Tổng quan về hệ thống camera quan sát

ngày 05/02/2015

Hệ Thống CCTV (Closed-Circuit Television) là hệ thống được sử dụng để quan sát bằng hình ảnh (âm thanh) để ghi lại các sự kiện tại các vị trí xác định. Thuật ngữ CCVE (Closed-Circuit Video Equipment) là các trang thiết bị được sử dụng trong quá trình thu hình, truyền tải hình ảnh, lưu trữ tín hiệu hình ảnh… trong hệ thống CCTV.

Một Số Khái Niệm Về Hệ Thống CCTV

1. Hệ Thống CCTV (Closed-Circuit Television) là hệ thống được sử dụng để quan sát bằng hình ảnh (âm thanh) để ghi lại các sự kiện tại các vị trí xác định.

2. Thuật ngữ CCVE (Closed-Circuit Video Equipment): là các trang thiết bị được sử dụng trong quá trình thu hình, truyền tải hình ảnh, lưu trữ tín hiệu hình ảnh… trong hệ thống CCTV.

3. Hệ Thống CCTV Được Phân Loại Theo Các Nhu Cầu Sau:

• Ngăn chặn các hoạt động phạm pháp.

• Hỗ trợ trong việc phát hiện, tìm kiếm tội phạm.

• Tạo niềm tin cho nhân viên, khách hàng rằng họ đang ở trong một khu vực an toàn, được bảo vệ.

• Cung cấp các thông tin hữu ích trong việc quản lý an ninh và hệ thống thương mại.

4. Các Trường Hợp Sử Dụng Hệ Thống CCTV:

• Xác minh đột nhập.

• Ghi hình (thu âm) sự cố, sự kiện.

• Theo dõi đám đông.

• Giám sát tổng thể.

• Giám sát quá trình sản xuất.

• Giám sát gian lận (casino).

Các Thiết Bị Sử Dụng Trong Hệ Thống CCTV

1. Camera: là thiết bị dùng để ghi và truyền tín hiệu hình ảnh trong hệ thống CCTV.

• Cảm biến hình ảnh (Image Sensor): là thiết bị chuyển đổi hình ảnh quang học thành tín hiệu điện tử.

Có hai loại cảm biến hình ảnh là CCD (Charged Coupled Device) và CMOS (Complementary Metal– Oxide–Semiconductor). Cả hai loại cảm biến CCD và CMOS đều có cùng một nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu ánh sáng sang tín hiệu điện tử. Cảm biến hình ảnh cho camera có nhiều kích cỡ khác nhau: 2/3’’,

1/2’’, 1/3’’, 1/4’’. Kích cỡ cảm biến càng lớn, độ phân giải và chất lượng hình ảnh càng cao.

• Cảm biến CCD gồm một mạng lưới các điểm bắt sáng được phủ bằng lớp bọc màu (đỏ - red, hoặc xanh lục - green, hoặc xanh dương - blue), mỗi điểm ảnh chỉ bắt một màu. Do đó, khi chụp ảnh (cửa trập mở), ánh sáng qua ống kính và được lưu lại trên bề mặt chíp cảm biến dưới dạng các điểm ảnh. Mỗi điểm ảnh có một mức điện áp khác nhau sẽ được chuyển đến bộ phận đọc giá trị theo từng hàng. Giá trị mỗi điểm ảnh sẽ được khuếch đại và đưa vào bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, cuối cùng đổ vào bộ xử lý để tái hiện hình ảnh đã chụp.

• Cảm biến hình ảnh CMOS là loại chip cảm biến hình ảnh tích cực, sử dụng chất bán dẫn bổ sung ô xít kim loại. Các mạch điện bổ sung bên cạnh mỗi cảm biến sẽ chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện áp. Các mạch điện bổ sung khác trong hệ thống sẽ có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp thành các thông tin số.

• Ống kính (Lens): là thiết bị quang học có trục đối xứng với nhiệm vụ hội tụ ánh sáng vào cảm biến hình ảnh. Có 02 kiểu gắn kết ống kính tùy thuộc vào từng lại camera là C MOUT và CS MOUNT. Điểm khác biệt duy nhất giữa hai kiểu gắn kết này là khoảng cách từ ống kính tới cảm biến hình ảnh.

§ C MOUNT: 17,5mm

§ CS MOUNT: 12.5mm

• Độ nhạy sáng: “Độ nhạy sáng” của camera được đo bằng mức độ ánh sáng nhỏ nhất mà camera có thể

hoạt động hiệu quả. Độ nhạy sáng của camer thường được đo bằng LUX.

Lưu ý: Tùy vào từng yêu cầu cụ thể, ứng dụng của camera cụ thể, vị trí lắp, điều kiện ánh sáng để lựa chọn camera phù hợp. Các thông số về độ nhạy sáng của các loại camera là khác nhau và đều được ghi trên thông số kỹ thuật của camera tại nhà sản xuất.

• Iris: vai trò của iris trong các ống kính camera là điều chỉnh lượng ánh sáng đi qua.

• F-number: xác định lượng ánh sáng nhận tới cảm biến. F-number càng thấp à lượng ánh sáng tới cảm biến càng lớn. Với lý do trên, một ống kính có F-number thấp sẽ cho phép cung cấp chất lượng hình ảnh tốt hơn trong điều kiện ánh sáng yếu

• Độ dài tiêu cự (Focal length): là thông số cho biết góc nhìn của camera, nghĩa là khoảng phạm vi mà camera có thể ghi hình được.

• Góc quan sát

 camera quan sát

Chiều dài tiêu cự càng lớn è Góc quan sát sẽ càng nhỏ è Vật quan sát sẽ càng lớn

Tùy vào ứng dụng của bạn mà nên chọn loại Camera quan sát có góc quan sát là bao nhiêu độ. Nếu bạn cần quan sát rộng, có thể chọn loại Camera quan sát mà ống ính của nó có góc mở lớn. Còn nếu chỉ muốn quan sát trong một phạm vi rất hẹp thì cũng sẽ có những loại Camera quan sát gắn ống kính có tiêu cự phù hợp với nhu cầu của bạn.

Còn nếu muốn góc quan sát rất lớn, nên chọn loại Camera đặc biệt có chức năng Pan/ Tilt (quay ngang, quay dọc). Nếu bạn đã có một chiếc Camera nhưng không có chức năng Pan/Tilt, bạn hoàn toàn có thể cải tiến nó bằng cách lắp thêm một đế quay ngang, quay dọc, khi đó, bạn có thể điều khiển Camera của bạn quay theo bất cứ hướng nào bạn muốn.

• Ví dụ về góc quan sát của 1 camera quan sát có tiêu cự khác nhau:

camera quan sát

• Độ phân giải của camera: chất lượng hình ảnh có thể thu về. Độ phân giải càng cao, chất lượng hình ảnh thu về càng lớn. Độ phân giải của camera thường được tính bằng TVL (Television Lines) đối với camera analog thông thường và tính bằng pixel, megapixel đối với camera IP.

• Đôi nét về TVL và Pixel:

TVL: Trước khi màn hình LCD được phát minh, màn hình hiển thị TV thông thường của chúng ta được tạo lên từ các dòng kẻ ngang, các dòng kẻ này được gọi là đường truyền hình (TVL). Tại đây mỗi dòng đóng vai trò trong việc tạo lên hình ảnh tổng thể. Điều này có nghĩa càng nhiều dòng TVL thì hình ảnh hiển thị sẽ càng mượt mà, chi tiết hơn.

Độ phân giải số - Pixel: công nghệ hiển thị TV ngày nay hầu hết đã không dùng các dòng để hiển thị hình ảnh nữa mà chuyển sang sử dụng các điểm ảnh (pixel) để hiển thị hình ảnh. Càng nhiều điểm ảnh, hình ảnh hiển thị sẽ càng rõ nét, trung thực hơn.

1.1 Các Dòng Camera: hiện nay camera được phân chia làm 2 dòng sản phẩm chính: camera analog và camera IP

Camera Analog: là loại camera thu và truyền tín hiệu tương tự nó truyền tín hiệu tương tự này tới các thiết bị lưu trữ tương tự thông qua hệ thống truyền dẫn( thường sử dụng cáp đồng trục) để quan sát, ghi hình sự kiện và phân tích tại các khu vực xác định. Hiện nay aCmera Analog có thể kết nối với hệ thống Camera IP (tín hiệu số ) thông qua bộ chuyển đổi tín hiệu từ Analog sang IP.

Camera IP: là loại camera truyền hình ảnh bằng tín hiệu số, nó xử lý và nén hình tại camera và truyền tín hiệu số này tới các thiết bị lưu trữ trung tâm thông qua hệ thống mạng, cho phép người sử dụng xem, ghi, lưu trữ và quản lý hình ảnh video tại trung tâm giám sát hoặc từ xa thông qua hệ thống mạng. Camera IP có thể được đặt tại bất cứ vị trí nào có kết nối mạng IP, camera có địa chỉ IP riêng của mình và có thể hoạt động độc lập.

 camera quan sát

Cáp Đồng Trục (Camera Analog)    Cáp Mạng RJ-45 (Camera IP)

2. Đầu ghi: thiết bị dùng để ghi và lưu trữ hình ảnh truyền về từ camera.

Các Loại Đầu Ghi:

• Đầu ghi analog (DVR – Digital Video Recorder): đầu ghi DVR được thiết kế để ghi hình các camera analog. Đầu ghi DVR thường có nền tảng phần cứng của PC kết hợp với card ghi hình và phần mềm chuyên dụng dùng để hiển thị, nén và ghi lại hình ảnh từ camera analog (NTSC/PAL). Số lượng camera kết nối hạn chế.

• Đầu ghi lai (HDVR-Hybrid Digital Video Recorder): đầu ghi lai (HDVR) và đầu ghi DVR truyền thống có tích hợp thêm 1 hoặc nhiều cổng RJ-45 cho phép kết nối với camera IP và camera analog trên cùng 1 hệ thống. Số lượng camera kết nối hạn chế.

• Đầu ghi IP (NVR): đầu ghi NVR là một máy tính được tích hợp phần mềm quản lý camera. Đầu ghi

NVR chỉ hỗ trợ camera IP và camera analog kết nối với bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự /số. Số lượng camera kết nối không hạn chế (Phụ thuộc vào băng thông của đường truyền).

• Phần mềm quản lý camera (Video Management Software – VMS): phần mềm cài trên máy PC cho phép quan sát, ghi hình, lưu trữ, quản lý camera IP và camera analog được kết nối với bộ chuyển đổi tín hiệu. Số lượng camera kết nối không hạn chế.

Một Số Lưu Ý Khi Lựa Chọn Đầu Ghi Analog (DVR):

• Số kênh đầu ghi: đây là số lượng camera có thể kết nối tới đầu ghi đồng thời (4CH, 16CH,

32CH…).

• Tốc độ ghi hình của đầu ghi: tốc độ đầu ghi sẽ được chia đều cho số kênh của đầu ghi (100fps,

200fps, 400fps).

• Khả năng hỗ trợ và mở rộng bộ nhớ: thời gian lưu trữ các đoạn ghi video (500GB, 1TB…).

• Độ phân giải khi ghi hình: chất lượng hình ảnh đầu ghi hiển thị khi được đặt ở các chế độ khác

nhau.

• Khả năng kết nối với các thiết bị ngoại vi: cảm biến, báo động, báo cháy…

• Tính năng thông minh: một số đầu ghi cho phép người dùng thiết lập các tính năng thông minh khác nhau như: phát hiện chuyển động, phát hiện vi phạm vùng cấm…

Một Số Lưu Ý Khi Lựa Chọn Đầu Ghi IP (NVR)

• Số lượng camera kết nối

• Khả năng hỗ trợ và mở rộng bộ nhớ (HDDs)

• Tốc độ nhận và ghi hình của đầu ghi (20Mbps, 40Mbps…250Mbps)

• Chế độ ghi, xem lại tại chỗ, từ xa.

• Các tính năng thông minh hỗ trợ: phát hiện chuyển động, phát hiện thay đổi khung hình…..

• Khả năng kết nối với các thiết bị ngoại vi: cảm biến, báo động, báo cháy…

• Các dòng camera mà đầu ghi hỗ trợ.