně přesvětlovat blíže stojící objekty či subjekty. Např. má-li zákazník zahradu s délkou 50 metrů od plotu k nemovitosti, a jeho zájmem je střežit především prostor v bezprostředním okolí nemovitosti, je zcela zbytečné osvětlovat celou délku zahrady, protože případný zloděj stejně musí dojít ke střeženému objektu, a tam ho bude sledovat kamera s 10 nebo 20 metrovým přisvětlením. U přídavných samostatně instalovaných světlených zdrojů je nutné ohlídat vyzařovací úhel, který by neměl být podstatně užší než zorný úhel kamery. V interiéru jsou zdrojem nežádoucího protisvětla především okna, prosklené vstupní dveře, skleněné výplně či světlíky. Proto by měly být kamery orientovány pokud možno ve směru zdroje světla, nikdy přímo proti světlu. Interiérové prostory bývají zpravidla osvětleny z části umělým osvětlením, s podílem přirozeného slunečního světla (tzv. sdružené osvětlení). Umělé osvětlení žárovky nebo zářivky má jinou barevnou teplotu chromatičnosti než osvětlení přirozené, v tomto případě by mohlo kvůli nerozhodnosti kamery docházet k nežádoucímu posunu barevného podání obrazu a nepřesné reprodukci výsledných barev. 26 IR Infrared (elektromagnetické záření s vlnovou délkou větší než viditelné světlo, ale menší než mikrovlnné záření) 31

34 Současné moderní barevné bezpečnostní kamery jsou dostatečně citlivé na minimální osvětlení, disponují automatickým přepínáním do IR režimu (True Day/Night) s infračerveným přisvětlením IR LED a nabízejí celou řadu integrovaných funkcí k potlačení výše uváděných nežádoucích projevů. CCTV kamery potlačují velké jasové rozdíly v obraze a díky inteligentnímu dynamickému zpracování expozice WDR (Wide Dynamic Range) poskytují vyvážený obraz bez značných jasových rozdílů a omezení světelných špiček (Eclipse). Moderní bezpečnostní kamery věrně reprodukují barvy díky pokročilým funkcím, které jsou popsány dále Kompenzace protisvětla BLC 27 Pokud je v zorném poli silný zdroj světla a sledovaný objekt je zobrazen tmavě, bez možnosti rozlišení detailů, užití této funkce umožňuje zvýšit kontrast (a tím i rozlišení) sledovaného objektu v poli, pro které je funkce BLC zapnutá, na úkor přesvětlení nedůležitého pozadí. a) Bodová kompenzace protisvětla (Eclipse function, Spotlight BLCbapod.) Jde o speciální variantu BLC, která se uplatňuje u scén s velmi silným bodovým protisvětlem. Funkce "Eclipse" zajistí překrytí částí obrazu s vysokým jasem černou barvou a tím umožní rozlišit jinak "neviditelné" části obrazu v okolí bodového jasu (např. je možné rozpoznat SPZ u vozidla s rozsvícenými reflektory apod.). b) Široký dynamický rozsah (WDR - Wide Dynamic Range) Vyjadřuje schopnost kamery snímat světelně náročné, kontrastní scény, tj. scény s velkým rozdílem mezi nejsvětlejším a nejtmavším místem obrazu (např. tmavá budova na pozadí světlé letní oblohy apod.). Šířka dynamického rozsahu se udává v decibelech (db). Kamery s širokým dynamickým rozsahem tak umí dobře prokreslit jak tmavé, tak světlé části obrazu. Tím se tato funkce odlišuje od funkce BLC, která upřednostňuje tmavé zájmové části obrazu na úkor světlých částí. 27 BLC - Black Light Compensation (kompenzace protisvětla) 32

35 c) Pomalá závěrka (Slow Shutter, Sense-up apod.) Nejdelší závěrka je u kamer s normou PAL 28 standardně 1/50s (1 půlsnímek trvá 1/50s). Pro sledování za tmy jsou však některé kamery vybaveny funkcí tzv. pomalé závěrky (expoziční integrace), kdy je expoziční čas prodloužen nad tuto hranici tak, aby bylo dosaženo jasného obrazu i za špatných světelných podmínek. Hodnota pomalé závěrky se obvykle udává jako násobek 1/50s (to znamená, že například kamera s parametrem "sense-up 128x", dosahuje expozičního času 128x1/50=2,56s) Funkce day/night CCD 29 senzor je na rozdíl od lidského oka citlivý na IR světlo. Mezi objektiv a senzor barevné kamery je zařazen tzv. "IR-cut" filtr, aby nedocházelo ke zkreslení barevného podání obrazu vlivem IR světla. Standardní barevná kamera tedy využívá pouze viditelnou část spektra. To však má za následek omezenou citlivost v noci, kdy je nedostatek "viditelného" světla a IR část světla nelze kvůli IR filtru využít. Tento problém je u kamer řešen 2 způsoby: a) Kamery s elektronickou funkcí "day/night" Používá se obvykle u lacinějších "day/night" kamer, u kterých IR-cut filtr úplně chybí. Při poklesu osvětlení se kamera automaticky přepíná do nočního černobílého režimu, ve kterém dosahuje vyšší citlivosti. Kameře je možné přisvětlit přídavným IR reflektorem. Důsledkem chybějícího IR-cut filtru je však poněkud horší reprodukce barev během dne. b) Kamery s mechanickým přepínáním IR filtru Tyto kamery jsou vybaveny IR-cut filtrem stejně jako standardní barevné kamery. Tím je zajištěna věrná reprodukce barev při snímání během dne. Při setmění dojde k automatickému mechanickému odsunutí (přepnutí) IR-cut filtru mimo obrazový senzor a současně se kamera přepne do černobílého režimu. Tím se dosáhne maximální citlivosti kamery v noci. Kameře je možné přisvítit IR reflektorem. True day/night kamery tedy poskytují perfektní barevný obraz během dne a vysokou citlivost v noci. 28 PAL Phase Alternating Line (standard pro kódování signálu analogové televize) 29 CCD Charge-Coupled Device (elektronický snímač používaný pro snímání obrazové informace) 33

36 Digitální redukce šumu (DNR -Digital Noise Reduction) Slouží k potlačení šumu, který se vyskytuje v obraze při špatném osvětlení nebo za tmy. Jsou využívány různé technologie (2D DNR, 3D DNR) pro optimální eliminaci šumu u statického i pohyblivého obrazu. Současně je dosaženo úspory záznamové kapacity, kdy se zbytečně nezaznamenává parazitní šum. 3.3 Přenos signálu Datové rozvody jsou nedílnou součástí datových sítí. V rámci datových rozvodů se používají dva typy vedení: drátové a optické. Při volbě jednoho z nich záleží především na délce požadovaného vedení. Další možností je i bezdrátové propojení. V rámci KS se používají speciální WiFi 30 propoje Hierarchie Hierarchií se rozumí uspořádání zařízení v síti. U datových strukturovaných kabeláží se nejčastěji aplikují hierarchie strom (TREE), nebo hvězda (STAR). Někdy se uplatňují i jejich kombinace. Každá má své výhody i nevýhody, ale vždy záleží na konkrétní instalaci a možnostech Hvězda (STAR) STAR označuje propojení počítačů nebo síťových zařízení do útvaru tvarem připomínající hvězdu. Jde o nejpoužívanější způsob propojování síťových zařízení do ethernetové sítě. Každé zařízení je připojeno k centrálnímu prvku, tzn., že mezi dvěma zařízeními existuje vždy jedna cesta. 30 WiFi - Označení standardu IEEE popisujících bezdrátovou komunikaci v počítačových sítích. 34

37 Obrázek 20 Hvězdicová topologie Zdroj: vlastní Výhody Selže-li li jedno zařízení, nebo kabelové vedení, přeruší se spojení pouze s tímto konkrétním Na jednom kabelu je připojeno pouze jedeno zařízení a nedochází tak ke kolizím Snadno se rozšiřuje. Nevýhody zařízením/kamerou. mezi pakety. U větších sítí je zapotřebí velké množství kabelů. V případě selhání centrálního síťového prvku přestane fungovat celá síť Strom (TREE) Jedná se o propojení počítačů do útvaru, který tvarem připomíná strom. Vychází z hvězdicové hierarchie a vzniká spojením aktivních síťových prvků, které jsou v centrech jednotlivých hvězd. Takovéto propojení se používá především v rozsáhlých počítačových sítích ve velkých firmách. Jednotlivé hvězdice často představují jednotlivá oddělení firmy, patra budovy nebo celé budovy. Tyto hvězdy jsou pak znovu spojeny hvězdicovitým způsobem. 35