Устройство и принцип работы видеокамеры, как правильно снимать и скидывать видео на компьютер

Видеокамеры. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Благодаря новым технологиям сегодня удается решать многие задачи в обеспечении безопасности многих объектов, включая жилые здания. Одним из главных способов охраны объектов сейчас считается видеонаблюдение. Видеокамеры различаются по принципу работы, техническим свойствам и конструкции. Большое разнообразие камер видеонаблюдения позволяет подобрать устройство для всех сфер применения.

Виды камер по принципу действия

Сегодня существуют многие различия между видеокамерами, но главное их отличие – это метод обработки и трансляции видеосигнала. По данному признаку устройства подразделяются на 2 вида:

Аналоговые

Используются давно (с 20 века). Конечно данная технология и конструкция этих устройств существенно поменялись, но их принцип работы по-прежнему остается таким же. В аналоговых камерах, изображение, попадая в объектив, передается на ПЗС (CCD) матрицу. Эта сложная архитектура преобразует изображение в электрический импульс. Посоле чего полученный импульс преобразуется в аналоговый сигнал, который обрабатывается процессором, усиливается и поступает на экраны обычных телевизоров или рекордеров.

Аналоговый сигнал считывается различными устройствами, потому что он такой же, как обычный телевизионный сигнала PAL или NTSC, который принимает любой телевизор.

Аналоговые устройства обладают достоинствами:

• Высокая степень надёжности.
• Просты в установке, подключении и настройке.
• Не возникает задержек во время трансляции.
• Недорого стоят.
• Совместимы с системами различных производителей.
• Могут комплектоваться микрофонами для записи звука.

Минусы:

• Не защищены от постороннего вмешательства.
• Могут транслировать сигнал только с помощью кабеля.
• Часто возникают помехи при подключении с помощью не специализированных кабелей.
• Не могут транслировать видеосигнал через интернет, а также не могут подключаться к ПК.
• Картинка низкого качества.

Цифровые

Принцип работы цифровых устройств отличается от аналоговых тем, что видеосигнал конвертируется в цифровой при помощи специального аналого-цифрового преобразователя и сжимается в один из существующих видеоформатов, часто используют JPEG, MPEG-4 и H.264 формат.

В конструкцию цифровой видеокамеры входит процессор, оперативная и постоянная память, а также Wi Fi-модуль и сетевой интерфейс Ethernet. В отличие от аналоговых устройств, цифровые устройства транслируют не видеосигнал, а поток цифровых данных, который легко передается по интернету.

С помощью технологии РоЕ питание может осуществляться по кабелю (витая пара). Они обладают большой чувствительностью и многократным зумом. Цифровую информацию проще хранить, и она легко поддается любой обработке.

Достоинства:

• Оснащаются микрофоном и динамиком, поэтому можно записывать звук и связываться с нарушителями без подключения других устройств.
• Могут использоваться на улице и в любых зданиях.
• Оснащаются процессором, оперативкой и ПО, поэтому можно делать циклическую запись.
• Миникамеры с датчиком движения можно настроить так, что они будут срабатывать после реагирования датчика.
• Большая степень защиты от постороннего вмешательства.

Основные недостатки цифровых камер:

• Большая стоимость.
• В процессе записи пропускаются незначительные фрагменты видеозаписи.

AHD камеры

В AHD-устройствах хорошо совмещены преимущества аналоговых и цифровых типов камер. Они оснащаются матрицей большого разрешения, снимающей качественную картинку в формате 720р и HD 1080p. При этом в них применяется шумоподавление, позволяющее добиться высочайшего качества записи в мало освещённых местах. Камеры данного типа позволяют качественно вести съемку объектов на удаленности до 500 м.

Разновидности камер по функциональности

По функциональности это оборудование можно разделить на группы. Не стоит рассматривать разнообразные шпионские камеры скрытого видеонаблюдения (выполненные в форме ручек, зажигалок и остальных аксессуаров), потому что они запрещены законодательством нашей страны.

Wi Fi видеокамеры

Передают видеосигнал с помощью беспроводного канала wi-fi, по которому картинка поступает на компьютер, роутер и современные мобильные устройства. Видеозапись может записываться на внутренний жесткий диск ПК или мобильного гаджета, или передаваться в сеть роутером.

Автономные видеокамеры с накопителем

Оснащаются аккумуляторами или батарейками. Для увеличения времени записи можно использовать и зарядные устройства, позволяющие устранять их основной минус – небольшой срок автономной работы (1-4 ч). Устройства этого типа записывают происходящее на CD накопитель или флешку. Потом для просмотра видеозаписи достаточно подключить съемный накопитель в компьютер, и запустить требуемый видеофайл в медиапроигрывателе.

Преимуществом этих камер является их миниатюрность и отсутствие проводов, что требуется для скрытой съемки объектов.

Микрокамеры

Видеокамеры данного типа самые миниатюрные, поэтому часто производители делают их в бескорпусном варианте. Благодаря маленьким размерам данное оборудование может встраиваться в элементы интерьера помещений (розетки, люстры и т.д.). Питаются микрокамеры тоже от аккумуляторов и блоков питания.

Устройство и технические параметры

Все видеокамеры — это высокотехнологичная аппаратура, состоящая из:

• Объективов, состоящих из линз, фокусирующих картинку на фотоприемник (матрицу).
• Матриц — фотоприемников, снимающих изображение и преобразующих его в электрические сигналы.
• Видеопроцессоров — обеспечивающих обработку поступающих с матрицы сигналов в видеосигнал, передающийся в последствие по кабелю или wi-fi на экран.
• Инфракрасной подсветки, позволяющей снимать объекты ночью, а также датчиков движения и звука, которые обеспечивают автоматическое включение устройства при появлении в радиусе их действия различных объектов.

Основные параметры:

• Метод обработки сигнала (аналоговый или цифровой).
• Угол обзора, зависит от размера матрицы.
• Разрешение изображения.
• Чувствительность (уровень освещенности).
• Тип электропитания (от аккумуляторов или адаптеры питания).
• Тип связи (провод или Wi Fi-модуль) и т.д.

Как выбрать

В процессе выбора видеокамеры требуется учитывать особенности ее эксплуатации и поставленной цели.

Например, для установки камер на улице нужно учитывать допустимые рабочие температуры устройства, а также их устойчивость к различным природным воздействиям (дождь, пыль, солнце и т.д.). Необходимо учесть и возможное изменение удаленности объектов, поэтому следует выбирать с автоматической фокусировкой.

Если устройство будет использоваться в темном помещении, то лучше подойдут камеры с чувствительной матрицей и ИК подсветкой.

Также хорошим качеством устройства является видеозапись в цветном и черно-белом режиме, а также автоматическое переключение в необходимый вариант записи при изменении освещения. Например, ночью данные устройства видеозаписи сами переключаются в режим монохромной съемки и задействуют ИК подсветку, поэтому удается сохранить качество видеоизображения (чувствительность матрицы в черно-белом режиме выше), так как при цветной ночной съемке на изображении будут появляться различные помехи.

Если нужно максимально замаскировать оборудование, то требуется выбирать беспроводные микрокамеры, потому что не придется прятать где-либо кабель.

Что говорит законодательство РФ о скрытом видеонаблюдении

Есть перечень запретов в нашей стране, не позволяющих вести скрытую съемку в некоторых случаях. Также за реализацию и использование некоторых скрытых устройств по закону предусмотрено уголовное наказание (по статье 138 ч. 1 могут лишить свободы на срок до 4 лет). Такими являются все устройства установленные в бытовые предметы микрокамеры: зажигалки, часы и т.д.

Также запрещено использовать камеры, обладающие следующими параметрами:

• Имеющие выносной глазок pin hole.
• Способные делать съемку при освещенности меньше 0,01 Лк.

В любых законах имеются разные лазейки, поэтому они есть и в данном – скрытые видеокамеры запрещается монтировать в бытовые предметы, но в перекрытиях и стенах по закону использовать их разрешено.

В любом случае, перед монтажом скрытых камер, требуется изучить действующее законодательство. К примеру, оно разрешает вести скрытое наблюдение в своем жилье для контроля за работой домработниц, нянечек, других работников и т.д. Конечно они могут написать заявление и подать его в прокуратуру или суд, но любой адвокат быстро докажет законность ваших действий.

Но если скрытая съемка ведется на улице, то нужно установить угол обзора камер так, чтобы соседи не были в поле её действия, так как по закону это считается вмешательством в частную жизнь граждан.

Оборудование видеонаблюдения запрещается ставить и в общественных местах (подъезды, заправки, стоянки и т.д.), так как это разрешается делать только по постановлению суда. В этих случаях разрешается использовать для видеонаблюдения обычные видеокамеры, при этом обязательно нужно размещать информацию о том, что идет видеонаблюдение.

Аналоговые и IP камеры видеонаблюдения изнутри – изучаем принцип работы

В современном мире трудно представить обеспечение всесторонней безопасности без видеозаписи. Наблюдение при помощи высокотехнологических средств используются во всех сферах человеческой деятельности:

• Общественный порядок – установка видеоустройств во всех местах массового скопления людей.
• Правоохранительные органы – использование видеоконтроля в государственных целях.
• Корпоративная безопасность – обеспечение соблюдению норм охраны труда, пожарной безопасности, сохранности имущества.
• Частная собственность – наблюдение за домом, дачей или квартирой.
• Видеонаблюдение за детьми и людьми преклонного возраста.

Техническое оснащение жилого или производственного здания, а также внешней территории комплексами видеонаблюдения выполняется с учётом требований к безопасности, физических характеристик охраняемого объекта и финансовых возможностей заказчика. Также нельзя забывать и о требованиях российского законодательства.

Классификация

Для удобства выбора видеоустройства, которое по всем параметрам подойдёт определенному потребителю, была разработана система классификации. Она представляет собой вводные данные и требования, характеризующие основные виды охранного видеонаблюдения.

Работа аналоговых и цифровых структур видеонаблюдения осуществляется по общему принципу. Сигнал с видеокамеры передается для синхронизации, обработки, записи, и, при необходимости, архивирования. Передача происходит тремя способами: проводным, беспроводным и оптическим.

Переданный сигнал проходит обработку при помощи видеорегистраторов, специального сервера для видеоданных или обычного ПК, со встроенной видеоплатой. На монитор сигнал уже поступает в виде изображения.

На масштабных предприятиях за видео наблюдает сотрудник службы безопасности, для того, чтобы своевременно принять меры по ликвидации угрозы. Там, где не требуется мониторинг в режиме реального времени, запись сохраняется в архив, с возможностью просмотра в любое время.

Камеры видеонаблюдения

Видеокамера – основная деталь в охранных мероприятиях. Она обеспечивает преобразование оптических данных в электрический видеосигнал. С неё поступает вся информация о наблюдаемом объекте. От технических характеристик видеокамеры напрямую зависит качество конечного изображения.

Конструкция прибора представляет собой плату электронных компонентов, на которой находятся: фотопреобразователь, формирователь видеосигнала, видеоусилитель, система регулировки сигнала, источник питания и объектив.

Принцип работы аналоговых видеокамер

Несмотря на то, что аналоговые видеокамеры считаются устаревшей технологией, они продолжают пользоваться популярностью. Адаптированные к современным техническим требованиям, видеоприборы могут обладать широким спектром функций.

Аналоговая камера работает по следующей схеме:

1. Оптическая информация, попадая на объектив камеры, усиливается светочувствительной линзой.
2. Усиленный сигнал попадает на ПЗС матрицу.
3. Пропущенный через матрицу световой поток преобразуется в электрические импульсы.
4. Сигнал передаётся по сетевым кабелям к принимающему оборудованию.
5. Аналоговое устройство передаёт всю информацию в первоначальном виде, без обработки двоичным кодом, в отличие от цифровых IP устройств.

Аналоговые камеры мониторинга делят на уличные и внутренние.

Уличные камеры выпускаются в усиленном корпусе, для защиты от неблагоприятных внешних факторов и актов вандализма. Внутри корпуса размещены модули, обеспечивающие бесперебойную работу в уличных условиях – очищение от грязи и пыли, системы вентиляции и обогрева, защита от влаги.

Осадки тоже существенно сокращают срок службы. Поэтому рекомендуется устанавливать видеоблоки под специальными навесами.

Внутренние камеры отличаются простотой конструкции и устанавливаются только в помещениях с плюсовой температурой. По форме могут быть купольными, цилиндрическими и бескорпусными. Последние – отличаются миниатюрными размерами и предназначены для скрытого видеонаблюдения.

Преимущества

Аналоговые камеры и в настоящее время обладают многими преимуществами:

• Бюджетная стоимость.
• Доступность установки и настройки – не надо обладать специальными знаниями и навыками.
• Хорошая совместимость с различными устройствами.
• Дают хорошее изображение в темноте.
• Сервис и ремонт обходятся с минимальными затратами.

Недостатки

• Отсутствует возможность изменять масштаб изображения.
• Видеосигнал не защищён – не предусмотрена функция кодировки.
• Изображение бывает с помехами.
• Отсутствие дополнительных опций – поворот камеры под нужным углом, датчик движения, встроенное аудио.

Популярные марки и производители

Производители аналоговых видеосистем позаботились о популяризации своей продукции. Улучшение технических параметров, без увеличения стоимости – главная заслуга. Наряду с международными марками Samsung, Bosch, Sony и Panasonic, заслуженной популярностью пользуются камеры, следующих торговых марок: Alfa, Balter, Colarix, Covi Securiti, Green Vision, Tecsar. Представленные производители давно и успешно работают на рынке видеотехники.

Принцип работы IP-камеры

IP камера – современное устройство, совместившее в себе видеосъёмку, оцифровку информации и передачу данных по кабельной или беспроводной сети.

Принцип работы следующий:

1. Световой поток попадает на матрицу CDD.
2. ПЗС матрица преобразует сигнал в электрический.
3. Видеозахват обрабатывает аналоговую информацию и переводит её в цифровую.
4. Компрессионный блок производит необходимое форматирование видео, подготавливая его для сетевой передачи.
5. Центральный процессор выводит сжатый видеосигнал.
6. Передача видеоизображения происходит через Интернет.

Флэш-память и ОЗУ позволяют хранить резервные копии, дополнительно проводить буферизацию видео и временно сохранять данные.

IP прибор наблюдения может функционировать по уже имеющейся локальной сети – подходит для небольших объемов информации. Либо по вновь созданным интернет каналам – целесообразно для разветвлённого охранного комплекса, состоящего из 10 и более камер. Распространено подключение по wi-fi и другим беспроводным сетям, в том числе – радиорелейным каналам (для удалённого видеонаблюдения серьёзных промышленных и коммерческих объектов)

Преимущества

• Видеоинформация не нуждается в дополнительной обработке.
• Подключение по локальной сети обеспечивает неограниченную удалённость.
• Не требует установки дополнительного оборудования.
• Расширение системы без формирования соединительных систем – беспроводная связь.
• Просмотр информации на любом ПК с выходом в интернет.
• Высокое качество изображения в формате HD.
• Стабильный уровень сигнала, не чувствителен к электромагнитным помехам.

Недостатки

• Высокое качество изображения требует больших объёмов внутренних флэш-накопителей, для сохранения и архивирования данных.
• Сжатие видеопотока приводит к задержкам изображения на 2-3 секунды.
• Зависимость от интернета сети. Сбой соединения приведёт к остановке работы системы видеонаблюдения.
• Установка программного обеспечения, сложные настройки.
• Высокая стоимость оборудования и обслуживания.

Популярные марки и производители

Лидерами проектирования и реализации систем цифрового видеонаблюдения являются компании – Honeywell Security (США), Bosch Security Systems (Германия). Продукция стабильно пользуется популярностью и высоким спросом.

Зарекомендовали себя надёжными производителями систем ip-видеонаблюдения: Fermax, Vivotek, Yoko Technology, Kocom, Commax, Everfocus Electronics, Avtech, CNB Technology, Tamron (Commercial & Industrial), Axis Communications, Samsung Techwin, Hikvision Digital Technology. У всех компаний развитая международная сеть. Представительства есть во многих странах. Это обеспечивает предоставление официальной гарантии и наличие необходимых комплектующих деталей.

Лишнего представления не требуют такие гиганты производства охранных систем как Panasonic и SONY. Японские марки много десятилетий удерживают лидирующие позиции в рейтингах популярности. SONY поставляет свои матрицы чуть ли не всем производителям видеокамер, а Panasonic является очень популярной маркой сектора высокобюджетных охранных концепций.

Полезное видео

Смотрите ролик о том, как устроена камера видеонаблюдения и каков принцип действия ПЗС-матрицы (CCD).

Заключение

Задачи, стоящие перед любыми системами видеонаблюдения, стандартные:

• Наблюдение в режиме реального времени;
• Дистанционный просмотр видео;
• Работа с видеофайлами и архивами;
• Запись изображения, при срабатывании охранной сигнализации и дополнительных датчиков.
• Надёжная работа при различных уровнях освещения.

В техническом плане и аналоговый, и цифровой комплексы выполняют свои функции, согласно заданным параметрам. Выбор пользователя зависит от целей и назначений, которые он хочет достигнуть при помощи видеонаблюдения. Разнообразие современных видеосистем, даёт возможность подобрать необходимую модель, полностью соответствующую отдельному зданию, офису или дому.

Источники:
http://svs.guru/videonablyudenie/tehnologiivid/printsip-raboty.html
http://tehnika.expert/cifrovaya/videokamera/veb-kamera.html