TV przemysłowa / CCTV

Systemy alarmowe

Kontrola dostępu

Kamery sportowe

Partnerzy LC Security

Kamery online

Instalacja i regulacja kamer CCTV

Odpowiednia instalacja i regulacja kamer CCTV ma ogromny wpływ na efektywność instalacji dozorowej. Głównym celem niniejszego artykułu jest próba pomocy instalatorom systemów telewizji przemysłowej w dokonaniu prawidłowej instalacji kamer CCTV. Ponadto, postaram się także zaprezentować najistotniejsze funkcje współczesnych kamer przemysłowych. Wszystko po to aby móc prawidłowo zainstalować kamery przemysłowe, a co się z tym bezpośrednio wiąże zapewnić optymalną i efektywną pracę instalacji monitoringu przemysłowego.

Na początku należy zapoznać się z typowym wyglądem i typowymi funkcjami kamer przemysłowych. Praktycznie wszystkie współczesne kamery przemysłowe niezależnie od tego czy rejestrują obraz monochromatyczny czy też kolorowy wyposażone są w szereg niezwykle podobnych funkcji. W zdecydowanej większości konfiguracja funkcji kamer CCTV możliwa jest przy pomocy specjalnych pokręteł/przycisków znajdujących się pod klapką obudowy. Specjalna etykietka umieszczona na obudowie kamery pokazuje w jaki sposób należy prawidłowo ustawiać dane funkcje kamery. W przypadku kamer przemysłowych typu OSD możliwa jest zdalna konfiguracja przy pomocy bardzo wygodnego w użyciu menu ekranowego. Wszystkie funkcje nawet te najbardziej zaawansowane tego typu kamer przemysłowych mogą być konfigurowane za pomocą kanału wideo.

Równowaga barw (Colour Balance)

Funkcja ta jak sama nazwa wskazuje dotyczy regulacji barw. Ze względu, że mamy do czynienia z barwami funkcja ta występuje tylko w kamerach kolorowych. Praktycznie wszystkie współczesne kamery przemysłowe posiadające funkcję równoważenia barw przystosowane są do pracy automatycznej. Funkcja balansu bieli (White Balance) odpowiedzialna jest za wyrównywanie zmian odcieni temperatury kolorów, których przyczyną jest wpływ różnych źródeł światła. W jaki sposób można odpowiednio skonfigurować balans bieli? Przede wszystkim należy wystawić skierować kamerę na punkt w którym występują różne źródła światła. Najlepiej wystawić kamerę za okno i ustawić tryb Auto na czas około 10 sekund. Po tym czasie kamera CCTV automatycznie dostroi się do warunków oświetleniowych panujących w środowisku zewnętrznym. W przypadku konfiguracji kamery pracującej w środowisku wewnętrznym, należy skierować kamerę w punkt ze sztucznym oświetleniem. Podobnie, jak w przypadku konfiguracji do warunków zewnętrznych kamera samodzielnie dostroi się do panującego oświetlenia. Dzięki takiemu zabiegowi będzie można dostrzec, jak kamera CCTV kompensuje różne barwy światła, co w efekcie przyczyni się do ich prawidłowego oddania. Taka korekta możliwa jest tylko i wyłącznie w przypadku gdy kamera CCTV pracuje w trybie automatycznego balansu bieli. W dużej części współczesnych kamer CCTV ustawienia balansu bieli można także ustawić ręcznie. W takim przypadku balans bieli będzie prawidłowo odwzorowany dla danego oświetlenia. Ręczna kompensacja barw powinna być przeprowadzana jedynie w przypadku gdy mamy do czynienia z różnymi źródłami oświetlenia.

Korekcja GAMMA

Charakterystyki odwzorowania zdecydowanej większości kamer CCTV i monitorów przemysłowych nie są charakterystykami liniowymi. Nieliniowość charakterystyk odwzorowania jest określana jako gamma. Gamma najczęściej wiąże się ze słabym rozróżnieniem szarych obszarów w miejscach gdzie panuje słabe oświetlenie sceny. W celu minimalizacji tego zjawiska stosuje się tak zwany układ korekcji gammy, pozwalający na poprawę liniowości charakterystyki. Układy korekcji gammy zazwyczaj wyposażone są w dwa podstawowe ustawienia: Normal, Linear. Czasami można spotkać się także z dodatkowymi ustawieniami typu High oraz Low. Wszystkie te ustawienia umożliwiają optymalne skonfigurowanie oglądanego obrazu. Funkcja Normal pozwala na zwiększenie czułości kamery na czarne i szare elementy obserwowanej sceny. Ponadto, jednocześnie kompensuje elementy bieli. Dzięki ustawieniu Normal znacznie łatwiej można dostrzec różnice w odcieniach szarości, co pozwala na odróżnienie elementów znajdujących się blisko siebie. Ustawienie Normal jest niezwykle użyteczne w przypadku, gdy pożądana jest lepsza widoczność obrazu w ciemniejszych obszarach. W przypadku jasno oświetlonych scen mogą pojawić się pewne trudności związane z kompensacją bieli. Najczęściej jest to związane z trudnością w odróżnieniu różnych odcieni bieli. Podsumowując ustawienie Normal pozwala na rozróżnienie zdecydowanie większej liczby odcieni szarości.

Automatyczna regulacja wzmocnienia sygnału (AGC – Automatic Gain Control)

Bardzo często kamery przemysłowe wyposażone są w specjalny wzmacniacz wizyjny, wzmacniający sygnał wizyjny w momentach gdy to jest niezbędne maksymalnie o 28 dB. Wzmacniacz pracuje jedynie w sytuacjach gdy mamy do czynienia ze spadkiem wartości sygnału wizyjnego, na przykład na skutek spadku poziomu oświetlenia. W takich sytuacjach układ AGC wzmacnia sygnał aż do uzyskania wartości prawidłowej. Automatyczna regulacja wzmocnienia sygnału nie jest układem wzmacniającym sygnał wizyjnych w przypadku braku oświetlenia. Do pracy układu AGC niezbędne jest minimalne oświetlenie sceny. Wzmacnianie sygnału wizyjnego niesie ze sobą pewne konsekwencje, wiążące się ze wzmocnieniem szumów obecnych w wzmacnianym sygnale wizyjnym. Taka sytuacja jest do przyjęcia gdy alternatywą jest całkowity brak obrazu. Naturalnie najlepszym rozwiązaniem tego problemu jest odpowiednie oświetlenie sceny w każdej sytuacji. Niestety rzadko kiedy mamy taką możliwość. Profesjonaliści zalecają aby układ automatycznej regulacji wzmocnienia sygnału był włączony stale, ponieważ nie będzie on aktywny dopóki oświetlenie obserwowanej sceny będzie wystarczające. Takie rozwiązanie pozwala na uzyskanie pewności, że obraz nie jest widoczny dzięki działaniu układu automatycznej regulacji wzmocnienia sygnału AGC. Po dokonaniu każdej konfiguracji obiektywu układ AGC należy włączyć ponownie.

Elektroniczna przysłona (EI – Electronic Iris)

Elektroniczna przysłona działa całkowicie odwrotnie jak układ automatycznej regulacji wzmocnienia. Głównym zadaniem elektronicznej przysłony jest kompensacja wzrostu poziomu sygnału wizyjnego. Rozważmy teraz zastosowanie kamery przemysłowej z ręcznie regulowaną przysłoną w obserwacji słabo oświetlonej sceny. W sytuacji gdy przysłona jest w pełni otworzona, zapewniamy odpowiednie oświetlenie matrycy przetwornika CCD. Jednakże, w warunkach zbyt dużego poziomu oświetlenia może dojść do sytuacji, że obraz będzie prześwietlony. Układ elektronicznej przysłony EI pomaga rozwiązać problem prześwietlenia obrazu. W warunkach gdy poziom oświetlenia jest zbyt duży układ elektronicznej przysłony przymyka ją, co skutkuje odpowiednim oświetleniem przetwornika CCD. Funkcja elektronicznej przysłony pozwala na zmianę migawki kamery w zakresie od 1/50 do 1/100000s (w przypadku kamer CCTV pracujących w trybie NTSC wartości te wynoszą od 1/60 do 1/100000s). Zmiana migawki zależy od panującego poziomu oświetlenia. Migawka kamery przemysłowej odpowiedzialna jest za prawidłową regulacje czasu, przez jaki światło pada na matrycę przetwornika obrazu CCD. Im ten czas jest krótszy, czyli mniejszy czas otwarcia migawki, tym oświetlenie padające na matrycę przetwornika CCD jest mniejsze. Takie rozwiązanie zapobiega prześwietleniu generowanych obrazów. Głównym zadaniem układu elektronicznej przysłony jest zagwarantowanie optymalnej wartości wyjściowego sygnału wizyjnego na poziomie amplitudy 1 Vp-p. Układy elektronicznej przysłony posiadają także pewne ograniczenia. Jednym z nich jest efekt rozmywania, powodowany zbyt dużym oświetleniem przetwornika CCD (zazwyczaj przyczyną tego zjawiska jest pojawienie się dodatkowego źródła światła np. reflektory samochodów). Dzięki rozwojowi technologii CCD efekt rozmywania jest coraz bardziej redukowany.

Synchronizacja kamer przemysłowych

Synchronizacja kamer przemysłowych jest jedną z ważniejszych czynności w procesie instalacji kamer CCTV. W zdecydowanej większości systemy monitoringu wizyjnego składają się z więcej niż jednej kamery CCTV. W celu instalacji wielu kamer CCTV bardzo często wykorzystuje się specjalne przełączniki. Jeżeli kamery CCTV pracujące w jednym systemie monitoringu wizyjnego nie są odpowiednio zsynchronizowane, dochodzi do pewnego niekorzystnego zjawiska, objawiającego się przeskakiwaniem obrazów na monitorze w momencie przełączania obrazów z poszczególnych kamer CCTV. Dzieje się tak dlatego, że sygnał z poszczególnych kamer, a właściwie poszczególne ramki obrazu docierają do przełącznika z różną fazą. Wiele współczesnych kamer CCTV posiada specjalistyczne funkcje umożliwiające odpowiednią synchronizację kamer (np. Line-Lock, Gen-Lock, Line-Lock – Phase adjust).