Средства видеонаблюдения с близкого расстояния
В последнее время для видеонаблюдения с близкого расстояния широкое распространение получили видеокамеры, обеспечивающие возможность документирования наблюдений в динамике с фиксацией на изображении времени и даты наблюдения.
Видеокамера состоит из нескольких функциональных узлов, определяющих ее характеристики и, следовательно, возможность применения в тех или иных условиях.
Объектив является неотъемлемой частью телевизионной камеры и формирует все геометрические размеры изображения на приемнике оптического излучения (ПОИ). Используются следующие типы объективов:
• с фиксированным фокусным расстоянием и постоянным относительным отверстием;
• фиксированным фокусным расстоянием и переменным (изменяется вручную) относительным отверстием;
• переменным фокусным расстоянием (изменяется вручную) и переменным относительным отверстием (изменяется вручную);
• фиксированным фокусным расстоянием, фиксированным относительным отверстием и автоматической регулировкой освещенности (автодиафрагмой);
• переменным фокусным расстоянием (изменяется автоматически, постоянным относительным отверстием и автоматической регулировкой освещенности (автодиафрагмой).
Существует самостоятельный класс объективов, применяемых для скрытой съемки, так называемыепинхоул-объективы (pin-hole). Пинхоулы бывают двух типов - "игольное ушко" и "вынесенный зрачок" [4].
Объектив и приемник излучения, как правило, конструктивно объединяются в одно устройство, но иногда для целей наблюдения требуется их разнесение. В этом случае они соединяются между собой волоконно-оптическим кабелем (световодом), примером такого устройства служит эндоскоп, используемый для наблюдения в закрытых объемах и закрытых помещениях.
Одна из основных характеристик объектива - угол зрения. Он зависит от фокусного расстояния объектива и диагонали ПОИ. В системах ближнего наблюдения используются объективы с углом зрения от нескольких десятков до ста восьмидесяти градусов.
В телевизионных камерах в качестве приемников оптического излучения используются различные типы ЭЛТ и плоские матричные элементы на базе приборов с зарядовой связью (ПЗС).
Для видеонаблюдения в различных условиях освещения разработаны несколько типов ЭЛТ: "Видикон" (применяется при достаточном освещении), "Сатикон" (применяется при среднем освещении), "Ньювикон" (применяется при слабом освещении) и т.д.
Современные телевизионные камеры с приемником излучения в виде ЭЛТ гарантируют контрастное и детальное изображение при минимальном освещении 0,2...0,5 лк. При этом разрешающая способность составляет 450...650 линий [4].
Система автоматической регулировки уровня (АРУ) выполняет следующие функции: управление электронным затвором; управление амплитудой выходного сигнала; управление уровнем черного (контрастирование). Существует зависимость между минимальной чувствительностью камеры и коэффициентом АРУ. Максимальная чувствительность рассчитывается относительно минимальной через этот коэффициент. АРУ показывает динамический диапазон камеры. Например, ТВ-камера МТС 4С02 имеет коэффициент АРУ, равный 48 дБ, и при минимальной освещенности 0,2 лк максимальная освещенность равна 90 000 лк [24].
Блок АРУ, как правило, имеет выход для подключения объектива с автоматической (электронной) диафрагмой, регулирующей уровень освещенности в фокальной плоскости. При подключении такого объектива блок АРУ автоматически (либо принудительно) отключается.
Выходной видеоусилитель имеет линейный коэффициент усиления и формирует стандартный выходной сигнал.
Однако наиболее широкое применение в системах скрытого наблюдения получили телевизионные камеры с ПОИ на основе матриц ПЗС. Телевизионные камеры с ПОИ на основе матриц ПЗС имеют достоинства, к основным из которых можно отнести: экономичность при потреблении электроэнергии (потребляемый ток 90... 200 мА при напряжении питания 12 В), малые размеры и вес, способность работать не только в видимом, но и ближнем инфракрасном диапазонах длин волн, способность получать цветные изображения с хорошим разрешением при низком уровне освещенности (рис. 5.8 и 5.9).
Например, черно-белая видеокамера с объективом WAT-906 имеет размеры 50х50х32 мм и вес 70 г и способна работать при освещенности 0,1 лк с разрешением 380 линий [14].
Камера WAT-660 меньше спичечного коробка имеет объектив Pin-hole с диаметром входного зрачка от 0,9 до 2 мм и может легко устанавливаться в косяк двери или за обои. Причем заметить такое отверстие практически невозможно [24].
Высокочувствительная камера WAT-902 А имеет объектив с автоматической диафрагмой, позволяющий изменять кратность увеличения от 6 до 20 раз, и способна работать даже при свете звезд.
Цветная камера VPC-715 (PAL) имеет размеры 42*84*30 мм, вес 30 г, разрешение не хуже 330 линий и чувствительность 2,5 лк [24].
Видеоизображения с телевизионных камер или непосредственно записываются на видеомагнитофон, или передаются по радиоканалу с использованием специальных видеопередатчиков. С целью сокращения полосы частот передаваемого сигнала, обычно применяют амплитудную модуляцию несущей частоты передатчика видеосигналом с передачей только одной боковой полосы (однополосная модуляция).
Если требуется передавать не только видеоизображение, но и звук, то совместно с видеокамерой устанавливается микрофон, соединенный с видеопередатчиком. Для передачи звукового сопровождения, как правило, используется частотная модуляция. Передатчики видеоизображения или выполняются в виде отдельного блока (рис. 5.10), при этом они имеют небольшие размеры и вес, или конструк-
Рис. 5.8. Портативная телевизионная CCD камера РК- 5105
Рис. 5.9. Система скрытого видеонаблюдения РК - 6635 (а) и портативный телевизионный приемник РК -6625 (б)
Рис. 5.10. Портативные телевизионные передатчики: а) РК-1905; б) РК-1910
Рис. 5.11. Портативные телевизионные приемники: а) РК-1930; б) РК-1935
Рис. 5.12. Портативный телевизионный передатчик WAT-510, конструкционно объединенный с телевизионной камерой, (а) и портативный специальный магнитофон Sony GV-S50 (б)
ционно объединяются с телевизионными камерами (рис. 5.12, а). Например, видеопередатчик РК-1910, выполненный в виде отдельного модуля, имеет размеры 125*65*28 мм и вес 280 г [58], а передатчик WAT-510 конструкционно объединенный с видеокамерой, весит 200 г при размерах 38*45*59 мм (без антенны) [30].
Видеопередатчики работают в диапазоне частот от 60 МГц до 2,3 ГГц и даже выше. Их мощность может составлять от 40 мВт до 50 Вт, при этом обеспечивается дальность передачи от нескольких десятков метров до 20 км. Например, миниатюрный передатчик РК 5115 при мощности 1,5 Вт на частоте 236 МГц обеспечивает передачу видеосигнала на расстояние до 400 м [58]. Если требуется увеличить дальность передачи, используются специальные видеоретрансляторы. Например, видеоретранслятор РК 5120 при мощности 15 Вт обеспечивает передачу телевизионного сигнала на расстояния до 10 км [58]. Видеопередатчики и видеоретрансляторы могут оснащаться системами дистанционного управления по радиоканалу.
Для приема телевизионных сигналов используютсяспециальные телевизионные приемники (рис. 5.11). Например, аудио- и видеоприемник РК-625 обеспечивает прием аудио и видеосигналов в диапазоне от 60 МГц до 1,2 ГГц, а видеоприемник RX 100 - в диапазоне от 1,2 до 2,3 ГГц. Видеоприемники так же, как и сканерные приемники аудиосигналов, имеют встроенные микропроцессоры, позволяющие автоматизировать ряд операций по поиску и приему сигналов. Например, видеоприемник РК-6625 имеет 100 программируемых каналов памяти, 24-часовой таймер, ручной и автоматический режимы поиска видеосигналов [58].
Наблюдение принимаемых видеосигналов осуществляется или непосредственно на экранах встроенных в приемники мониторов, или на экранах специальных видеомагнитофонов. Например, портативный специальный видеомагнитофон SONY GV-S50 (размеры 72*3 9*141 мм, вес 330 г) с цветным жидкокристаллическим дисплеем позволяет одновременно наблюдать принимаемый видеосигнал и осуществлять его запись на пленке стандарта VIDEO 8 (рис. 5.12, б) [27].
В целях обеспечения скрытности наблюдения (рис. 5.13 ... 5.17) видеокамеры вместе с передатчиком могут маскироваться под предметы повседневного обихода, например, книгу, папку-скоросшиватель, огнетушитель и т.п. Они могут быть установлены в радио и электроаппаратуру, бытовую технику. Часто используются видео-
Рис. 5.13. Микровидеоакамеры, встроенные в картине (а) и в скоросшивателе (б)
Рис. 5.14. Микровидеоакамеры, встроенные в бамбуковом стержне (а) и в сумке (б)
Рис. 5.15. Микровидеокамера в кармане пиджака (а), поясная видеокамера с дистанционным управлением РК- 5110 (б) и поясная видеокамера с портативным видеомагнитофоном РК -6220 (в)
Рис. 5.16. Микровидеоакамеры, установленные в автомобильных антеннах: а) РК- 1780-S; б) CVS - ЗОЮ
Рис. 5.17. Система скрытого видеонаблюдения РК- 1780-S, установленная в антенне автомобиля: а) внешний вид автомобиля с антенной; б) видеоизображение, получаемое видеокамерой
камеры, встроенные в раму картины, настенные часы.
Миниатюрные камеры можно скрытно установить практически в любом месте, например в бамбуковом стержне, воткнутом в цветочный горшок и используемом для подвязки комнатного растения (видеомагнитофон или видеопередатчик устанавливается непосредственно в цветочном горшке), или в машинной антенне (объектив камеры диаметром 5 мм, установленный сбоку антенны, обеспечивает обзор 70 град), которая ничем не отличается от обычной, ее даже можно вращать.
Видеокамеры и микрофоны также могут быть скрыты в одежде или личных вещах агента. Наиболее часто их устанавливают в дипломатах или сумках, где также размещаются видеомагнитофоны и передатчики. Широко используются мини-видеокамеры, маскируемые под различные детали одежды, например галстук или зажим галстука, поясную пряжку или очки. При этом видеопередатчик, как правило, крепится на поясном ремне [58]. Такие системы могут управляться дистанционно. Например, система 2102 включается с минипередатчика- брелка с расстояния 50 м.
Питание видеокамер и передатчиков может осуществляться либо от встроенных аккумуляторов, при этом время работы, как правило, не превышает несколько часов, либо от электросети 220 В, при этом время их работы практически не ограничено.
Типовой комплект портативной системы видеонаблюдения включает [30]: моноблок SONY-GV-S-50 (малогабаритный видеомагнитофон формата записи VIDEO 8; TV приемник с экраном, размером по диагонали 10 см); тюнер-конвертор в одном корпусе с блоком питания, включающим в себя аккумулятор, адаптер для питания от сети 220 В, шнур для подключения к бортовой сети автомобиля 12В (подключается к гнезду прикуривателя); зарядное устройство к аккумулятору; выносную антенну; выносные мини-видеокамеру и микрофон; блок передатчика с антенной, соединительные шнуры.
Тактика применения портативных систем видеонаблюдения такая же, как и акустических закладок, и во многом зависит от возможности доступа в контролируемое помещение.
Наиболее благоприятный период для установки скрытых систем видео-наблюдения - это строительство или реконструкция объекта. В этот период на объекте работает большое количество различных специалистов и, если их деятельность не контролируется, возможна установка систем видеонаблюдения практически в любом месте помещения (в стене, потолке, дверном проеме и т.п.) Системы могут быть очень хорошо замаскированы и подключены к электросети 220 В, что обеспечивает практически неограниченное время их работы. Как правило, такие системы оборудуются устройствами дистанционного управления.
Видеосистемы могут быть установлены в мебели, предметах интерьера, рамах картин, настенных или настольных часах и т.п. Учитывая сравнительно большие размеры систем скрытого видеонаблюдения (по сравнению с акустическими закладками), их установка в указанные предметы осуществляется заранее, т.е. до установки в контролируемое помещение. Такие системы, как правило, имеют аккумуляторные источники питания, требующие их периодической замены, а для этого необходим периодически доступ в помещение.
Системы видеонаблюдения также могут быть установлены в импортную и отечественную аппаратуру в период ее ремонта или гарантированного обслуживания.
Система видеонаблюдения может быть установлена в стенке дипломата или одежде посетителя, например прибывшего на беседу.
Если доступ в помещение контролируется, но имеется возможность его посещения техническим персоналом (электрики, уборщицы и т.п.), не исключена установка видеосистем, закамуфлированных под находящиеся в помещении предметы, например книгу или настольные часы. Конечно, такие системы имеют непродолжительное время работы и устанавливаются, как правило, для видеозаписи отдельных мероприятий (например, совещания.)
Система видеонаблюдения может быть замаскирована в одежде у одного из присутствующих на закрытом совещании.
Если доступ в помещение контролируется, но возможен доступ в соседнее помещение, для видеонаблюдения могут использоваться эндоскопы с диаметром зонда порядка 2...6 мм и длиной световода более 2 м. Имеется возможность дистанционного управления поворотом объектива. Видеонаблюдение осуществляется через различные проемы и отверстия ограждающих помещение конструкций (открытые окна, форточки, подвесные потолки, замочные скважины, вентиляционные шахты и т.п.), а также через специально просверленные для этой цели отверстия в стенах.
Гораздо легче организовать видеонаблюдение на открытойместности. Система скрытого видеонаблюдения может быть замаскирована в кронах деревьев, скамейках, урнах и любых других предметах, а также в расположенных рядом автомобилях (например, в боковом зеркале или автомобильной антенне). Если не удается установить скрытую систему видеонаблюдения на требуемом расстоянии, используются системы дальнего наблюдения.