Системы видеоконтроля как основные средства надзора за осуждёнными

Передающая  телевизионная камера, которая состоит из передающего устройства (трубки-видикона, в современных камерах - ПЗС - матрицы), фокусирующей и отклоняющей систем, предварительного видеоусилителя, блока формирования гасящих импульсов и блока регулировок, которым устанавливается необходимый режим работы передающего устройства. Для изменения световых параметров передающего (диафрагмирование, фокусировка) имеется специальная оптическая головка, управление которой осуществляется дистанционно. Изображение наблюдаемого объекта с помощью оптической головки проецируется на передающее устройство. Видеосигнал него подается на предварительный видеоусилитель, где он усиливается до определенной величины и по кабелю подается на вход камерного блока;

Камерный  блоквключает в себя видеоусилитель, генератор строчной развертки, а также блок питания передающей трубки. Видеосигнал с предварительного усилителя передающей камеры подается на видеоусилитель, где происходит его усиление для последующей передачи по кабелю к видеоконтрольному устройству. Для синхронизации рабочего генератора строчной развертки на него подаются синхронизирующие импульсы. Так как камерный блок находится на определенном расстоянии от пульта управления, то при прохождении строчного синхронизирующего импульса по кабелю появляется определенная временная задержка между появлением импульса в начале и конце кабеля. Эта временная задержка и определяет то максимальное расстояние, на которое камерный блок может быть отнесен от пульта управления.

Устройство  позиционированияпредназначено для перемещения камеры в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Основными элементами поворотного устройства являются реверсивные электродвигатели с редукторами. Для того чтобы ограничить перемещение подвижной части поворотного устройства, в обеих плоскостях имеются конечные выключатели.

Блок  коммутации и управлениясостоит из блоков коммутации, управления и устройства сигнализации. Блок коммутации подключает любую передающую камеру к блоку управления и блоку канала. С помощью блока управления осуществляется переключение режимов работы установки (с дежурного нарабочий), управление работой поворотных устройств, а также изменение электрического и светового режимов работы передающей трубки. Устройство сигнализациислужит для визуального контроля за работой всей установки, а также выдачи сигнала при вскрытии камерного блока посторонними лицами

Блок  каналаявляется важнейшим блоком телевизионной установки. В него входит синхрогенератор, которым обеспечивается синхронность и синфазность передачи и приема изображения. Кроме того, в нем осуществляется формирование строчных и кадровых синхроимпульсов, импульсов фиксации, а ткже импульсов гашения обратного хода луча. В усилителе-формирователе происходит усиление видеосигнала и его ионное формирование.

Формирование видеосигнала заключается во введении внею импульсов синхронизации, гасящих импульсов и импульсов фиксации. Полный видеосигнал с выхода усилителя-формирователя подается на видеоконтрольное устройство (монитор), а также на модулятор УКВ генератора. На выходе УКВ генератора получается телевизионный сигнал на несущей частоте одного из телевизионных каналов. Генератор кадровой развертки формирует токи пилообразной формы для питания кадровых отклоняющих катушек передающих трубок (или сканирующего устройства ПЗС - матрицы).

Блок  питания и автоматикисостоит из выпрямителя, стабилизатора и блока автоматики. Он предназначен для получения необходимых питающих напряжений, а также автоматического подключения любой из камер к блоку коммутации и управления при работе с выносного пульта управления.

Видеоконтрольное  устройствопредставляет собой телевизионный приемник (монитор), в котором отсутствует высокочастотная часть, а также тракт звукового сопровождения (если таковой предусмотрен).

Распределительно-коммутирующее  устройствопредназначено для передачи телевизионного сигнала с выхода УКВ генератора к нескольким телевизионным приемникам по коаксиальномукабелю и   другихопераций (мультиплексирования    и   демультиплексированиятелевизионного сигнала), подключения видеоконтрольного устройства и выносного пульта управления.

Выносной  пульт  управленияпредназначен  для дистанционного управления работой всей установки.

По такой классической функциональной схеме построено большинство промышленных телевизионных установок старого образца (ПТУ-23, ПТУ-24 и ПТУ-102, ПТУ-103М). Основным недостатком этой функциональной схемы является то, что для каждой передающей камеры требуется свой соединительный кабель, что в значительной степени удорожает монтаж и эксплуатацию системы.

С развитием полупроводниковой  техники, созданием ПЗС -технологии, а также применением модульных  и микромодульных элементов и микросхем с высокой степенью интеграции появилась возможность создавать телевизионные установки, построенную по схеме с усложненной передающей стороной. В ее состав входят следующие узлы и блоки:

Основным узлом передающей телевизионной камеры является синхрогенератор, который обеспечивает синхронность и синфазность приема и передачи изображения. Получение заданной стабильности работы синхрогенератора осуществляется с помощью специальной схемы фазирования, которая обеспечивает синхронизацию его работы частотой промышленной сети. Для автоматического изменения режима работы передающей трубки в зависимости от освещенности передаваемых объектов предусмотрена специальная схема, которая изменяет режим ее работы в течение 5 секунд. Для передачи видеосигнала от всех камер по одному коаксиальному кабелю имеется специальная схема согласования выхода видеоусилителя с волновым сопоставлением кабеля.

Устройство  наведения,или позиционирования, выполняет функции поворотного устройства.

Полевой коммутаторслужит для подключения телевизионной камеры к напряжению промышленной сети, коаксиальному сигнальному кабелю, а также к цепям управления. Он автоматически включает передающую камеру при срабатывании устройств обнаружения, а также формирует команды на включение громкоговорящей связи и охранного освещения.

Стойка  аппаратнаявключает в себя видеоусилитель, устройства питания, устройства управления, блок громкоговорящей связи.

Видеоконтрольное  устройствопредназначено длянаблюдения передаваемых объектов.

Пульт управленияслужит для управления работой всей установки¹⁵.

Основным преимуществом  такой схемы является то, что для передачи видеосигналов от всех камер используется один коаксиальный кабель. Это в значительной степени уменьшает пираты на кабельное хозяйство, монтаж и обслуживание.

В современных телевизионных  системах применяются мониторы с  высокими техническими характеристиками, позволяющие реализовывать новые возможности, такие, как получение на экране одного монитора нескольких изображений от разных телевизионных камер, установленных на объекте охраны, что повышает эксплуатационные удобства системы. Устройства, преобразующие телевизионные сигналы множества камер и формирующие изображение такого вида, называются квадраторами и мультиплексорами. В зависимости от используемого оборудования и необходимости можно формировать от 2 до 16 (и более!) изображений. В настоящее время появляется возможность формировать изображения и по технологий  «картинка в картинке»), достаточно широко применяемой в приемниках систем телевизионного вещания большинства западных стран.

Освоение ПЗС - технологии позволило создавать передающие камеры в микроминиатюрном исполнении, что открыло новые широкие возможности для их применения в решении самых разных задач оперативно-служебной деятельностиУИС.

Наконец, широчайшее распространение  компьютерных технологий позволяет создавать целые комплексы, имеющие поистине неограниченные возможности по обработке видеоинформации, ее анализу, записи и документированию, а также созданию на их основе полностью автоматизированных технических систем контроля. В этом случае видеосигналы могут преобразовываться в цифровую форму и их обработка ведется при помощи специального программного обеспечения. Помимо этого, такие системы позволяют осуществлять функцию видеодетекции, т.е. с их использованием может быть построены рубежи обнаружения в запретных зонах объектов охраны. Применение современных видеосистем является одним из основных направлений технической политики УИС. Подобные системы («Пост-24», «Рубеж-08») в настоящее время установлены во многих исправительных учреждениях и зарекомендовали себя как надежные, эффективные и удобные в эксплуатации.

Применение телевизионных  устройств в надзоре требует  выполнения ряда условий:

• освещенность в просматриваемой зоне должна быть не ниже указанной в технических условиях на устройство;
• в просматриваемой зоне не должно быть участков, недоступных для наблюдения;
• должно обеспечиваться частичное перекрытие секторов наблюдения смежных телекамер;
• при установке камер в режимных помещениях они вместе с поворотными устройствами располагаются так, чтобы обеспечить необходимое перемещение камеры вгоризонтальной и вертикальной плоскостях, если это предусмотрено конструкцией камеры.

Наряду с этим необходимо жестко выполнять условия установки  и эксплуатации телевизионных систем, указанные в их технических описаниях.

2.3. Перспективы развития систем видеоконтроля

В настоящее время получены интересные результаты в области разработки систем видеонаблюдения.Один из способов заключается ворганизации совместной работы широкоугольных (обзорных) и узкоугольных видеокамер, который может быть использован при видеонаблюдении в системах охраны периметра. Основной мониторинг ведется обзорной камерой. Когда оператор замечает на экране нечто, заслуживающее внимание, он кликает по этому «нечто» мышкой, тем самым разворачивая в нужном направлении узкоугольную камеру. Последняя уже позволяет рассмотреть объект-нарушитель в подробностях. Узкоугольная камера на поворотном устройстве может быть заменена несколькими узкоугольными камерами фиксированной настройки – с точки зрения стоимости это может оказаться предпочтительнее. Такой подход авторы назвали компьютерной системой искусственного зрения (КСИЗ). 
Оптимизировать поля зрения и количество камер и наиболее оптимальным образом разместить их на объекте можно при помощи специальной программы – VideoCAD.

Как правило, в системах охраны периметра видеонаблюдение  фигурирует как вспомогательное средство, без функции обнаружения. Причиной этого является неудовлетворительная работа аппаратно-программных видеодетекторов активности – очень велик процент ложных срабатываний. Глаз человека – лучший видеодетектор, но иметь в штате охраны столько операторов видеонаблюдения, сколько установлено видеокамер (с учетом обеспечения сменности работы, выходных, отпусков и физических возможностей операторов при работе за мониторами) нереально. Чтобы аппаратно-программный видеодетектор можно было применять для обнаружения вторжения в охраняемую зону, надо научить его не реагировать на изменения фоновой обстановки – на дождь, снег, изменения освещенности, колебание листвы деревьев, дрожание самой камеры и т.п.

В середине 90-х годов  Министерство обороны США начало разработку технологии интеллектуального видеоанализа.После 10 лет разработок, технология стоимостью в 100 млн. долларов была коммерциализирована рядом компаний, в том числе GuardianSolutions. Последняя, вложив в разработку еще 5 млн., вышла на рынок с системой автоматизированного видеонаблюдения (AutomatedVideoSurveillance, AVS), которую компания стала применять и для охраны периметра (PerimeterSurveillanceTechnology 101).

Поколения систем видеонаблюдения  согласно GuardianSolutions.

Системы первого поколения:

Детектор движения. Традиционно  интегрирован в цифровые видеорегистраторы. Обнаружение угроз происходит при сравнении пиксельных изменений между кадрами.

Системы второго поколения:

Интеллектуальное видео. Постоянно определяет и переопределяет изменения фона, которые происходят в поле зрения камеры и отделяет динамически меняющийся фон (т.е. нормальное поведение) от аберрантного (т.е. ненормального) поведения цели. Это позволяет отделять естественную активность окружающей среды, такую как качание деревьев под действием ветра, от активности, вызванной движением целей.

Системы третьего поколения:

Географическое реагирование (в оригинале — Geo-Responsive). Интеллектуальное видео, которое выполняет все свои функции, плюс отслеживает цели (с передачей целей от камеры к камере, при необходимости) и показывает контуры, расположение и движение всех целей на географической карте или карте объекта. 
Согласно вышеприведенной классификации, AVS системы компании GuardianSolutions относятся к третьему поколению систем видеонаблюдения. AVS система захватывает цель и ведет ее, несмотря на зашумленность фона, передавая цель от камеры к камере, если цель выходит из поля зрения камеры с фиксированным полем зрения или выходит за область регулирования камеры. AVS система способна отделить значимое движение от незначимого, т.е способна отделять цели от фонового изображения. К примеру, система способна отличить естественные колебания деревьев от движения человека, двигающегося вдоль деревьев.

Применительно к AVS системам различают не только ложные, но и  мешающие (nuisance) тревоги. Мешающие тревоги  – это когда система входит в тревожный режим по обоснованной причине, т.е. когда в охраняемой зоне появился объект определенного размера, но вследствие современного состояния технологии компьютерного наблюдения только человек может определить, что это за нарушитель: человек или, к примеру, крупное животное. Мешающие тревоги в небольших количествах приемлемы, так как являются ключевым индикатором того, что система способна уловить аномальное поведение.