Algunas características de la elección de la posición y orientación de las cámaras de televisión. Artículo actualizado en 2023.

Fig.5Formación de una imagen con un gran ángulo de inclinación del TC

Fig. 6 Control televisivo del flujo de personas

Fig. 7 Control televisivo del flujo de personas con mayor altura de instalación del TC

Esta componente puede alcanzar un valor igual a la mitad del ángulo de visión?/2 en el plano vertical. Aquellos. el valor del ángulo total será ?+?/2. Por el contrario, para los objetos en la parte más alejada del área de visualización habrá menos distorsión.

Cuando se trata de resolver el problema de reconocer acciones, no suelen surgir dificultades especiales. Si es necesario resolver el problema de identificación, puede resultar difícil de resolver o no resolverse en absoluto. Especialmente si una persona inclina su cabeza hacia abajo, lo que agrava significativamente la situación. También es necesario tener claro que los objetos reales no son planos, por lo que las distorsiones reales serán no lineales y pueden ser mucho mayores. el factor considerado se muestra en la Figura 5 [2]. En esta situación, una “vista superior” del sujeto de observación. Evidentemente, es imposible obtener información significativa sobre él a partir de una imagen así.

CONTROL TELEVISIVO DEL FLUJO DE PERSONAS

Una de las tareas típicas es el control televisivo del flujo de personas. Por ejemplo, caminar por el pasillo. A la hora de elegir la posición de la cámara de televisión y su ángulo de inclinación, hay que guiarse, en primer lugar, por los requisitos de un mínimo de distorsiones geométricas y un mínimo de obstrucción de quienes caminan delante de quienes caminan detrás para cumplir con los requisitos. Primer requisito, es necesario reducir la altura de instalación. Para el segundo — aumentar. Esto se ilustra en las Figuras 6 y 7.

Sin embargo, si se suceden (accidental o intencionalmente), los rostros de las personas en el fondo quedan parcial o completamente oscurecidos por los que están al frente (Fig. 6, b). En consecuencia, un delincuente potencial tiene la oportunidad de evitar la grabación de vídeo.

Fig.8 Selección de la posición del TC

Aumentar la altura de instalación (Fig. 7, a) puede reducir significativamente el riesgo de bloquear las caras de quienes están delante (Fig. 7, b). Sin embargo, es obvio que debido al cambio de ángulo aparecen distorsiones adicionales de la imagen en el plano vertical, por lo que es necesario un equilibrio entre los criterios mencionados. El ángulo de inclinación mínimo requerido desde el punto de vista de la no obstrucción se puede seleccionar de la siguiente manera. Supongamos que los sujetos de observación se mueven a una distancia de 1 m uno tras otro, tienen la misma altura y el tamaño de la cara es de 25 cm. Entonces, según el razonamiento geométrico más simple, el ángulo de inclinación debería ser igual a. mín = arctan0,25. Aquellos. es de aproximadamente 16° Si asumimos una diferencia de altura de 15 cm, entonces el ángulo mínimo será de aproximadamente 25°. Las distorsiones en este caso (Fig. 3) son relativamente pequeñas. Por lo tanto, podemos recomendar valores de ángulo de inclinación que no superen los 20-25°.

Para lograr tales ángulos, es necesario reducir la altura de instalación (Fig. 8, TK2). Sin embargo, en habitaciones con techos altos pueden surgir dificultades adicionales al montar la cámara. Una salida a esta situación puede ser instalar una cámara de televisión a mayor distancia con un ángulo de inclinación menor (requerido). Por ejemplo, como TK3 en la Figura 8. En este caso, es necesario instalarlo a una mayor distancia de la zona de videovigilancia manteniendo las dimensiones transversales de esta zona (ajustando la distancia focal). La instalación puede ser la siguiente: Un posible intruso, al ver la cámara de televisión, inclinará la cabeza o se cubrirá la cara con la mano. La probabilidad de que se produzcan tales acciones con una cámara instalada lejos será menor. Y la calidad de la imagen no empeorará manteniendo el tamaño transversal del área de visualización.

CONTROL DE TV DE LAS ENTRADAS DE EDIFICIOS

Como se señaló anteriormente, aumentar la altura de instalación conduce a una mayor distorsión de la imagen del objeto observado, lo que requiere una disminución de la altura. Pero entonces surge una contradicción con la exigencia de garantizar la seguridad de la cámara de televisión. Esta contradicción se puede resolver aumentando la distancia al objeto de observación y al mismo tiempo aumentando la distancia focal de la lente. Es decir, disminuyendo el ángulo de visión. Consideremos esta situación.

Fig.9 Instalación de TC cerca entrada al edificio

Un ejemplo típico de esta tarea es el control televisivo de las entradas de los edificios. Una solución común, que se encuentra a menudo en la práctica, es instalar una cámara de televisión cerca de la entrada. Pero luego se dirige hacia abajo en un ángulo grande (Fig. 9). En este caso prácticamente sólo se soluciona el problema de registrar las entradas y salidas de las personas. Porque el marco de la imagen grabada forma una «vista superior» del sujeto. Resolver el problema de la identificación es casi imposible, incluso si el sujeto de observación no toma ninguna medida para evitar la grabación en vídeo de su rostro. Es decir, por ejemplo, no inclina la cabeza ni se pone una gorra con visera (Fig. 5. El contenido de información de la imagen en su conjunto también disminuye; resulta difícil, y a menudo casi imposible, evaluar la información). altura, detalles de la vestimenta y otras señas del sujeto. Además, la distancia relativamente corta hasta el objeto de observación puede llevar a la necesidad de aumentar el ángulo de visión. Lo que, a su vez, reduce la calidad de la imagen. Para elegir una solución más exitosa, formulamos los requisitos básicos para dicha tarea de vigilancia televisiva. Estos podrían ser los siguientes.

• Posibilidad de identificación (opción ideal).
• Evaluación de algunos parámetros biométricos del sujeto de observación (altura, características de la marcha, etc.).
• Evaluación de la presencia de acciones conscientes para ocultar el rostro para que no entre en el campo de visión de la cámara (como preliminar evidencia de acciones posteriores potencialmente no autorizadas, es decir, advertencia de acciones no autorizadas).
• Obtener información sobre la ropa de la persona entrante.
• Detectar cualquier objeto que esté en posesión del sujeto de observación y evaluando sus parámetros (tamaño, forma).

Fig. 10 Instalación del TC lejos de la entrada al edificio

En la situación que se muestra en la Figura 9, sólo los dos últimos problemas se resuelven realmente, y solo parcialmente. Las capacidades de la vigilancia televisiva en tal situación se pueden mejorar significativamente alejando la cámara del objeto (Figura 10, TC2). En este caso, al elegir la posición del vehículo, puede guiarse por las siguientes consideraciones.

• Asegurar el ángulo de inclinación óptimo desde el punto de vista de la mínima distorsión.
• Seleccionar un campo de visión que proporcione, en un grado u otro, la solución al problema. problemas mencionados anteriormente.
• Proporcionar seguridad con cámaras.

Para minimizar el campo de visión, puede limitarlo desde arriba a la altura de una persona (por ejemplo, un poco más de dos metros). Y desde abajo, ya sea la superficie de la tierra, o incluso más arriba, si no es necesario obtener una imagen de los zapatos o de la parte inferior del cuerpo, al menos en parte del área entre el área de visualización principal y la cámara de televisión. . Es poco probable que alguien entre en el edificio, incluso si tiene información sobre el campo de visión real de la cámara. Se notará demasiado. Además, una cámara de televisión colocada a un lado puede incluso tranquilizar al intruso, que puede considerar que no controla la entrada o que da una imagen demasiado general y sin detalles.

Fig. 11 Forzar al sujeto de observación a moverse en un cierto dirección

Además, la imagen de la parte inferior del cuerpo se formará en la parte del área de visualización opuesta a la cámara. Además, esta deficiencia se puede compensar con otras cámaras, por ejemplo, ubicadas dentro de un edificio. Por supuesto, existe el peligro de que el sujeto de observación en este caso se acerque desde la dirección de la cámara de televisión y se aleje de ella. Y su rostro no aparecerá a la vista. Pero en la situación que estamos considerando, al menos todos los demás problemas formulados anteriormente se resolverán. También es posible crear artificialmente condiciones que obliguen al sujeto de observación a moverse en la dirección de la cámara. Por ejemplo, haciendo pasos perpendiculares a la pared y una valla, como se muestra en la Figura 11, de modo que el sujeto se vea obligado a moverse en la dirección de la cámara. Al elegir la posición de la cámara de televisión (derecha o izquierda), uno. Hay que tener en cuenta el diseño de la puerta (en qué dirección se abre) para evitar bloquear al sujeto con ella. La instalación a la derecha puede ser preferible, ya que también evitará bloquear a las personas que bajan las escaleras. Por lo tanto, la opción de instalación considerada reducirá el tamaño vertical del área de visualización cerca de la entrada de un metro y medio a dos y obtendrá una. Imagen de cuerpo entero de una persona o una imagen de la parte superior del torso y la cabeza. Aquellos. resolver total o parcialmente todos los requisitos planteados. Por tanto, esta opción tiene una ventaja frente a la instalación de un TC cerca de la zona de vigilancia.

CONTROL DE VIDEO DE PASAJEROS QUE ENTRAN A LA ESCALERA

Otro ejemplo de un problema de la vida real es el control por vídeo del flujo de pasajeros que entran en una escalera mecánica. Una opción típica para instalar una cámara de televisión se muestra en la Figura 12, TK1. Es imposible juzgar la corrección de la instalación por signos externos. Por lo tanto, si la tarea es evaluar la situación antes de entrar a la escalera mecánica, por ejemplo, para detectar una multitud de pasajeros que se está formando y que está plagada de aglomeraciones (Fig. 12, TK1), entonces la cámara está instalada correctamente. Sin embargo, desde el punto de vista de solucionar el problema de identificación, no. Además, el lugar en cuestión es casi ideal para ello.

Fig 12 Control televisivo de los pasajeros en la escalera mecánica

.Las posibilidades para resolver el problema de identificación en esta situación son muy buenas, ya que la anchura del campo de visión se puede reducir a 1 metro. Esto está garantizado por el diseño de la propia escalera mecánica. Pero con esta disposición de la cámara de televisión, dirigida a los pasajeros que se acercan a la escalera mecánica desde arriba, sus rostros se mostrarán con distorsiones significativas, incluso si el sujeto de observación no oculta su rostro a la cámara de televisión, o no se mostrarán en todo. Las razones de esto son las siguientes.

• Una cámara orientada hacia abajo produce una imagen distorsionada.
• En el camino hacia las escaleras mecánicas, todos naturalmente miran sus pies, inclinando su rostro hacia abajo, lo que agrava la distorsión.
• Los pasajeros que caminan delante oscurecen los rostros de los que caminan detrás.

Fig. 13 TC para el control de la zona a lo largo del edificio

Por lo tanto, es claramente aconsejable mover la cámara hacia abajo del techo y apuntarla horizontalmente a la parte inclinada de la escalera mecánica, como se muestra en la Figura 12, TK2. Entonces las condiciones de observación mejorarán significativamente por las siguientes razones.

• La cámara puede apuntar directamente a la cara, lo que prácticamente elimina la distorsión.
• Cuando los pasajeros suben a una escalera mecánica, normalmente levantan la cabeza, lo que también reduce la distorsión.
• Los pasajeros se paran en los escalones de la escalera mecánica, lo que prácticamente elimina la obstrucción del pasajero de delante desde atrás.

Aquellos. Las condiciones para resolver las tareas necesarias de vigilancia televisiva son cada vez mejores. Y el problema de la identificación se puede resolver a un nivel bastante bueno. Con un ángulo de visión horizontal de 1 metro en el plano vertical, la cara (unos 25 cm) ocupará aproximadamente 1/3 de la pantalla, lo que corresponde a 0,75 m. El hecho de que no todo el pasajero quede incluido en el marco no lo es. significativo: dado que la escalera mecánica se está moviendo, se obtendrá consistentemente una imagen de toda la persona. Y si hay muchos pasajeros, entonces ya se cubren la parte inferior del cuerpo y esa pregunta no surgirá.

CONTROL DEL ÁREA A LO LARGO DEL EDIFICIO

Fig. 14 Orientación incorrecta del TC para controlar la zona a lo largo del edificio

Veamos otro de los errores típicos a la hora de instalar cámaras de televisión. La Figura 13 muestra un ejemplo de este tipo, que, lamentablemente, ocurre con bastante frecuencia en la práctica. Se ve claramente que la cámara está dirigida casi paralela a la pared del edificio y a la superficie de la tierra. Evaluemos a qué conduce esto. Las Figuras 14, a y 14, b muestran las áreas de visualización en los planos vertical y horizontal, respectivamente. Las áreas sombreadas corresponden a partes no informativas de la imagen (Fig. 14, c) del área controlada en la pantalla del monitor. Es obvio que aproximadamente la mitad del lado derecho de la imagen está ocupada por la pared del edificio (lo cual claramente no es muy informativo). Y del resto de la imagen, aproximadamente la mitad también consta del cielo y el área cercana al horizonte. Suponemos, por supuesto, que los instaladores no tenían la tarea de monitorear el espacio aéreo y el estado del muro.

Fig. 15 Orientación del TC para monitorear la zona a lo largo de la pared del edificio

Fig. 16 Imagen en la pantalla

Aquellos. Casi 3/4 de toda la imagen no contiene información útil. Y esto significa que simplemente con una orientación correcta se pueden aumentar los recursos del sistema aproximadamente 4 veces sin ningún coste adicional de material. La Figura 15 muestra la orientación correcta de la cámara de televisión en horizontal (Fig. 15, a) y vertical (Fig. 15). , b) planos, lo que permite reducir áreas no informativas de la imagen Evidentemente, en este caso hay un aumento significativo en el área de visualización efectiva y la parte informativa de la imagen ocupará la mayor parte de la pantalla (Fig. 16, a). También en esta situación, puede resultar útil reducir el ángulo de visión. Luego, con la misma parte informativa del área de visualización en la pantalla que en el caso original, la resolución será mayor (Fig. 16, b).

   Fig. 17 Instalación de TC para control televisivo del pasillo

Situaciones similares ocurren a menudo con las cámaras de vigilancia, cuando una parte importante de la «hermosa» imagen del área monitoreada está ocupada por el cielo y el área cerca del horizonte con detalles casi indistinguibles y generalmente innecesarios. Al mismo tiempo, la orientación correcta de la cámara de televisión, lograda simplemente aumentando el ángulo de inclinación, permitirá aumentar el tamaño de la zona de monitoreo de televisión con absolutamente los mismos recursos y costos del sistema.

Así, las discusiones y ejemplos anteriores muestran la importancia de una tarea aparentemente tan simple como la orientación correcta de la cámara, que permite un uso más completo y eficiente de los recursos del equipo del sistema.

CONTROL DE UNA ZONA EXTENDIDA ESTRECHA

Una de las tareas típicas es la vigilancia por vídeo de un corredor o una franja estrecha de territorio, por ejemplo, un perímetro. La Figura 17 muestra un ejemplo de este tipo, que ocurre con bastante frecuencia en la práctica. Supongamos que es necesario realizar un seguimiento por vídeo del corredor desde el tramo en el punto A (desde el comienzo del área de visualización requerida) hasta su final. Obviamente, la cámara de televisión debe colocarse de tal manera que la «zona muerta» inferior no termine más allá del punto A (Fig. 17, b). A menudo, los diseñadores creen intuitivamente que cuanto más cerca esté la cámara del comienzo del campo de visión requerido, mejor será la calidad de la imagen. Pero eso no es cierto. Consideremos y comparemos dos opciones para la ubicación del TC: más cerca del comienzo del área de visualización y más lejos de él. Obviamente, la comparación debe hacerse con el mismo tamaño del área de visualización WH (en nuestro ejemplo corresponde al ancho del corredor).

Fig. 18 Imagen en la pantalla del monitor para diferentes posiciones del TC

La Figura 18, a muestra la imagen del pasillo controlado en la pantalla de la cámara de televisión TK1. El ancho del área de visualización en el punto A es igual al ancho del corredor WH. Al final del corredor está WK1. Con esta posición de la cámara, la imagen de las paredes sombreadas en la figura ocupa una parte importante de la imagen general, es decir el contenido de información es bastante bajo Al colocar la cámara de televisión en la posición correspondiente a TK2, es necesario ajustar la distancia focal para que el tamaño del área de visualización en el punto A sea también igual al ancho del pasillo WH. Entonces la resolución en este punto será igual para ambas cámaras. Al final del pasillo, la anchura de la zona de visión WC2 de la segunda cámara de televisión será menor que en el caso anterior. Es decir, WK1> Semana 2. En consecuencia, la resolución del objeto de campo lejano será mejor que en el primer caso. Además, al reducir el ángulo de visión, se obtendrá una porción más pequeña de la imagen correspondiente a las paredes de la pantalla. Es decir, hay poca información de su parte. Y, en consecuencia, a un aumento en el contenido de información global de la imagen formada por TK2 en comparación con TK1. La proporción de las imágenes de las figuras ubicadas al principio y al final del área de visualización ilustra aún más lo dicho. Está claro que los problemas de la vida real son muy diversos y el razonamiento anterior no siempre será aplicable. Y será necesario tener en cuenta otros factores y limitaciones. Por ejemplo, para retirar una cámara de televisión del objeto de observación, se necesitará una lente con una distancia focal mayor y se impondrán requisitos más estrictos al montaje de la cámara. La presencia de dispositivos iluminadores de infrarrojos en la cámara también puede tener un efecto. La elección de la posición del TC puede verse influenciada por la profundidad de campo requerida y mucho más. Este artículo no consideró cuestiones como la calidad de la imagen grabada (principalmente la resolución) y la velocidad de grabación. Y, lamentablemente, los ejemplos de los reportajes televisivos demuestran constantemente errores importantes también en la elección de estos parámetros. Las imágenes turbias indican una mala calidad del equipo, principalmente cámaras y lentes de televisión, o una elección incorrecta de los parámetros de compresión (por ejemplo, grabación en formato CIF). o con una relación de compresión excesiva) o la velocidad de grabación es demasiado baja. Así, en la grabación de vídeo [2] de la golpiza a un maestro en San Petersburgo (Fig. 18), claramente no hay ningún momento en el que se haya dado el golpe: está el cuadro inicial, y en el siguiente cuadro la víctima es inclinarse bruscamente hacia atrás y los movimientos finales de la mano del atacante. Pero el impacto en sí no fue registrado. Esto significa que la velocidad de grabación se elige demasiado baja. Por lo tanto, teniendo en cuenta lo anterior, podemos hablar de la necesidad de profesionalismo y una actitud seria ante todas las “pequeñas cosas” en los sistemas de seguridad en general y en los sistemas de vigilancia televisiva en particular. . Y esto se aplica tanto a los diseñadores e instaladores como a los clientes que aceptan el sistema y quién lo operará.

V. Volkhonsky, profesor de la Universidad Estatal de Tecnologías de la Información, Mecánica y Óptica de San Petersburgo, jefe de sistemas de seguridad de Honeywell CJSC

Sensores de alarma de seguridad pasiva por infrarrojos