СИСТЕМА ВИДЕОМОНИТОРИНГА

Полезная модель относится к локальным системам мониторинга.
Известна система управления (ЕР №0776130 А2 от 26.11.1996) поворотными видеокамерами, включающая контроллер, имеющий средства, позволяющие изменять скорость передачи кадров изображений от камер.
В этой системе пользователь может по шагам задавать информацию для оперативного управления видеокамерами, изменения скорости передачи кадров, получения изображения и его вывода на дисплей.
Недостаток данной системы и способа видеомониторинга в том, что пользователь, управляя каждой из камер и получая отдельные изображения, не имеет постоянного изображения наблюдаемого участка.
Известна система видеомониторинга (JP №2006-129218 от 29.10.2004) большой территории. Система состоит из нескольких поворотных камер, размещенных вокруг наблюдаемого объекта, видеокодера и видеодекодера, коммутатора и видеомонитора. Изображения наблюдаемого с разных сторон объекта выдаются в окна видеомонитора.
Недостаток данной системы и способа видеомониторинга в том, что они не позволяют получать на экране видеомонитора увеличенное изображение выделенной оператором зоны наблюдаемой территории или появившегося объекта при сохранении изображения всей наблюдаемой территории.
Известны системы видеомониторинга (JP публ. №10-136344 от 30.10.1996 и JP публ. №2000-050237 от 18.02.2000), которые включают поворотные видеокамеры, управляемые через контроллер как автоматически, так и оператором. Недостаток таких систем - значительное время наведения видеокамер на объект, вторгшийся на наблюдаемую территорию.
Известны системы видеонаблюдения (http://stroy-form.ru/video.html), включающие видеокамеры: аналоговые, цифровые (сетевые или IP-камеры), аналогово-цифровые (гибридные).
Система видеонаблюдения с аналоговыми или аналогово-цифровыми (гибридными) видеокамерами включает мультиплексор, видеокоммутатор, видеомонитор, видеозаписывающее устройство (видеомагнитофон, видеорегистратор).
Система видеонаблюдения с цифровыми видеокамерами включает коммутатор, сервер, видеомонитор. Каждая из систем может подключаться к сети Ethernet.
Известна система видеонаблюдения (http://www.sistema-ohrany.ru/?pageid=1l), содержащая 16 аналоговых видеокамер, цифровой видеосервер с записью изображений на жесткий диск при срабатывании детектора движения, по команде оператора или постоянно; монитор, на экран которого выводится множество изображений, передаваемых от видеокамер по выделенным коаксиальным кабелям на сервер.
Известны системы видеонаблюдения (http://security.panasonic.ru), содержащее множество видеокамер, стационарных и поворотных, аналоговых и сетевых, цифровой дисковый рекордер, коммутатор матричный (для крупных систем), видеомонитор, системный контроллер с манипулятором для управления видеокамерами оператором. Предусмотрено подключение аппаратуры к сети Ethernet. В данной системе изображение от видеокамер выводится в соответствующее окно на экране видеомонитора.
Недостатки системы - ее сложность и высокая стоимость, сложность в принятии решений оператором при наблюдении за множеством окон на экране.
Известна система видеонаблюдения (http://www.videocam.lv/?path=1,105), содержащая стационарные и поворотные аналоговые и сетевые цифровые (IP) видеокамеры, персональный компьютер с монитором, подключенный к сети Ethernet (аналоговые - через IP-видеосервер и IP-видеорегистратор), видеомонитор охраны, подключенный к сети Ethernet через IP декодер и IP видеорегистратор. Недостатки данной системы - сложность, высокая стоимость, большое время и возможные ошибки принятия решений вследствие нечеткой
связи в цепи «оператор - изображение на мониторе - стационарные и поворотные видеокамеры».
Известна система и способ автоматизированного наблюдения (патент RU №2268497 С2 от 23.06.2003). Система содержит, по меньшей мере, две видеокамеры, одна из которых является поворотной в вертикальной и горизонтальной плоскостях и имеет средства изменения фокусного расстояния, вычислительное устройство, включающее устройство распознавания цели и обеспечивающее наведение поворотной видеокамеры на цель, устройство с памятью в составе вычислительного устройства, с базой данных о тревожных ситуациях, по меньшей мере один терминал наблюдения, приспособленный для информирования оператора и получения от него управляющих команд через клавиатуру, мышь или джойстик. Известный способ видеонаблюдения включает следующие этапы:
- получение видеосигнала контролируемой зоны по меньшей мере от одной видеокамеры;
- анализ видеосигнала вычислительным устройством с использованием информации о тревожных ситуациях, имеющейся в базе данных;
- формирование управляющего сигнала по результатам анализа и получение данных о цели;
- передача управляющего сигнала на подвижную видеокамеру;
- наведение поворотной видеокамеры на цель и получение укрупненного изображения цели, пригодного для дальнейшего анализа;
- передача изображения цели в базу данных для хранения.
Недостатки известной системы и способа видеомониторинга:
- большой объем информации, поступающей в вычислительные устройства для анализа и, соответственно, большее время запаздывания с выдачей управляющего сигнала на поворотную видеокамеру;
- сложность работы оператора с системой в связи с отсутствием упорядоченности изображений наблюдаемой территории на мониторе и, как следствие, замедление принятия оператором решений;
- использование только аналоговых видеокамер ограничивает спектр использования IP-камер и современных решений CCTV.
Известна система видеонаблюдения (патент GB №2289144 от 30.04.1994), включающая
- множество сенсорных устройств, неподвижно закрепленных на раме, установленной на опоре так, что каждый сенсор имеет свой участок обзора;
- поворотную видеокамеру, закрепленную выше сенсорных устройств, управляемую контроллером по сигналу, поступающему от сенсора и направляемую в поле обзора сенсора;
- осветительное устройство, которое вращается вместе с поворотной камерой;
- контроллер для управления поворотной видеокамерой и осветительным устройством;
- вычислительные устройства, каждое из которых воспринимает сигнал от подсоединенного к нему сенсора и передает на контроллер.
Недостаток данной системы видеонаблюдения - ее инерционность и, как следствие, большое время реакции (поворот на 180° за 3,7 сек.) от срабатывания сенсора до наведения камеры и осветительного устройства на объект, вторгшийся на наблюдаемую территорию. Для современных видеокамер время такого поворота составляет от 0,6 до 1,8 сек.
Известно устройство мониторинга (заявка GB №2323236 от 10.03.1998), включающее: множество стационарных видеокамер; по меньшей мере, один монитор, на который выводится изображение, получаемое одной из камер; сканер, предназначенный для обнаружения объекта, вторгшегося на наблюдаемую территорию и передачи сигнала о положении объекта контроллеру, который подает команду на передачу изображения на монитор от той камеры, в поле обзора которой находится объект или на множество мониторов, каждый из которых получает изображение движущегося объекта от той камеры, в поле обзора которой находится движущийся объект. Устройство может иметь блок памяти и блок сравнения.
Недостаток устройства - сложность анализа изображения на нескольких мониторах быстро движущегося объекта.
Известна система и способ наблюдения и мониторинга (патент US №6215519 от 04.03.1998). Система включает:
- первую подсистему, создающую отображение, имеющую широкоугольное поле обзора, примерно равное или большее, чем наблюдаемая территория; первая подсистема выдает управляющую информацию;
- одну или более вторую управляемую подсистему, создающую отображение и получающую управляющую информацию от первой подсистемы и занимающую позицию наблюдения, по меньшей мере, за одной частью наблюдаемой территории и способную выдавать изображение этой части наблюдаемой территории с высоким разрешением;
- один или более контроллеров для управления второй управляемой подсистемой;
- устройство мониторинга, имеющее один или более дисплеев, из которых по меньшей мере один подсоединен к первой подсистеме, а через контроллер ко второй подсистеме для управления ее движением и позиционированием в интересующей зоне;
- устройство ввода управляющей информации оператором (мышь, джойстик и др.)
Недостаток данной системы мониторинга в том, что в ней в качестве первой подсистемы, имеющей широкоугольное поле обзора, равное или большее, чем наблюдаемая территория, используется видеокамера с широкоугольным объективом. Изображение, получаемое такой камерой, имеет несоответствие изображения реальной ситуации на наблюдаемой территории.
Известно устройство наблюдения (заявка WO №2004/042667 А2 от 07.11.2002), имеющее опору, закрепляемую на какой-либо конструкции; первое устройство отображения, закрепленное неподвижно на опоре, второе устройство отображения с серводвигателем, которое подвижно относительно опоры и имеет оптическую ось, направление которой регулируется.
Первое устройство отображения может иметь несколько видеокамер, расположенных так, чтобы получать постоянное и непрерывное поле зрения.
Данные, полученные первым устройством отображения, обрабатываются процессором так, чтобы автоматически обнаруживать движение и автоматически управлять серводвигателем второго устройства отображения, когда движение обнаружено.
Вторым устройством отображения может являться цифровая камера, подвижная в горизонтальной и вертикальной плоскостях, имеющая объектив с регулируемым фокусным расстоянием. Видеокамеры могут быть аналоговыми.
Недостаток устройства наблюдения, которое в частном случае является устройством видеонаблюдения, в том, что оно не имеет средств, приспособленных для оперативного контроля, обнаружения тревожной ситуации и принятия решения о реагировании на вторжение в зону наблюдаемой территории.
Известны система и способ видеонаблюдения (заявка WO №2006/017402 А2 от 06.08.2004). Система видеонаблюдения включает:
- первую подсистему видеокамер, имеющую широкое поле обзора, в виде двух оппозитно расположенных видеокамер с широкоугольным объективом (например, с линзами типа «рыбий глаз» с углом обзора до 180°), обеспечивающих угол обзора территории в 360°,
- вторую подсистему видеокамер, включающую поворотную в горизонтальной и вертикальной плоскостях видеокамеру с изменяемым фокусным расстоянием (с оптическим зумом); вторая система видеокамер обеспечивает получение изображения части (зоны) наблюдаемой территории;
- процессор, соединенный с первой и второй подсистемами видеокамер;
- интерфейс пользователя, соединенный с процессором, который включает:
- по меньшей мере, часть изображения наблюдаемой территории, полученного от первой подсистемы видеокамер;
- изображение зоны наблюдаемой территории, полученной от второй подсистемы видеокамер;
- устройство ввода управляющей информации пользователем, включающее контроллер для управления второй подсистемой видеокамер;
- видеодисплей с изображениями части территории, полученными от первой подсистемы видеокамер и зоны наблюдаемой территории от второй подсистемы видеокамер.
Недостатки системы:
- использование первой подсистемы видеокамер с широкоугольным полем обзора и процессора для обработки полученного сферического изображения или изображения другой формы с целью его превращения в плоское изображение не позволяет получать изображение происходящих на наблюдаемой территории процессов в реальном времени;
- усложненная композиция дисплея, отображающего одну наблюдаемую территорию в трех или четырех окнах одного видеомонитора или на трех видеомониторах усложняет работу оператора и увеличивает время его реагирования на изменение ситуации на одной наблюдаемой территории;
- изображение, получаемое с первой подсистемы видеокамер, имеет геометрические искажения.
Техническая задача, решаемая полезной моделью - уменьшение количества аппаратуры в составе системы и, соответственно, снижение сложности системы.
Ожидаемый технический эффект от решения технической задачи - сокращение времени реакции системы на возникновение тревожной ситуации на наблюдаемой территории и ускорение принятия решения по оперативному реагированию на тревожную ситуацию.
Техническая задача решена в системе видеомониторинга, состоящей из установленных по меньшей мере на одной опоре сетевых стационарных видеокамер, воспринимающих и передающих изображение наблюдаемой территории, и, по меньшей мере, одной сетевой поворотной видеокамеры, воспринимающей
и передающей изображение части наблюдаемой территории или объекта в ней и установленной на той же или на отдельной опоре; коммутатора и сервера архива; рабочего места оператора или пользователя с манипулятором и видеомонитором, в окнах экрана которого имеются изображения территории, наблюдаемой стационарными видеокамерами, а также части территории или зоны территории с объектом в ней, наблюдаемой поворотной видеокамерой; каналов связи между элементами системы, оснащенных интерфейсами сети Ethernet, при этом система включает не менее трех стационарных видеокамер, каждая из которых имеет угол обзора не более 75° и соединена каналом внутренней связи с коммутатором, который соединен с внешней сетью Ethernet, с сервером архива и видеомонитором оператора; экран видеомонитора, имеющий первое окно с панорамным изображением наблюдаемой территории, сформированным из изображений, получаемых от стационарных камер, и второе окно с увеличенным изображением зоны наблюдаемой территории или объекта в ней, получаемым от поворотной видеокамеры, наведенной на центр зоны или на зону с заданными границами.
Выбор количества стационарных камер не менее трех обусловлен тем фактом, что при фокусных расстояниях объективов видеокамер, не вносящих сильных геометрических искажений в изображения и не удаляющих визуально объекты в зоне обзора, использование менее трех стационарных видеокамер для формирования панорамного изображения наблюдаемой территории, нерационально. Максимальный угол обзора объектива 75° принимается, исходя из наличия объективов, имеющих высокое разрешение. При больших углах обзора объектива вносятся значительные геометрические искажения в изображение территории. Минимальный угол обзора принимается, исходя из максимальной удаленности участка просматриваемой территории.
При использовании одной или двух видеокамер с такими объективами невозможно получение развернутой картины ситуации на наблюдаемой территории. В случае использования трех и более стационарных видеокамер имеется возможность получения панорамного изображения территории с
общим углом обзора примерно в 160°-360° без существенных геометрических искажений в панорамном изображении, которое удобно для наблюдения и анализа оперативной ситуации, происходящей на наблюдаемой территории (например, на площади или на улице города).
Стационарные видеокамеры могут быть установлены на одной опоре или разных опорах так, что оси их объективов пересекаются в точке, расположенной перед объективами. В этом случае сокращаются размеры «мертвой зоны» перед камерами, а также появляется возможность просмотра территории под разными ракурсами, при этом элементы, плохо просматриваемые одной камерой, хорошо просматриваются другими.
Стационарные видеокамеры могут быть установлены на одной или разных опорах так, что оси их объективов пересекаются в точке, расположенной сзади объективов, или перекрещиваются. В этом случае увеличивается территория, наблюдаемая видеокамерами, но возрастает размер «мертвой зоны».
Стационарные видеокамеры установлены на одной опоре так, что угол между направлениями обзора смежных стационарных видеокамер находится в диапазоне
β=(3/4-1)α,
где β - угол между направлениями обзора смежных стационарных видеокамер; α - угол обзора стационарной видеокамеры.
При увеличении угла β увеличивается размер «мертвой зоны», а при уменьшении угла β происходит взаимное наложение зон обзора смежных стационарных видеокамер.
Для мониторинга протяженной прямолинейной территории (например, прямого участка автодороги) стационарные видеокамеры могут быть установлены на разных опорах так, что оси их объективов параллельны. В этом случае минимальны искажения изображений, передаваемых от видеокамер на видеомонитор.
Для получения фрагментов наблюдаемой территории с высоким разрешением поворотная видеокамера системы имеет объектив с кратностью увеличения
не менее 30. Восприятие видеоинформации оператором улучшается, если размеры окна на экране видеомонитора с изображением зоны территории, наблюдаемой поворотной видеокамерой, больше размеров окна с изображением части территории, наблюдаемой одной стационарной видеокамерой.
Для более удобного считывания оператором информации, поступающей от видеокамер, возможны следующие варианты взаимного расположения панорамного и увеличенного изображений:
- панорамное изображение, полученное от стационарных видеокамер, расположено горизонтально и примыкает к нижней или верхней стороне экрана видеомонитора, а увеличенное изображение зоны, полученное от поворотной видеокамеры, расположено над или под панорамным изображением;
- панорамное изображение, полученное от стационарных видеокамер, расположено вертикально и примыкает к левой или правой стороне экрана видеомонитора, а увеличенное изображение зоны, полученное от поворотной видеокамеры, расположено справа или слева от панорамного изображения.
Если система видеомониторинга включает сервер интеллектуального анализа видеоданных, соединенный с сервером архива, а поворотные видеокамеры могут дополнительно имеют аналоговый интерфейс, то в канал связи между каждой поворотной видеокамерой и коммутатором включается модуль интеллектуального анализа видеоданных, позволяющий ускорить процесс обработки потока изображений, поступающих на видеомонитор оператора от поворотных видеокамер. Если же каждая видеокамера дополнительно имеет аналоговый интерфейс, а в канал связи между каждой стационарной видеокамерой и коммутатором, а также поворотной видеокамерой и коммутатором включен модуль интеллектуального анализа видеоданных, то ускоряется процесс анализа панорамного изображения и выдачи управляющих сигналов на поворотные видеокамеры для выдачи изображения наблюдаемой зоны с тревожной ситуацией.
Если система имеет от трех до шести стационарных и одну поворотную видеокамеру, то коммутатор размещают в вандалозащищенном шкафу с терморегуляцией;
при этом вандалозащищенный шкаф, от трех до шести стационарных и одна поворотная видеокамеры устанавливают на одной опоре и образуют видеокомплект. В вандалозащищенном шкафу, кроме коммутатора, размещают модули интеллектуального анализа видеоданных. В этом случае сокращается протяженность каналов связи и видеокомплект имеет один канал внешней связи с Ethernet.
Для более удобного считывания оператором информации, поступающей от видеокамер, объединенных в видеокомплект, возможны следующие варианты взаимного расположения панорамного и увеличенного изображений:
- панорамное изображение, полученное от множества видеокомплектов, установленных вокруг наблюдаемой территории, располагают по замкнутому контуру экрана видеомонитора, при этом геометрический центр увеличенного изображения зоны, полученного от одной из поворотных видеокамер, совпадает с геометрическим центром экрана;
- при размещении двух видеокомплектов с противоположных сторон наблюдаемой территории панорамные изображения располагают на экране видеомонитора горизонтально. Примыкая к верхней и нижней сторонам видеомонитора, они занимают не более половины высоты экрана, а увеличенные изображения зоны, полученные от поворотных видеокамер, расположены между панорамными;
- при вертикальном размещении панорамных изображений, полученных от двух видеокомплектов, на экране видеомонитора справа и слева так, что изображения занимают не более половины ширины экрана, увеличенные изображения зоны, полученные от поворотных видеокамер, располагают между панорамными изображениями.
Для увеличения площади наблюдаемой территории при небольшой протяженности каналов связи система видеомониторинга имеет от трех до шести стационарных и одну или две поворотные видеокамеры, соединенных каналами связи с коммутаторами, а коммутатор размещают в
вандалозащищенном шкафу с терморегуляцией, установленном на отдельной опоре или на одной из опор вместе с одной или несколькими видеокамерами.
Следующее сочетание отличительных признаков системы обеспечивает решение технической задачи и получение технического эффекта: снижение сложности используемой аппаратуры, повышение компактности системы и упрощение ее монтажа, а также сокращение времени реакции системы на возникновение тревожной ситуации на наблюдаемой территории и ускорение принятия решения по оперативному реагированию на тревожную ситуацию:
- система включает не менее трех стационарных видеокамер, каждая из которых имеет угол обзора не более 75° и соединена каналом внутренней связи с коммутатором, который соединен с внешней сетью Ethernet, с сервером архива и видеомонитором оператора;
- экран видеомонитора, имеющий первое окно с панорамным изображением наблюдаемой территории, сформированным из изображений, получаемых от стационарных камер, и второе окно с увеличенным изображением зоны наблюдаемой территории или объекта в ней, получаемым от поворотной видеокамеры, наведенной на центр зоны или на зону с заданными границами.
Вышеперечисленная совокупность отличительных признаков не обнаружена при проведении патентно-информационных исследований, следовательно, полезная модель соответствует критерию «мировая новизна».
Отличительные признаки, имеющиеся в других пунктах формулы, способствуют усилению технического эффекта.
На фиг.1 показана схема системы видеомониторинга, включающей сетевые стационарные и поворотные видеокамеры с Ethernet-интерфейсами.
На фиг.2 - схема системы видеомониторинга, включающей сетевые стационарные видеокамеры и поворотные видеокамеры с Ethernet-интерфейсами, имеющей сервер интеллектуального анализа видеоданных, подсоединенный к внешней сети Ethernet или к серверу архива.
На фиг.3 - схема системы видеомониторинга, включающей стационарные видеокамеры с Ethernet-интерфейсом, а поворотные - с аналоговым и
Ethernet интерфейсом, имеющей модуль интеллектуального анализа видеоданных, подсоединенный между поворотной видеокамерой и коммутатором.
На фиг.4 - схема системы видеомониторинга, включающей стационарные и поворотные видеокамеры с аналоговым и с Ethernet-интерфейсами, каждая из которых соединена с коммутатором через модуль интеллектуального анализа видеоданных.
На фиг.5а, б, в - экран видеомонитора с горизонтально расположенным окном с панорамным изображением наблюдаемой территории.
На фиг.6а, б, в - экран видеомонитора с вертикально расположенным окном с панорамным изображением наблюдаемой территории.
На фиг.7 - экран видеомонитора с панорамным изображением наблюдаемой территории, расположенным по периметру экрана.
На фиг.8 - схема расположения видеокамер относительно наблюдаемого прямолинейного участка автодороги с прилегающей к нему территорией.
На фиг.9 - схема расположения видеокамер относительно наблюдаемой замкнутой территории.
На фиг.10 - схема расположения видеокомплекта относительно наблюдаемого участка автодороги с прилегающей к нему территорией.
На фиг.11 - схема расположения двух видеокомплектов относительно наблюдаемого перекрестка автодороги с прилегающей к нему территорией.
На фиг.12 - схема расположения видеокомплектов относительно замкнутой наблюдаемой территории.
На фиг.13 - алгоритм обработки видеоданных, получаемых в системе на фиг.1.
На фиг.14 - алгоритм автоматической обработки видеоданных, получаемых в системе на фиг.2.
На фиг.15 - алгоритм автоматической обработки видеоданных, получаемых в системе на фиг.3, 4.
Система видеомониторинга, состоящая не менее чем из трех сетевых стационарных видеокамер 1 (например, Panasonic WV-NP472, Bosch NWC 0495), установленных по меньшей мере на одной опоре 2, воспринимающих и передающих изображение наблюдаемой территории, и, по меньшей мере, одной сетевой поворотной видеокамеры 3 (например, Panasonic WV-NW960, Pelco Spectra IV), воспринимающей и передающей изображение части наблюдаемой территории или объекта в ней; коммутатора 4 и сервера 5 архива; рабочего места 6 оператора, оснащенного манипулятором 7 поворотной видеокамеры 3 и видеомонитором 8, на экране 9 которого имеется окно 10 с панорамным изображением наблюдаемой стационарными видеокамерами 1 территории и, расположенное вне окна с панорамным изображением, окно 11 с изображением зоны наблюдаемой территории или объекта в ней, полученным от поворотной видеокамеры 3, наведенной на центр зоны или на зону с заданными оператором границами; каналов связи 12 между элементами системы, оснащенных интерфейсами внутренней сети 13 Ethernet; каждая из видеокамер соединена каналом 14 внутренней связи с коммутатором 4 (например, Brad DRL-362-SSC), соединенным каналом 15 с внешней сетью 16 Ethernet. Поворотная видеокамера 3 имеет объектив с кратностью увеличения не менее 30.
Выбор количества стационарных камер 1 не менее трех обусловлен тем фактом, что при фокусных расстояниях объективов видеокамер, не вносящих сильных геометрических искажений в изображения и не удаляющих визуально объекты в зоне обзора, использование менее трех стационарных видеокамер 1 для формирования панорамного изображения 10 наблюдаемой территории, нерационально. Например, фокусное расстояние f=3,5-4,5 мм (при размере матрицы камеры 1/3") дает угол обзора объектива по горизонтали около 56°-68°. Максимальный угол обзора объектива 75° принимается, исходя из наличия таких объективов, имеющих высокое разрешение. При больших углах обзора объектива вносятся значительные геометрические искажения в изображение территории. Минимальный угол обзора принимается,
исходя из максимальной удаленности участка просматриваемой территории. При использовании одной или двух видеокамер с такими объективами невозможно получение развернутой картины ситуации на наблюдаемой территории. В случае использования трех и более стационарных видеокамер 1 имеется возможность получения панорамного изображения территории с общим углом обзора примерно в 160°-360° без существенных геометрических искажений в панорамном изображении, которое удобно для наблюдения и анализа оперативной ситуации, происходящей на наблюдаемой территории (например, на площади или на улице города).
Стационарные видеокамеры 1 (фиг.9) могут быть установлены на одной или разных опорах 2 так, что оси их объективов пересекаются в точке, расположенной перед объективами. В этом случае сокращаются размеры «мертвой зоны» перед камерами, а также появляется возможность просмотра территории под разными ракурсами, при этом элементы, плохо просматриваемые одной видеокамерой, хорошо просматриваются другими.
Стационарные видеокамеры 1 (фиг.10, 11, 12) могут быть установлены на одной или разных опорах 2 так, что оси их объективов пересекаются в точке, расположенной сзади объективов, или перекрещиваются. В этом случае увеличивается территория, наблюдаемая видеокамерами, но возрастает размер «мертвой зоны».
Стационарные видеокамеры 1 (фиг.10, 11) установлены на одной опоре 2 так, что угол между направлениями обзора смежных стационарных видеокамер находится в диапазоне
β=(3/4-1)α,
где β - угол между направлениями обзора смежных стационарных видеокамер 1; α - угол обзора стационарной видеокамеры 1.
При увеличении угла β увеличивается размер «мертвой зоны», а при уменьшении угла β происходит взаимное наложение зон обзора смежных стационарных видеокамер 1.
Для мониторинга протяженной прямолинейной территории (например, прямого участка автодороги, фиг.8) стационарные видеокамеры 1 могут быть установлены на разных опорах 2 так, что оси их объективов параллельны. В этом случае минимальны искажения изображений, передаваемых от видеокамер 1 на видеомонитор 8.
Для получения фрагментов наблюдаемой территории с высоким разрешением поворотная видеокамера 3 системы имеет объектив с кратностью увеличения не менее 30. Восприятие видеоинформации оператором улучшается, если размеры окна 11 на экране видеомонитора 8 с изображением зоны территории, наблюдаемой поворотной видеокамерой 3, больше размеров окна 10 с изображением части территории, наблюдаемой одной стационарной видеокамерой 1 (фиг.5-7).
Для более удобного считывания оператором информации, поступающей от видеокамер 1 и 3, возможны следующие варианты взаимного расположения панорамного 10 и увеличенного 11 изображений:
- панорамное изображение 10, полученное от стационарных видеокамер 1, расположено горизонтально и примыкает к нижней или верхней стороне экрана 9 видеомонитора 8, а увеличенное изображение 11 зоны, полученное от поворотной видеокамеры 3, расположено над или под панорамным изображением 10 (фиг.5а, 5б);
- панорамное изображение 10, полученное от стационарных видеокамер 1, расположено вертикально и примыкает к левой или правой стороне экрана 9 видеомонитора 8, а увеличенное изображение 11 зоны, полученное от поворотной видеокамеры 3, расположено справа или слева от панорамного изображения 10 (фиг.6а, 6б).
Если система видеомониторинга включает сервер 17 интеллектуального анализа видеоданных (фиг.2, 3), соединенный с сервером 5 архива, а поворотные видеокамеры 3 могут дополнительно иметь аналоговый интерфейс, то в канал связи 12а между каждой поворотной видеокамерой 3 и коммутатором 4 включается модуль 18 интеллектуального анализа видеоданных
(фиг.3), позволяющий ускорить процесс обработки потока изображений, поступающих на видеомонитор 8 оператора от поворотных видеокамер 3. Если же каждая стационарная видеокамера 1 дополнительно имеет аналоговый интерфейс, а в канал связи 12b между каждой стационарной видеокамерой 1 и коммутатором 4 включен модуль 19 интеллектуального анализа видеоданных (фиг.4), то ускоряется процесс анализа панорамного изображения и выдачи управляющих сигналов на поворотные видеокамеры 3 для выдачи изображения наблюдаемой зоны с тревожной ситуацией.
Если система имеет от трех до шести стационарных видеокамер 1 и одну поворотную видеокамеру 3, то коммутатор 4 размещают в вандалозащищенном шкафу 20 с терморегуляцией; при этом вандалозащищенный шкаф 20, от трех до шести стационарных видеокамер 1 и одна поворотная видеокамера 3 устанавливаются на одной опоре 2 и образуют видеокомплект 21 (фиг.10, 11, 12). В вандалозащищенном шкафу 20, кроме коммутатора 4, размещают модули 18 и 19 интеллектуального анализа видеоданных. В этом случае сокращается протяженность каналов связи 12, 12а и 12b и видеокомплект 21 имеет один канал внешней связи с Ethernet.
Для более
удобного считывания оператором информации, поступающей от видеокамер 1 и 3, объединенных в видеокомплект 21, возможны следующие варианты взаимного расположения панорамного изображения 10 и увеличенного изображения 11:
- панорамное изображение 10, полученное от множества видеокомплектов 21, установленных вокруг наблюдаемой территории, располагают по замкнутому контуру (фиг.7) экрана 9 видеомонитора 8, при этом геометрический центр увеличенного изображения 11 зоны, полученного от одной из поворотных видеокамер 3, совпадает с геометрическим центром экрана 9;
- при размещении двух видеокомплектов 21 с противоположных сторон наблюдаемой территории панорамные изображения 10а и 10b располагают на экране 9 видеомонитора 8 горизонтально (фиг.5в). Примыкая к верхней и нижней сторонам видеомонитора 8, они занимают не более половины высоты
экрана 9, а увеличенные изображения 11а и 11b зон, полученные от поворотных видеокамер 3, расположены между панорамными изображениями 10а и 10b;
- при вертикальном размещении панорамных изображений 10с и 10d (фиг.6в), полученных от двух видеокомплектов 21, на экране 9 видеомонитора 8 справа и слева так, что изображения 10с и 10d занимают не более половины ширины экрана 9, увеличенные изображения 11с и 11d зон, полученные от поворотных видеокамер 3, располагают между панорамными изображениями 10с и 10d.
Такое размещение изображений на экране 9 видеомонитора 8 обеспечивает уменьшение времени реакции оператора при возникновении тревожной ситуации вследствие максимального соответствия величины сектора отображения наблюдаемой территории естественным углам зрения глаз оператора.
Для увеличения площади наблюдаемой территории при небольшой протяженности каналов связи 12, 12а, 12b система видеомониторинга имеет от трех до шести стационарных видеокамер 1 и одну или две поворотные видеокамеры 3, соединенных каналами связи 12а и 12b с коммутатором 4, а коммутатор 4 размещают в вандалозащищенном шкафу 20 с терморегуляцией, установленном на отдельной опоре 2 или на одной из опор 2 вместе с одной или несколькими видеокамерами 1 и 3 (фиг.9).
Система видеонаблюдения работает в соответствии с приведенными алгоритмами (фиг.13-15).
Видеоданные от стационарных видеокамер 1 и поворотной видеокамеры 3 через интерфейс Ethernet поступают на коммутатор 4 (фиг.1, 2). Коммутатор 4 посредством интерфейса Ethernet передает видеоданные во внешнюю сеть 16 Ethernet. Средствами внешней сети 16 Ethernet видеоданные передаются на рабочее место 6 оператора, где выводятся на видеомонитор 8, а также на сервер 5 архива, где происходит их запись на различные виды носителей информации (жесткие диски, стримерные библиотеки, DVD-библиотеки, съемные носители и др.). Команды оператора, поступающие с манипулятора 7, передаются средствами внешней сети 16 на коммутатор 4 Ethernet, откуда
они пересылаются на соответствующий порт, к которому подключена поворотная видеокамера 3. В соответствии с командами управления, поворотная видеокамера 3 производит изменение своего положения в пространстве, меняет настройки объектива. Работа системы (фиг.1), управляемой оператором, отображена в алгоритме на фиг.13.
Изображения от стационарных видеокамер 1 выводятся на видеомонитор 8 оператора в панорамном виде. Увеличенное относительно изображения от стационарной камеры 1, изображение, полученное от поворотной видеокамеры 3, выводится на видеомонитор 8.
Зона обзора поворотной видеокамеры 3 выбирается так, чтобы она полностью перекрывала территорию наблюдения стационарных видеокамер 1. Таким образом, оператор может посредством поворотной видеокамеры 3 увеличить и детально просмотреть любой участок панорамного изображения 10 от стационарных видеокамер 1.
При наличии в системе сервера 17 интеллектуального анализа видеоданных (фиг.2, 3) поступающие к нему через коммутатор 4 видеоданные от стационарных видеокамер 1 обрабатываются с целью автоматизированного выявления нештатных или тревожных ситуаций в поле зрения стационарных видеокамер 1 (например, нарушение Правил дорожного движения, распознавание оставленных/украденных предметов и др.). После анализа изображений со стационарных видеокамер 1 сервер 17 формирует команды управления поворотной видеокамерой 3 в автоматическом или автоматизированном режиме с получением подтверждения от оператора. Команды управления поступают на коммутатор 4 Ethernet, откуда они пересылаются на соответствующий порт, к которому подключена поворотная видеокамера 3. Обработав команды управления, поворотная видеокамера 3 производит изменение своего положения в пространстве, меняет настройки объектива. Наличие в системе модуля 18 интеллектуального анализа видеоданных в канале связи 12а позволяет ускорить процессы управления работой поворотной видеокамеры 3, анализа изображения и выявления тревожных ситуаций. Работа системы,
имеющей сервер 17 и модуль 18 (фиг.3) в автоматизированном режиме отображена в алгоритме на фиг.14.
При наличии модулей 19 (фиг.4) видеоданные от стационарных видеокамер 1 по аналоговому интерфейсу передаются на модули 19. После анализа панорамного изображения 10 (например, при выявлении тревожной ситуации) модули 19 формируют данные для модуля 18 поворотной видеокамеры 3. Модуль 18 на основе данных от модулей 19 посылает на поворотную видеокамеру 3 команды управления. Поворотная видеокамера 3 производит изменение своего положения в пространстве, меняет настройки объектива. Проведя анализ изображения, модуль 18 передает результаты обработки посредством канала связи 12а на коммутатор 4, который транслирует их во внешнюю сеть 16 Ethernet. Из внешней сети 16 результаты интеллектуального анализа модуля 18 поступают на монитор 8 оператора и сервер 5 видеоархива, где производится их запись, и на сервер 17 интеллектуального анализа, где происходит их дальнейшая обработка. При наличии модулей 18 и 19 сокращается время реагирования системы на изменение ситуации на наблюдаемой территории. Работа системы, имеющей модули 19 (фиг.4), в автоматизированном режиме, отображена в алгоритме на фиг.15.
В зависимости от программного обеспечения работа системы может происходить и по другим алгоритмам с расширением функций системы.