Camera quan sát - Giới thiệu chung

[binh.nv]

Hệ thống Camera - Giới thiệu


Camera là một giải pháp giám sát từ xa rất tiện lợi. Bạn đi xa, muốn xem nhà cửa, con cái như thế nào. Bạn là ông chủ đi công tác, muốn giám sát nhân viên. Bạn đang ở văn phòng và muốn xem phân xưởng sản xuất ở xa hoạt động ra sao? Với hệ thống camera giám sát, mọi chuyện đều được giải quyết.
Trước đây xây dựng một hệ thống camera rất phức tạp và tốn kém, tuy nhiên hiện nay thì vấn đề này đã trở nên đơn giản.
Ví dụ với IP camera, chỉ cần 1 camera nối mạng và 1 máy tính, thế là bạn đã xem được hình ảnh ở nhà mình hoặc ở Công ty, cách xa hàng ngàn km. Ngoài ra, IP camera không chỉ giữ vai trò giám sát bình thường mà còn là phương tiện để đối thoại trong công việc và sinh hoạt như trao đổi thương mại, giáo dục, giao tiếp, v.v...

Các thành phần chính của một hệ thống camera

Camera - Ống kính : phần thu hình (xem phần chất lượng hình ảnh dưới để biết chi tiết)
Màn hình: xem hình ảnh thu được.
Bộ chia hình/ Bộ chuyển đổi hìnrh ảnh/Multiplexe: chia hình để xem nhiều camera trên màn hình hoặc chuyển đổi xem hình ảnh từ camera này sang camera khác.
Adapter: cấp nguồn cho camera.
Bô ghi hình : ghi vào băng từ (VCR) hoặc ghi vào đĩa (DVR)
Chân đế cố định/quay : Chân đế cố định dùng để đỡ (hoặc treo) camera theo hướng cố định tại vị trí nào đó. Chân đế quay dùng cho phép quay theo chiều nằm ngang (pan), hoặc vừa quay theo chiều nằm ngang vừa quay theo chiều dọc (pan/tilt). Một số loại camera có tích hợp sẵn tính năng Pan/Tilt thì không cần chân đế này.
Hôp bảo vệ camera : bảo vệ camera khỏi tác động bên ngoài hoặc che giấu camera vì lý do an ninh hay thẩm mỹ

Nếu muốn ghi hình vào máy tính thì cần có card xử lý video gắn trên máy tính và sợi cáp nối.

Đối với IP camera thì cần có cáp nối mạng LAN hoạc loại IP Camera không dây thì cần kết nối vào bộ thu tín hiệu không dây (gọi al2 AP - Access Point). Các IP camera này phải đi kèm phần mềm, có thể chạy trên Web (dùng ActiveX Control hoặc Java Applet) hoặc như một ứng dụng application. Khi đó các màn hình chính là màn hình máy tính, multiplexer được tích hợp trong phần mềm và có chức năng ghi hình (recording) vào đĩa cứng.

Một số loại IP camera có tính năng cấp nguồn qua mạng LAN (gọi là Power over Ethernet : PoE). Loại này cần cho phép dùng cáp mạng LAN để kết nối camera vào mạng đồng thời cấp nguồn cho camera mà không cần adapter riêng. Khi đó switch/hub nối mạng cho camera phải có cổng PoE hoặc phải dùng 1 sợi cáp mạng đặc biệt.

Một số loại camera có tích hợp tính năng audio 1 chiều hoặc 2 chiều. Với tính năng này bạn có thể giám sát cả hình ảnh và âm thanh từ xa và khi cần có thể phát âm thanh qua ngõ ra audio của camera (audio 2 chiều)

Một số loại camera khác lại có tính năng phát hiện hình ảnh chuyển động (motion detection). Khi đó nếu có vật chuyển động camera sẽ phát hiện và thực hiện báo động bằng các cách hác nhau như đổ chuông, gọi điện thoại, gửi tin nhắn, gửi e-mail v.v... đến người giám sát.

Ngoài ra cũng có một số loại camera tích hợp các cổng I/O khác, cho phép gắn camera vào các bộ cảm biến khác như khóa cửa, chuông báo động v.v...

Chất lượng hình ảnh

Có rất nhiều thông số kỹ thuật ảnh hưởng đến chất lượng quan sát của 1 camera, ở đây chúng ta sẽ đề cập đến những thông số đặc trưng nhất mà thôi.

Các thông số chính bao gồm:

* Độ phân giải (Resolution)
* Lọai cảm biến hình ảnh (Image sensor)
* Ống kính (Lens)
* Độ nhạy sáng (IR)

a. Đô phân giải: là mức độ sắc nét của hình ảnh. Người ta thường căn cứ theo giá trị “ TV lines”. Tần số dòng quét ngang trong 1 đơn vị thời gian (TV line) càng cao, hình ảnh càng sắc nét và rõ ràng -> càng đẹp - > Càng đắt tiền.

Thông thường nhất, trên thị trường, chúng ta thấy có những lọai sau: 350 TVL; 380 TVL, 420 TVL, 480 TVL, 520 TVL, 580 TVL, 600 TVL…
Trong đó:
* Cho nhu cầu quan sát thông thường thì từ 380~480 TVL là đạt yêu cầu.
* Trên 480 TVL, chỉ phục vụ cho những nhu cầu đặc biệt vì giá thành cao hơn nhiều.
* 350 & 380 TVL phục vụ cho những nhu cầu quan sát giản đơn “ thấy là được”

b. Lọai cảm biến hình ảnh (Image Sensor)

Cảm biến hình ảnh là bộ phận đầu tiên của camera tiếp nhận hình ảnh, các tín hiệu này sau đó trải qua 1 quá trình xử lý do phần mạch điện của camera và cuối cùng xuất ra hình ảnh ở dang analog (tín hiệu tương tự) mà chúng ta thấy được. Sensor ví như đôi mắt của con người, 1 đôi mắt tốt sẽ nhìn thấy những hình ảnh đẹp, trong sáng, rõ ràng. Một đôi mắt xấu sẽ nhìn thấy những hình ảnh lờ mờ, nhòe nhọet…

Trên thị trường hiện tại có nhiều lọai sensor do niều hãng cung cấp khác nhau: Sony, Sharp, LG, Samsung, ... và 1 số sensor thương mại không nổi tiếng khác.

Đối với camera quan sát, thông dụng nhất là 2 lọai Sony & Sharp. Trong đó Sony cho hình ảnh & màu sắc đẹp hơn nên được ưa chuộng hơn -> giá cũng cao hơn.

Về mặt kỹ thuật, các sensor được chế tạo từ 2 công nghệ chính:

* CCD (Charge-Coupled Device)
* CMOS (Complementary metal–oxide–semiconductor)

c. Ống kính:

1. Nếu sensor quyết định việc nhìn thấy hình ảnh đẹp hay xấu thì ống kính lại quyết định việc nhìn thấy xa, gần, rộng, hẹp như thế nào.

Ống kính, bản thân nó là 1 thấu kính. Và tiêu cự của ống kính quyết định việc nhìn thấy xa hay gần của ống kính đó.

Tiêu cự càng lớn, tầm nhìn của camera càng xa.

· Lọai tiêu cự cố định: 2.1mm, 2.8mm, 3.6mm, 4mm, 6mm, 12mm, 16mm, 25mm…

· Lọai tiêu cự thay đổi được (ống kính zoom) : Cho phép điều chỉnh tiêu cự trong 1 khỏang nào đó ( ví dụ từ 3.6~25mm) để quan sát tốt nhất đối tượng.

Khổ hình của hình ảnh quan sát được sẽ tỉ lệ với tiêu cự của ống kính.

Ví dụ: Ta đang quan sát 1 vật có kích thước là X với ống kính 6mm. Nếu vẫn giữ nguyên cự ly quan sát đó nhưng thay bằng ống kính 12mm, thì kích thước của đối tượng bây giờ sẽ là 2X. thay bằng ống kính 24mm thì kích thước nhìn thấy sẽ là 4X.. v.v…

Đây cũng chính là nguyên tắc của ống kính ZOOM.

Ốg kính điều khiển hội tụ ánh sáng thu được từ môi trường vào cảm biến hình ảnh CCD, tùy theo khoảng cách, môi trường quan sát mà người ta có những cách chọn ống kính khác nhau

* Đối với CCD = 1/2":
W = 6.4/f x L; H = 4.8/f x L
* Đối với CCD = 1/3":
W = 4.8/f x L; H = 3.6/f x L
* Đối với CCD = 1/4:
W = 3.6/f x L; H = 2.7/f x L

Trong đó

* H: Chiều cao của môi trường (vật thể) quan sát(m)
* W: Chiều rộng của môi trường quan sát(m)
* L: Khoảng cách từ camera đến vật thể(m)
* f: Tiêu cự của ống kính (mm)

Biết được H, W, L chúng ta có thể tính được tiêu cự f của ống kính

2. Góc nhìn (góc mở) của ống kính.

Góc mở càng lớn, tầm quan sát càng rộng.
Tuy nhiên, Góc mở và tiêu cự có quan hệ tỷ lệ nghịch với nhau: tiêu cự càng lớn thì góc mở càng nhỏ.


Để chọn lựa một camera phù hợp, cần chú ý các thông số cơ bản sau:


1. Camera Indoor, Outdoor.

Indoor: Camera đặt trong nhà.

Outdoor: Camera đặt ngoài trời.

Chú ý rằng, nếu Camera của bạn dự định đặt ngoài trời thì nên chọn Camera Outdoor để đảm bảo chịu đựng được các tác động bên ngoài như độ ẩm, thời tiết, nước, bụi, hay các tác nhân phá hoại khác.

2. IR Camera: Camera hồng ngoại.

Với Camera hồng ngoại, bạn có thể ghi hình vào ban đêm, điều mà các Camera thông thường không thực hiện được. Với những ứng dụng quan sát 24/24, bạn cần chọn Camera có chức năng hồng ngoại. Cũng nên nhớ rằng, trong điều kiện đủ ánh sáng Camera, Camera này hoạt động không khác những Camera bình thường, chỉ khi đêm tối, đèn hồng ngoại được tự động bật, và Camera bắt đầu hoạt động với tính năng hồng ngoại. Có một số khách hàng thắc mắc tại sao Camera khi quay đêm hình ảnh lại chuyển sang đen trắng. Thực ra tất cả các Camera hồng ngoại dù có hiện đại đến đâu thì khi quay đêm hình ảnh cũng chỉ là đen trắng.

Trong bảng thông số, bạn cần quan tâm đến những thông số sau:

IR LED: Số lượng đèn LED hồng ngoại.

VISIBLE DISTANCE AT : Khoảng cách quan sát.

Khi hoạt động ở chế độ hồng ngoại, các đèn LED sẽ tự động bật lên, và đòi hỏi công suất khá lớn, đó là lí do tại sao nguồn cấp cho các Camera hồng ngoại thường là lớn hơn nhiều với các Camera thông thường.

3. Chất lượng hình ảnh.

Chất lượng hình ảnh của một Camera phụ thuộc vào nhiều thông số.

* Image Sensor: Cảm biến hình

Hiện tại, chỉ có 2 hãng sản xuất cảm biến hình trên thế giới là Sony và Sharp. Tuy nhiên cũng có sự khác nhau về chất lượng dẫn đến khác nhau về giá cả. Ngoài thị trường, bạn có thể thấy 2 chiếc Camera giống hệt nhau về kiểu dáng, nhưng giá cả khá chênh lệch nhau. Xin đừng ngạc nhiên, vì thực chất 2 chiếc Camera đó chỉ khác nhau 1 điểm duy nhất là cảm biên hình của hãng nào. Nếu bạn muốn chất lượng hình ảnh tốt, có 1 lời khuyên là nên dùng cảm biến hình của hãng Sony. Kích thước màn hình cảm biến càng lớn thì chất lượng càng tốt. (VD màn hình 1/3 inch Sony CCD sẽ có chất lượng tốt hơn 1/4 inch CCD).

* Resolution: Độ phân giải

Độ phân giải càng lớn thì chất lượng hình ảnh càng nét. Thưòng thì trong các ứng dụng không cần thiết phải quan sát thật rõ nét thì độ phân giải 480 TV Lines là hoàn toàn có thể chấp nhận được.

* CCD Total Pixels: Số điểm ảnh.

Thông số này nói lên trực tiếp chất lượng hình ảnh, càng lớn thì chất lưọng hình ảnh càng tốt, tuy nhiên, chất lượng hình ảnh càng tốt thì cũng đồng nghĩa với dung lưọng ảnh càng lớn, và sẽ tốn bộ nhớ lưu trữ cũng như ảnh hưỏng đến tốc độ đường truyền. Thông thường là với NTSC: 811 (H) x 508 (V), với PAL: 795 (H)x596 (V).

4. Điều kiện hoạt động.

Minimum Illumination: Cường độ ánh sáng nhỏ nhất.

Thường được tính bằng Lux. Thông số này nói lên rằng, Camera chỉ có thể hoạt động ở cường độ ánh sáng lớn hơn cường độ ánh sáng nhỏ nhất. Trong điều kiện quá tối, nếu không phải là Camera có chức năng hồng ngoại thì sẽ không hoạt động được.

Chú ý đến loại Camera có chức năng Auto Iris (Tự động hiệu chỉnh ánh sáng). Đặc điểm của Camera loại này là chỉ với 1 nguồn sáng nhỏ, nó có thể tự động khuyếch đại nguồn sáng đó lên để có thể quan sát được.

Power Supply: Nguồn cung cấp

Hiện nay đa số các Camera đều dùng loại nguồn 12VDC, chỉ một số ít các Camera dùng nguồn khác. Tuy nhiên, bạn không phải lo lắng đên vấn đề nguồn 12VDC, vì phần lớn các Camera đều đi kèm với bộ chuyển đổi nguồn, do đó bạn có thể sử dụng trực tiếp nguồn 220VAC.

Operatinon Temperature: Dải nhiệt độ hoạt động.

Phần lớn các Camera đều cho phép hoạt động trong dải nhiệt độ -10oC – 50 oC, nếu Camera của bạn được sử dụng trong những điều kiện khắc nghiệt như trong công nghiệp, khu vực có nhiệt độ cao thì bạn nên sử dụng các loại Camera chuyên dụng trong công nghiệp.

Operational Humidity: Độ ẩm cho phép.

Thông thường, độ ẩm cho phép là 85% RH (độ ảm tương đối)

5. Góc quan sát.

Trong tài liệu kĩ thuật thường không ghi góc mở, mà ghi thông số d thay cho góc mở. Có thể sử dụng bảng quy đổi sau:

d (góc mở)

2.8mm 105 độ
3.6mm 90 độ
4mm 85 độ
6mm 70 độ
8mm 55 độ

Tuỳ vào ứng dụng của bạn mà nên chọn loại Camera có góc quan sát là bao nhiêu độ. Nếu bạn cần quan sát rộng, có thể chọn loại Camera có góc mở lớn (thường là 90o). Còn nếu chỉ muốn quan sát trong một phạm vi rất hẹp thì cũng sẽ có những loại Camera phù hợp dành cho 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.

6. Các thông số khác.

Những thông số trên cũng chỉ phản ánh được phần nào chất lượng của một chiếc Camera. Nhưng cũng xin nhắc với các bạn rằng một chiếc Camera tốt không có nghĩa là cả hệ thống của bạn cũng sẽ tốt. Vì hệ thống không đơn thuần chỉ là Camera.


(Tổng hợp từ Internet và http://www.goldpc.vn/chi-tiet-giai-phap/...52.goldpc)

[Mr.Phan]

(03/09/2009 12:04 AM)binh.nv Viết:  Những thông số trên cũng chỉ phản ánh được phần nào chất lượng của một chiếc Camera. Nhưng cũng xin nhắc với các bạn rằng một chiếc Camera tốt không có nghĩa là cả hệ thống của bạn cũng sẽ tốt. Vì hệ thống không đơn thuần chỉ là Camera.

Một hệ thống quan sát tốt phải có:
Camera tốt
Đường truyền Internet good
Máy tinh siêu "bự"
Và đừng bao giờ để bị ... cúp điện

[www.rongvanggroup.vn]

Đây xây dựng được hệ thống camera quan sát tốt. Bạn cần phải có rất nhiều kinh nghiệm, đặc biệt là các giải pháp. Mỗi hạng mục, nó cần những giải pháp khác nhau, nếu ko có giải pháp tối ưu. Hệ thống camera của các bạn sẽ rất tốn kém, mà lại không phát huy được hết hiệu quả của nó.

Các bạn có nhu cầu có thể thể liên hệ với công ty Rồng Vàng - Chuyên tư vấn, cung cấp, lắp đặt hệ thống camera quan sát, camera ip. Để nhận được sự hỗ trợ tốt nhất. Cảm ơn các bạn rất nhiều !

www.rongvanggroup.vn