Телевизионные системы охраны объектов и наблюдения за производственными процессами

Глава 16

ЦИФРОВОЕ ПРИКЛАДНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ

Введение. Телевизионные системы по характеру решаемых задач делятся на вещательные и прикладные. Последние в свою очередь подразделяются на системы визуального отображения, воспроизводящие обстановку для оператора, не производящего количественную оценку наблюдаемого изображения, и измерительные, с помощью которых проводится количественный анализ входного сигнала.

Системы прикладного телевидения предназначены для передачи и приема изображений в промышленности, науке, образовании, медицине, военном деле, обеспечении безопасности и других областях деятельности человека. Главным отличием систем прикладного телевидения от систем ТВ - вещания является ограниченное количество получателей информации. Поэтому в прикладном телевидении нет необходимости в такой жесткой стандартизации параметров разверток и сигналов, как в ТВ - вещании.

Цифровые технологии в прикладном телевидении используются в первую очередь для сжатия видео и аудио информации с целью передачи по узкополосным каналам связи и записи в ЗУ и для анализа изображений с целью автоматизации некоторых функций системы.

В частности прикладные телевизионные системы используются в решении вопросов автоматизации физического, биологического, медицинского экспериментов, производственно-технологических процессов, астрономических наблюдений, при исследовании природных ресурсов и космоса. В связи с этим возросли требования к точности и эффективности телевизионных (ТВ) систем.

Другой важной тенденцией следует считать универсальность ТВ систем, т.е. способность решать различные задачи без существенной перестройки аппаратуры путем изменения алгоритмов управления и обработки данных. Эта тенденция связана с применением ЭВМ в телевизионных измерительных системах (ТВИС).

В связи с этим появилась необходимость разработки принципов построения ТВИС, обеспечивающих высокую точность и эффективность измерения различных параметров и характеристик изображения; а также предъявляются высокие требования к качеству репродукции, на видеоконтрольном устройстве.

Телевизионные системы охраны объектов и наблюдения за производственными процессами

В качестве примера рассмотрим систему наблюдения, разработанную фирмой Intelligent Instruments Corporation, США. Система обеспечивает наблюдение за многими зонами, расположенными в разных частях города, автоматически выбирает для показа оператору зону, в которой что-то происходит и обладает другими полезными свойствами.

Система состоит (рис.16.1) из центральной станции ЦС и многих периферийных станций ПС, подключенных к сети ISDN через блоки управления и связи (БУиСв). Каждая периферийная станция содержит ТВ-камеру, кодер изображения (видеокодер), блок ввода/вывода звука (В/В звука), кодер/декодер звука (кодек звука), ЗУ. Центральная станция содержит декодер изображения (Декодер видео), монитор и указанные выше блоки звукового канала. БУиСв на ЦС выполняется на основе ПК, а на каждой ПС - на основе микропроцессоров.

Рис. 16.1. Структурная схема системы наблюдения.

В процессе наблюдения в каждой ПС видеосигнал записывается в ЗУ, ко­торое все время содержит несколько последних кадров, сжатых методом JPEG. Каждый новый кадр сравнивается с запомненным предыдущим с целью об­на­ружения изменений, которые могут быть результатом наличия движения в на­­блюдаемой зоне. При обнаружении движения данная ПС устанавливает через ISDN связь с ЦС и начинает пересылать в реальном времени сжатое движущееся изображение.

Оператор на ЦС наблюдает полученное изображение на экране монитора. Он может также слышать звуки и устанавливать голосовую связь с людьми в наблюдаемой зоне. При необходимости оператор может вызвать пересылку с ПС запомненного неподвижного изображения высокого качества (не в реальном времени).

В зависимости от характера наблюдаемых объектов, количества видеокамер, условий работы ТВ системы структурные схемы построения ПС соответственно также будут иметь свои особенности.

Рассмотрим два наиболее типовых варианта построения периферийных станций охранного телевидения.

На рис. 16.2,а схема ТВ система охраны, наблюдения и контроля имеет в своем составе и мультиплексор и видеорегистратор. С выходов мультиплексора видеосигналы поступают на видеорегистратор, монитор, через модем на центральную станцию (диспетчерскую) ЦС (рис 16.1), а сигнал тревоги на устройство звукового или светового оповещения.

Вторая схема ПС системы охранного телевидения (16.2,б) имеет в своем составе видеорегистратор, сочетающий функции мультиплексора и регистратора изображений на жесткий диск, мониторы, звуковую и световую сигнализацию, компьютер для передачи данных в сеть через модем в центральную станцию (рис. 16.1).

Рассмотрим назначение и работу наиболее важных устройств ТВ системы наблюдения.

а)

Камера 1 9 тревожных 4релейных 9 аудио 1 аудио Дополнительный Основной

Входов выхода входов выход монитор монитор

б)

Рис. 16.2. Структурные схемы ПС системы охранного телевидения.