CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии

Рис. 7.14. Uniplex — один из первых видеомультиплексоров

Рис. 7.15. Мультиплексирование видеозаписи

Чтобы понять, как это происходит, мы упомянем здесь несколько моментов, касающихся концепции записи на видеомагнитофон (эти вопросы также обсуждаются в следующем разделе). Головки видеомагнитофона (обычно две) расположены на 62 мм вращающемся барабане, который выполняет спиральную развертку магнитной ленты, проходящей вплотную с барабаном.

Вращение зависит от ТВ-системы: для PAL это 25 оборотов в секунду, а для NTSC — 30. Если две головки расположены на барабане под углом 180° напротив друг друга, спиральная развертка может составлять 50 полей/с на чтение или запись для PAL и 60 — для NTSC. Это означает, что каждое ТВ-поле (состоящее из 312.5 строк для PAL и 262.5 строк для NTSC) записывается на диагональные, плотно расположенные дорожки магнитной ленты. Когда видео-магнитофон воспроизводит записанную информацию, он делает это на скорости, соответствующей ТВ-стандарту, так что мы опять получаем движущееся изображение.

Понятно, поскольку головки видеомагнитофона представляют собой электромеханические устройства, то точность вращения здесь критична. Из-за электромеханической инерции видеомагнитофоны обладают более длительным временем захвата кадровой синхронизации, чем видеомониторы. Это становится причиной еще больших проблем с перемещением изображения по вертикали при записи несинхронизированных телекамер с помощью последовательного видеокоммутатора.

Рис. 7.16. 8-канальный видеомультиплексор

При нормальной записи и воспроизведении видеоголовки постоянно считывают или записывают поля, одно за другим, по 50 (60 в NTSC) полей в секунду.

Вместо того, чтобы записывать одну телекамеру несколько секунд, затем другую и т. д. (что делает последовательный видеокоммутатор), видеомультиплексор обрабатывает видеосигнал таким образом, что каждое следующее поле, посылаемое на видеомагнитофон, исходит от другой телекамеры (обычно следующего по порядку входа).

Итак, в действительности мы имеем на выходе очень быстро переключаемый сигнал, который переключается со скоростью, соответствующей скорости записывающих головок. Эта скорость зависит от типа видеомагнитофона и от режима записи (как в случае видеомагнитофонов с функцией time lapse, что мы обсудим ниже). Вот почему так важно настроить видеомультиплексор на выходную скорость, соответствующую конкретному видеомагнитофону. Это можно сделать в меню установок любого видеомультиплексора. Если на вашем видеомультиплексоре нет конкретного видеомагнитофона, то можете попробовать выбрать типовую установку или же, если нет ничего похожего, последуйте методу проб и ошибок и попытайтесь найти эквивалентную модель (Современные видеомультиплексоры имеют вход VEXT для синхронизации импульсами с видеомагнитофона, что исключает описанную выше процедуру. Прим. ред.). Основное различие time lapse видеомагнитофонов заключается в том, что одни записывают поля, другие кадры.

Кроме синхронизации выхода (MUX–VCR), теоретически нужна еще и синхронизации входов (камеры-MUX), но поскольку видеомультиплексоры являются цифровыми устройствами обработки изображения, то приведение всех синхроимпульсов от телекамер к единой временной базе происходит в самом видеомультиплексоре. То есть сигналы различных телекамер могут быть «смешаны» в одном видеомультиплексоре, и нет никакой необходимости их синхронизировать.

Однако на рынке встречаются и другие модели видеомультиплексоров, которые осуществляют внешнюю синхронизацию телекамер посредством синхроимпульсов, передаваемых по тому же коаксиальному кабелю, по которому передается видеосигнал. Эти модели видеомультиплексоров не теряют времени на временную коррекцию синхроимпульсов и поэтому должны работать быстрее. (Другое решение проблемы — использование в видеомультиплексорах двух параллельно работающих процессоров, осуществляющих поочередную оцифровку входных видеосигналов, в результате отсутствует время на ожидание прихода начала поля следующей несинхронизированной телекамеры. Прим. ред.)

Если необходимо воспроизведение, то выход видеомагнитофона вначале обращается к видеомультиплексору, затем видеомультиплексор извлекает сигнал выбранной телекамеры и посылает изображение на видеомонитор. Видеомультиплексор может отобразить любую телекамеру на полном экране или воспроизвести все записанные телекамеры в мозаичном режиме (вывести несколько изображений одновременно).

Рис. 7.17. 16-входовый видеомультиплексор со сквозными видеовходами

Время обновления видеозаписи

Следует понимать, что количество кадров (изображений), взятых от каждой телекамеры для записи, зависит от общего числа подсоединенных к видеомультиплексору телекамер и временного режима работы time lapse видеомагнитофона. То есть, невозможно одновременно записать в реальном режиме времени изображения со всех телекамер — ведь это мультиплексирование с временным разделением.

Однако можно улучшить качество работы видеосистемы при помощи внешних датчиков тревоги и встроенного в видеомультиплексор детектора активности (что мы объясним позже). Лучше всего записывать минимальное количество телекамер в самом быстром (насколько это практически возможно) режиме записи. Проще говоря, если заказчик может менять ленту хотя бы раз в сутки, не следует использовать режим time lapse больший, чем «24 часа». Если система не обслуживается в выходные, то следует выбрать режим «72 часа». А если позволяет бюджет, то вместо 16-канального видеомультиплексора для 9 (или более) телекамер лучше использовать 9-канальные (некоторые производители выпускают 8- и 10-канальные устройства) видеомультиплексоры и два видеомагнитофона. Тогда частота записи удвоится и нужно будет использовать две ленты вместо одной.

Вот как можно посчитать временные интервалы между последовательными кадрами с каждой телекамеры. Допустим, у нас имеется видеомагнитофон с режимом time lapse «24 часа». Ранее мы установили, что нормальный (реального времени) видеомагнитофон записывает 50 полей в секунду в PAL и 60 в NTSC.

Если вы откроете техническое руководство time lapse видеомагнитофона, то вы увидите, что видеомагнитофон в режиме «24 часа» делает запись каждые 0.16 секунды; даже если у вас нет руководства, то это легко подсчитать: если видеомагнитофон PAL делает запись в режиме реального времени, то он записывает поле каждые 1/50=0.02 с. Частота записи time lapse видеомагнитофона в режиме «24 часа» в 24/3=8 раз меньше, тогда мы получим 0.02x8=0.16 с. Аналогичный расчет для видеомагнитофона NTSC даст нам, что одно поле записывается каждую 1/60=0.0167 с. В режиме «24 часа» с лентой Т120 мы получим 24/2=12. Это значит, что в режиме 24 «часа» в формате NTSC лента time lapse видеомагнитофона двигается в 12 раз медленнее, чтобы уместить 24 часа на одной 2-часовой ленте. Таким образом, скорость обновления каждого записываемого поля в режиме «24 часа» составляет 12x0.0167=0.2 с.

Рис. 7.18. Типовая схема соединения типичный видеомультиплексор — time lapse видеомагнитофон