МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ІКТА
Кафедра ЗІ
РОЗРАХУНКОВА РОБОТА
з курсу:
«Технічні засоби охорони об'єктів»
на тему:
«Відеонагляд з використанням веб – камери»
Мета роботи: Ознайомитися із основними принципами та особливостями відеонагляду за допомогою веб – камери.
КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
Сучасна web-камера – це цифровий пристрій, який виконує відеозйомку, перетворення аналогового відеосигналу в цифровий, стиск цифрового відеосигналу й передачу відеозображення по комп’ютерній мережі.
До складу web-камери входять наступні компоненти:
ПЗЗ-матриця;
об’єктив;
оптичний фільтр;
плата відеозахвату;
блок компресії (стискування) відеозображення;
центральний процесор і вбудований web-сервер;
ОЗП;
флеш-пам’ять;
мережний інтерфейс;
послідовні порти;
тривожні входи/виходи.
/
Рис.1. Будова web-камери
В якості фотоприймача в більшості web-камер застосовується ПЗЗ-матриця (ПЗЗ (англ. charge-coupled devices, CCD) – прилад із зарядовим зв’язком) – прямокутна світлочутлива напівпровідникова пластинка з відношенням сторін 3:4, яка перетворює світло, що потрапляє на неї, в електричний сигнал. ПЗЗ-матриця складається з великої кількості світлочутливих клітинок. Для того щоб підвищити світлову чутливість ПЗЗ-матриці, формують структуру, яка створює мікролінзу перед кожною з клітинок. У технічних параметрах web-камери як правило вказують формат ПЗЗ-матриці (довжину діагоналі матриці в дюймах), число ефективних пикселів, тип розгорнення (порядкова або строкова) і чутливість.
Об’єктив – це система лінз, призначена для проектування зображення об’єкта спостереження на світлочутливий елемент web-камери. Об’єктив є невід’ємною частиною web-камери, тому від правильності його вибору й установки залежить якість відеозображення, яке створюється web-камерой. Досить часто об’єктив входить до комплекту web-камери. Об’єктиви характеризуються рядом найважливіших параметрів, таких як фокусна відстань, відносний отвір (F), глибина різкості, тип кріплення (C, CS), формат.
Оптичні інфрачервоні фільтри web-камери – це оптично точні плоскопаралельні пластинки, які змонтовані зверху ПЗС-матриці. Вони працюють як оптичні низькочастотні фільтри із частотою зрізу близько 700 нм. Вони відтинають інфрачервону складову світлових хвиль, забезпечуючи web-камері правильну передачу кольору. Однак, на чорно-білі web-камери таких фільтрів не встановлюють, завдяки чому монохромні web-камери мають більшу чутливість.
Плата відеозахвату web-камери (блок оцифровування) здійснює перетворення аналогового електричного сигналу, сформованого ПЗС-матрицею, у цифровий формат.
Процес перетворення сигналу складається з трьох етапів:
дискретизація;
квантування;
кодування.
Дискретизація – зчитування амплітуди електричного сигналу через рівні проміжки часу (період). Цей етап перетворення сигналу характеризується частотою дискретизації.
Квантування – це процес подання результатів дискретизації в цифровій формі. Зміна рівня електричного сигналу за період дискретизації представляється у вигляді кодового слова з 8, 10 або 12 біт, які дають відповідно 256, 1024 і 4096 рівнів квантування. Від числа рівнів квантування залежить точність подання сигналу в цифровій формі.
Кодування. Крім інформації про зміну рівня сигналу, отриманої на попередньому етапі, у процесі кодування формуються біти, що повідомляють про кінець синхроімпульсу й початок нового кадру, а також додаткові біти захисту від помилок.
Блок компресії web-камери виконує стискування оцифрованого відеосигналу в один з форматів стиску (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Завдяки стиску, скорочується розмір відеокадру. Це необхідно для зберігання й передачі відеозображення по мережі. Якщо локальна мережа, до якої приєднана web-камера, має обмежену смугу пропуску, то щоб уникнути переповнення мережного трафіку доцільно скорочувати обсяг переданої інформації, знизивши або частоту передачі кадрів по мережі, або роздільну здатність кадрів. Більшість форматів ...
