Hệ thống camera quan sát và thiết kế mô hình camera giám sát cho tòa nhà ao trường đại học vinh

Những hiểu biết về hệ thống camera quan sát như là các thành phần cơ bản của hệ thống, những lỗi cơ bản và cách khắc phục khi lắp đặt và sử dụng hệ thống.. Vì vậy, để giúp giảm thiểu nhữ

621.38 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

Giảng viên hướng dẫn: PGS TS LƯU TIẾN HƯNG Sinh viên thực hiện : LÊ QUANG KHIÊM

Lớp : 51K2 - ĐTVT

Mã số sinh viên : 1051080529

NGHỆ AN, 01/2015

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

Mở đầu ii

Tóm tắt đồ án iii

Bảng biểu iv

Danh mục các bảng biểu v

Danh mục các hình vẽ vi

Danh mục các từ viết tắt ix

Chương 1 Tổng quan về camera quan sát 1

1.1 Khái niệm camera quan sát 1

1.2 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của camera quan sát 1

1.3 Phân loại camera quan sát 2

1.4 Lựa chọn camera 8

1.5 Hệ Thống Camera giám sát an ninh 14

1.6 Hệ thống lưu trữ hình ảnh 20

1.7 Sự cố thường gặp trong lắp đặt camera và cách khắc phục 26

1.8 Kết luận chương 30

Chương 2 Camera giao thức Internet - IP 31

2.1 Giới thiệu về camera IP 31

2.2 Nguyên lí hoạt động của camera IP 32

2.3 Chức năng cơ bản của hệ thống Camera IP 33

2.4 Những ưu, nhược điểm của Camera IP 36

2.5 Cài đặt Camera IP lên mạng 38

2.6 Các mô hình ứng dụng Camera IP 53

2.7 Kết luận chương 65

Chương 3 Thiết kế mô hình “Camera IP Giám sát tòa nhà A0 Trường Đại học Vinh” 66

3.1 Mục đích, yêu cầu 66

3.2 Cơ sở thiết kế 66

3.3 Phương án lựa chọn hệ thống camera giám sát 68

3.4 Phương án thiết kế và lựa chọn thiết bị 72

3.5 Kết luận chương 82

Kết luận 83

Tài liệu tham khảo 84

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, em

đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ của thầy cô, các anh chị và các bạn Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới:

Ban giám hiệu Trường Đại học Vinh, khoa Điện tử Viễn Thông và các Thầy, Cô đã giảng dạy và đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Đặc biệt, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Lưu Tiến Hưng đã hết lòng giúp đỡ, dạy báo, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp Cuối cùng, là lời cảm ơn chân thành đến nhưng người thân và toàn thể bạn bè đã giúp đỡ, động viên em trong suốt thời gian học tập và thực hiện

Sinh viên thực hiện

Lê Quang Khiêm

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Trong đồ án này chúng tôi trình bày những kiến thức cơ bản về camera quan sát như là cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách phân loại và cách lựa chọn camera quan sát Những hiểu biết về hệ thống camera quan sát như là các thành phần cơ bản của hệ thống, những lỗi cơ bản và cách khắc phục khi lắp đặt và sử dụng hệ thống Sau đó đi sâu vào tìm hiểu hệ thống camera giao thức internet, phân tích ưu, nhược điểm và các mô hình ứng dụng camera giao thức intenet hiện nay Cuối cùng, chúng tôi đưa ra một giải pháp thiết kế mô hình camera giám sát an ninh cho tòa nhà Ao, Trường Đại học Vinh sử dụng camera IP

ABSTRACT

In this thesis we present the basic knowledge of CCTV as the structure, operation principle, classification and selection of CCTV The understanding of the CCTV system as the basic components of the system, the basic error and how to fix it when installing and using the system Understanding of the internet protocol (IP) camera system, analyzes the advantages, disadvantages and the application model camera IP are also presented in this thesis Finally, we propose a design solution for security surveillance system using camera IP for Ao building of Vinh University

MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển của xã hội và nền kinh tế ngày càng được những bước tiến rõ rệt thì những tệ nạn xã hội cũng tăng theo bước phát triển đó Đặc biệt trong những năm gần đây tình hình trộm cắp, cướp giật cũng ngày càng có xu hướng gia tăng Do đó chúng ta khó có thể kiểm soát hết được những tệ nạn đó Vì vậy, để giúp giảm thiểu những điều này thì hệ thống camera quan sát đã ra đời và ngày càng cải thiện tốt hơn với chất lượng ngày càng được khẳng định đã phần nào hỗ trợ cũng như kiềm hãm bớt các tệ nạn xã hội, đặc biệt là tệ nạn trộm cắp, cướp giật

Hệ thống camera quan sát đang là giải pháp phổ biến và được xem như là một công cụ an ninh chủ đạo trong việc phòng chống tội phạm, giám sát dây truyền sản xuất, giám sát nhà xưởng, nhà trường, nơi làm việc

Camera đáp ứng nhu cầu đa dạng về một hệ thống camera quan sát có kỹ

thuật cao cho một thế giới có tốc độ phát triển nhanh chóng như ngày nay Với những lợi ích như bảo vệ tài sản, bảo vệ tính mạng, hạn chế rủi ro, kiểm soát nhân viên, tăng hiệu suất lao động thì hiện nay nhu cầu lắp đặt

hệ thống camera giám sát tại các cơ quan, nhà máy, trường học, bệnh viện, nhà riêng đang rất lớn Hiện nay, với sự phát triển của internet, việc truyền dữ liệu thông tin không còn là vấn đề khoảng cách Do đó các thiết

bị kết nối và sử dụng internet làm môi trường truyền dẫn đã và đang và phát triển mạnh mẽ Camera giao thức internet – IP là thiết bị quan sát, giám sát sử dụng công nghệ truyền dữ liệu qua internet Camera IP được ứng dụng khá rộng rãi trong thực tế Một trong những ứng dụng của IP camera khá phổ biến trong những năm gần đây là dùng trong an ninh, giám sát Vì vậy chúng tôi đã lựa chọn đồ án tốt nghiệp với đề tài “Hệ thống

camera quan sát và thiết kế mô hình camera giám sát cho tòa nhà Ao Trường Đại học Vinh”

Đề tài của chúng tôi hướng tới các mục đích sau:

- Một là tìm hiểu một cách tổng quan về camera quan sát cũng như hệ

thống camera quan sát

- Hai là tìm hiểu về camera IP, hệ thống camera IP, ưu và nhược điểm

của hệ thống

- Và cuối cùng từ những hiểu biết trên chúng ta tiến hành thiết kế mô

hình Camera IP giám sát cho dãy nhà A0 của trường Đại Học Vinh

Để thực hiện đề tài chúng tôi sẽ thực hiện những nhiệm vụ chính sau: Tìm hiều về camera quan sát, các thành phần của hệ thống camera quan sát

và các hệ thống camera được sử dụng phổ biến hiện nay Sau đó đi vào tìm hiểu hệ thống camera IP, ưu và nhược điểm, so sánh với hệ thống camera analog truyền thống Thiết kế mô hình camera IP giám sát cho dãy nhà Ao, trường Đại học Vinh

Đề tài được thực hiện bằng các phương pháp: Tìm hiểu qua sách, trang mạng internet, diễn đàn Đi tới các cửa hàng kinh doanh camera quan sát để tìm hiểu các loại camera đang được sử dụng hiện nay

Cấu trúc của đồ án, ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục bảng biểu, tài liệu tham khảo, nội dung của đồ án được trình bày trong 3 chương: Chương 1 Tổng quan về hệ thống camera quan sát

Chương này trình bày các kiến thức về camera quan sát, các cách phân loại camera, tổng quan về hệ thống camera quan sát và một số sự cố thường gặp khi lắp đặt camera quan sát

Chương 2 Camera giao thức internet - IP

Chương này trình bày các tổng quan về hệ thống camera IP, các chức năng cơ bản cũng như ưu và nhược điểm của hệ thống, cũng như cách sử dụng camera IP

Chương 3 Thiết kế mô hình Camera giám sát cho tòa nhà Ao trường đại học Vinh

Dựa trên cơ sở vật chất và kiến trúc thực tế của tòa nhà A0, phân tích, tính toán, thiết kế hệ thống camera giám sát cho tòa nhà A0 đảm bảo đúng mục đích yêu cầu đặt ra

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Giá trị cường độ ánh sáng nhỏ nhất 22

Bảng 1.2 Bảng quy đổi ống kính để xác định góc nhìn của Camera 23

Bảng 2.1 Màn hình hiển thị 45

Bảng 2.2 Thiết bị cho hệ thống bãi giữ xe thông minh 70

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Cấu tạo camera quan sát 1

Hình 1.2 camera quan sát áp trần (Dome) 5

Hình 1.3 Camera quan sát bí mật 6

Hình 1.4 Camera quan sát hình hộp 6

Hình 1.5 Camera quan sát hồng ngoại 7

Hình 1.6 Camera quan sát PTZ 8

Hình 1.7 Góc quan sát của camera 12

Hình 1.8 Ki nguyên của hệ thống camera giám sát 14

Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống giám sát camera cơ bản 16

Hình 1.10 Các loại camera thường dùng 17

Hình 1.11 Thiết bị điều khiển camera 18

Hình 1.12 Thiết bị lưu trữ hình ảnh 18

Hình 1.13 Các thiết bị lưu trữ hình ảnh 19

Hình 1.14 Các thiết bị lưu trữ hình ảnh 24

Hình 2.1 Camera giao thức internet 30

Hình 2.2 Hệ thống tên miền DDNS 37

Hình 2.3 Trang chủ www.no-ip.com 37

Hình 2.4 Đăng kí tài khoản mới 38

Hình 2.5 Đăng kí tài khoản mới 38

Hình 2.6 Xác nhận đăng kí trên mail 39

Hình 2.7 Tạo một hots mới 39

Hình 2.8 Hoàn tất việc đăng kí 40

Hình 2.9 Thông số cần biết trên camera 41

Hình 2.10 Giao diện chính modem router Zyxel 42

Hình 2.11.Mở port trên modem router zyxel 42

Hình 2.12 Mở port trên modem router zyxel 43

Hình 2.13 Mở port trên modem Router SIEMENS, TCL, TP-Link 43

Hình 2.14 Mở port trên modem Router Draytek 44

Hình 2.15 Giao diện chính của chương trình 45

Hình 2.16 Vùng chức năng 45

Hình 2.17 Khu vực chung 46

Hình 2.18 Biểu tượng Configuratons 46

Hình 2.19 Thêm một camera mới 47

Hình 2.20 Xóa 1 camera 47

Hình 2.21 Thiết lập thông số chung 48

Hình 2.22 Thiết lập hiển thị 49

Hình 2.23 Giao diện mục play back 50

Hình 2.24 Các nút chức năng play back 51

Hình 2.25 Theo dõi trực tiếp không cần ghi hình 53

Hình 2.26 Theo dõi và ghi hình dùng đầu ghi 53

Hình 2.27: Theo dõi và ghi hình dung card DVR 54

Hình 2.28 Theo dõi từ xa qua mạng dùng card DVR 54

Hình 2.29 Theo dõi từ xa qua mạng dùng đầu DVR 55

Hình 2.30 Theo dõi từ xa qua mạng dùng Camera IP 56

Hình 2.31 Hình ảnh xe máy vào ra 56

Hình 2.32 Camera chụp biển số xe 57

Hình 2.33 Hình ảnh xe ra 57

Hình 2.35 Sơ đồ lắp đặt hệ thống camera giao thông 59

Hình 2.36 Khu cao ốc văn phòng 60

Hinh 2.37 Sơ đồ bố trí 61

Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống camera giám sát tòa nhà A0 64

Hình 3.2 Vị trí lắp đặt camera hành lang bên trái 69

Hình 3.3 Vị trí lắp đặt camera hành lang bên phải 70

Hình 3.4 Góc quan sát của camera giám sát hành lang 70

Hình 3.5 Vị trí lắp đặt camera quan sát tại cầu thang giữa tầng 2 tòa nhà Ao 71

Hình 3.6 Vị trí lắp camera tại phòng học 71

Hình 3.7 Camera IP QTC – 905 72

Hình 3.8 Camera IP hồng ngoại QUESTEK QTC-906 73

Hình 3.9 Phần mềm quản lí hình ảnh ST7501 74

Hình 3.10 Thiết bị đầu ghi QUESTEK QTX – 6424D1 75

Hình 3.11 Màn hình hiển thị 76

Hình 3.12 Thiết bị chuyển mạch 77

11

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Thuật ngữ tiếng anh Thuật ngữ

tiếng việt

CCD Charge-Coupled Device Thiết bị điện tích kép

CMOS Complementary metal oxide Chíp cảm biến hình ảnh

(bổ sung oxit kim loại)

RF Radio frequency Tần số vô tuyến (3khz

PTZ Pan – Tilt – Zoom Quay ngang-quay

dọc-phóng to VDC Volts direct Current Nguồn 1chiều

VAC Volts Alternating Current Nguồn xoay chiều

RH Relative Humidity Độ ẩm tương đối

CCTV Closed Circuit Television Hệ thống camera an ninh

VCR Video Cassette Recorder Đầu ghi hình băng

DVR Digital Video Recorder Đầu ghi kĩ thuật số

VGA Video Graphics Array Cạc màn hình

LAN Local Area Network Mạng máy tính cục bộ

WAN wide area network Mang diện rộng

ADSL Asymmetric Digital Subscriber

Line

Đường truyền thuê bao số bất đối xứng

NVR NetworkVideoRecorder Đầu ghi hình nội bộ

NTSC National Television System Com Tiêu chuẩn video quốc tế

ix

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

NGHỆ AN, 01/2015

12

mittee VOM volt-ohm-miliampere Đồng hồ vạn năng

API Application Programming

Interface

Giao diện lập trình ứng dụng

HTTP HyperText Transfer Protocol Giao thức truyền tải siêu

x

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

NGHỆ AN, 01/2015

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CAMERA QUAN SÁT

1.1 Khái niệm camera quan sát

Camera quan sát là một thiết bị ghi hình, có thể ghi lại được những hình ảnh trong một khoảng thời gian nào đó, lưu trữ và sau đó những người giám sát có thể xem lại bất cứ khi nào họ muốn Với chức năng cơ bản là ghi hình Camera được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực giám sát Một hệ thống các Camera đặt tại những vị trí thích hợp sẽ cho phép quan sát, theo dõi toàn bộ ngôi nhà, nhà máy, xí nghiệp hay những nơi muốn quan sát,ngay cả khi không có mặt trực tiếp tại đó [1]

1.2 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của camera quan sát

1.2.1 Sơ đồ khối

Hình 1.1 Cấu tạo Camera quan sát [5]

Hình 1.1 là sơ đồ khối của camera quan sát, nguyên lý hoạt động và chức năng của từng khối sẽ được trình bày ở mục dưới

1.2.2 Nguyên lý hoạt động và chức năng từng khối

a Nguyên lí hoạt động

Hình ảnh được đi qua ống kính camera quan sát và hình thành trên mặt chíp cảm biến bán dẫn ma trận sử dụng CFA (Confirmatory Factor

Analysis) – màng lọc màu (một tập hợp các bộ lọc quang để hình thành tín hiệu màu) cung cấp cho các bộ chuyển đổi analog sang số (AFE) và tín hiệu số hình thành được truyền trực tiếp đến chip Sau đó, tín hiệu đi qua chip, bộ khuếch đại tín hiệu và gửi đến bộ phận hiện thị

b Chức năng các khối

Chức năng của các khối trong camera quan sát là:

- Khối V – driver : Chịu trách nhiệm cho sự hình thành độ sáng và

quét ngang của CCD

- Khối Iris driver: Điều khiển ống kính đồng bộ tín hiệu bên ngoài

- Khối AFE: Chuyển đổi tín hiệu analog sang số

- Khối SMPS (Swiching Mode Power Suppy) – Bộ nguồn chuyển

mạch: Chuyển đổi từ một nguồn cấp khác (thường là điện áp của nguồn xoay chiều AC) sang điện áp nguồn điện một chiều DC

- Khối RS-485 control: Kiểm soát điều khiển bộ vi xử lí như điều

khiển chiếu sáng led hồng ngoại, điều khiển thay thế cho các phím điều khiển

- Khối I/O: Chip I/O giao tiếp vào ra như giao tiếp với bàn điều

khiển xuất tín hiệu điều khiển led, tín hiệu báo động chuyển động

- Khối flash memory: Chứa các phần mềm điều khiển chip, người

dùng có truy nhập qua các phím điều khiển để thay thế một số các thiết lập

- Khối 6db video AMP: khối khuếch đại tín hiệu video

- Khối 8bit digital out: Tín hiệu số đầu ra 8 bit

1.3 Phân loại camera quan sát

1.3.1 Phân loại theo kĩ thuật hình ảnh

Dựa theo kĩ thuật hình ảnh, camera có thể được phân thành các loại như sau [4]:

a Camera analog

Ghi hình băng từ, xử lí tín hiệu analog, xử lí tín hiệu màu vector

màu, loại camera này hiện nay ít dùng

b Camera CCD

CCD là tập hợp những ô điện có thể cảm nhận ánh sáng sau đó chuyển tín hiệu ánh sáng sang tín hiệu số để đưa về các bộ vi xử lí Nguyên tắc của CCD có thể mô tả dưới đây:

- CCD gồm một mạng lưới các điểm bắt sáng được phủ bằng lớp màu ( Đỏ - red, anh lục - green, xanh dương - blue), mỗi điểm ảnh chỉ bắt một màu Do đó, khi chụp (Cửa trập mở), ánh sáng qua ống kính và được lưu lại trên bề mặt chíp cảm biên 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 bô chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, cuối cùng đổ vào độ

xử lí để tái hiện hình ảnh đã chụp Chính quá trình đọc thông tin thực hiện theo từng hàng đã làm cho tốc độ xử lí ảnh chậm rồi thiếu hoặc thừa sáng

- Các thông số kỹ thuật của camera quan sát CCD là đường chéo màn hình cảm biến (tính bằng inch) Kích thước màn hình cảm biến càng lớn thì chất lượng sẽ càng tốt (màn hình 1/3 inch của sony CCD sẽ có chất lượng tốt hơn ¼ inch, vì 1/3 inch > ¼ inch) Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất cảm biến hình ảnh nhưng chỉ có cảm biến của Sony và Sharp hình ảnh đẹp và trung thực Chất lượng của Sharp kém hơn chất lượng của Sony nên giá thành

rẻ hơn

c Camera quan sát CMOS

Camera quan sát CMOS (Complementary metal oxide) có nghĩa là chất bán dẫn có bổ sung oxit kim loại, cạnh mỗi điểm bắt sáng đã có sẵn mạch điện bổ trợ dễ dàng tích hợp ngay quá trình xử lí điểm ảnh Với cấu trúc này, mỗi điểm ảnh ( như phóng to một phần hình ảnh) cho người sử dụng, điều mà chíp cảm biến CCD khó làm được Với khả năng Với khả năng hỗ trợ nhiều như vậy nhưng chip cảm biến Cmos lại tiêu thụ năng lượng ít hơn chíp cảm biến CCD, cộng với nhiều yếu tố khác mà giá thành

sản xuất chíp Cmos lại thấp Hiện nay trên thị trường, dòng máy dùng chip cảm biến Cmos thường là dòng chuyên nghiệp, đa số là ở máy quay video (gần đây cũng đã có máy ảnh bán chuyên nghiệp dùng chip Cmos của canon), nên giá tiền có thể sẽ vượt quá khả năng của người dùng mua máy ảnh phục vụ cho nhu cầu cả cá nhân, gia đình Do vậy, máy ảnh dùng chip CCD vẫn còn chiếm lĩnh thị trường phổ thông trong thời gian trước mắt

1.3.2 Phân loại theo kĩ thuật đường truyền

Theo kĩ thuật đường truyền, camera có thể được phân thành các loại như sau [4]:

a Camera quan sát có dây

Camera quan sát có dây có ưu điểm đó là khả năng an toàn cao, tính bảo mật tốt được sử dụng truyền tín hiệu trên dây cáp đồng trục khoảng 75ohm - 1vpp, dây C5 Đây là giải pháp được đánh giá là an toàn, chúng tôi cũng khuyến khích các bạn nên dùng loại camera quan sát có dây, ngoại trừ những trường hợp đặc biệt khác Chú ý rằng khi truyền với khoảng cách xa thì cần có bộ khuếch đại để tránh việc mất tín hiệu bị suy hao trên đường truyền, dẫn đến chất lượng hình ảnh không tốt

b Camera quan sát không dây

Giống như tên gọi, các camera quan sát này đều không có dây Thực

tế loại camera này cũng không hoàn toàn như vậy Các camera này vẫn cần thiết phải có dây nguồn Các loại Camera quan sát không dây có ưu điểm đó là dễ thi công lắp đặt do không cần đi dây Tuy nhiên Camera quan sát có hệ số an toàn không cao Có một số vấn đề cần quan tâm đối với thiết bị không dây, đó là: tần số bạn sử dụng camera quan sát sử dụng sóng vô tuyến RF để truyền tín hiệu, thường tần số dao động từ 1,2 đến 2,4 Mhz Camera quan sát không dây được sử dụng khi lắp đặt tại các khu vực địa hình phức tạp khó đi dây từ camera quan sát tới thiết bị quan sát,

ví dụ như các ngôi nhà có nhiều tường chắn Đối với khoảng cách xa hàng

ngàn mét chúng ta cần sử dụng những thiết bị đặc biệt hoạt động ở tấn số cao và giá thành khá đắt.Việc sử dụng camera quan sát không dây được đánh giá là không an toàn dễ bị bắt sóng hoặc bị ảnh hưởng nhiễu trước các nguồn sóng khác như điện thoại di dộng và thời tiết

c Camera giao thức internet - IP

Camera giao thức internet (IP camera) được kết nối trực tiếp vào các mạng thông qua swich hoặc router, tín hiệu hình ảnh và điều khiển được truyền qua mạng Tất cả các camera muốn hiển thị hoặc ghi hình đều phải được thông qua phần mềm được cài đặt trên cài đặt trên máy vi tính

Hiện nay hệ thống camera IP có rất nhiều mẫu mã để lựa chọn và giá thành khá cao nên nó chỉ phù hợp với những nơi có khuôn viên nhỏ như nhà riêng hoặc các của hàng nhỏ

1.3.3 Phân loại theo tính năng sử dụng

Theo tính năng sử dụng, camera được phân thành các loại như sau[4]:

a Camera quan sát dạng áp trần

Hình 1.2 Camera quan sát áp trần (dome)

Camera quan sát áp trần hay còn gọi là camera quan sát dạng dome Đây là loại camera quan sát thường được được đặt trong nhà, kiểu dáng hình bán nguyệt rất trang nhã và thường được gắn ốp lên trần nhà Camera này có tính năng bảo mật cao và thẩm mỹ phù hợp để gắn trong các văn

phòng, khách sạn, nhà hàng, quầy tiếp tân

b Camera quan sát bí mật

Hình 1.3 Camera quan sát bí mật

Giống như tên gọi, Camera quan sát này không thể nhận biết được

Nó có rất nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, có thể ngụy trang và tránh bị phát hiện Camera quan sát có thể ngụy trang trong ổ cắm điện, bức tranh hay bình hoa Ngoài ra nó còn có những mẫu mã khác dạng đầu báo khói Có những loại camera quan sát gắn chỉ âm tường hoặc giấu vào vật gì đó chỉ chừa lại một chỗ ống kính bằng đầu que tăm mà thôi

c Camera quan sát hình hộp

Hình 1.4 Camera quan sát hình hộp

Đây là loại camera quan sát truyền thống thường được dùng trong các nhà xưởng, khu vực ngoài trời hoặc có khuôn viên rộng Tùy thuộc vào nhu cầu quan sát của khách hàng mà camera quan sát này có thể thiết

kế để nhìn gần hoặc nhìn xa khi thay đổi ống kính Loại camera quan sát này rất đa dụng nên thường được sử dụng rất nhiều, có thể gắn thêm đế

xoay để camera xoay, cũng có thể gắn thêm hộp bảo vệ để chống mưa nắng, chống phá hoại

d Camera quan sát hồng ngoại

Hình 1.5 Camera quan sát hồng ngoại

Camera quan sát hồng ngoại này có khả năng quan sát ban đêm khi tắt hết đèn ( 0 lux) Khoảng cách quan sát của camera quan sát phụ thuộc vào công suất của đèn hồng ngoại Khoảng cách quan sát trong bóng tối của Camera quan sát hồng ngoại thông thường sẽ quan sát trong phạm vi dao động khoảng 10m đến 300m Trong điều kiện môi trường ánh sáng ban ngày thì camera quan sát hồng ngoại cũng quan sát bình thường như tất cả các loại camera quan sát khác Camera quan sát hồng ngoại có thể quan sát được trong điều kiện tối 100% và hình ảnh sẽ chuyển sang chế độ đen trắng

e Camera quan sát PTZ

Trên hình 1.6 là Camera quan sát PTZ còn gọi là camera quay và phóng to

Hình 1.6 Camera quan sát PTZ

P: Pan – Quay ngang (Trái, phải)

T: Tilt – Quay dọc (Lên/xuống)

Z : Zoom – (Phóng to)

Pan/tilt/Zoom hay những họ tương tự được biết đến với cái tên thương mại là PTZ camera Camera quan sát hỗ trợ khả năng quay 4 chiều, phóng to thu nhỏ hình ảnh Camera quan sát này có thể kết nối và điều khiển thông qua bàn điều khiển chuyên dụng, máy vi tính hoặc đầu ghi hình kĩ thuật số Hơn nữa Camera quan sát có thể được lập trình các vị trí tuần tra để hoạt động, nên nó có thể làm tất cả các công việc cho bạn Camera này phù hợp với những nơi cần độ an ninh cao và phạm vi rộng

1.4 Lựa chọn camera

1.4.1 Camera Indoor, Outdoor

Indoor: Camera đặt trong nhà

Outdoor: Camera đặt ngoài trời

Chú ý rằng, nếu Camera 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

1.4.2 Camera hồng ngoại

Với Camera hồng ngoại, 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, cần chọn Camera có chức năng hồng ngoại Và ta biết 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 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, cần quan tâm đến những thông số sau:

IR LED: Số lượng đèn LED hồng ngoại

Distance observed: 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[5]

1.4.3 Chất lượng hình ảnh

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

ví dụ như là [5]:

a 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, có thể thấy 2 chiếc camera giống hệt nhau về kiểu dáng, nhưng giá cả khá chênh lệch nhau Thực chất 2 chiếc Camera đó chỉ khác nhau 1 điểm duy nhất là cảm biến hình của hãng nào Nếu 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 Tuy nhiên màn hình 1/3 inch Sony CCD

sẽ có chất lượng tốt hơn 1/4 inch CCD

b Độ phân giải: Độ phân giải càng lớn thì chất lượng hình ảnh càng

nét Thường 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

c Số điểm ảnh: Thông số này nói lên chất lượng hình ảnh, số điểm ảnh

càng lớn thì chất lượng hình ảnh càng tốt, tuy nhiên, chất lượng hình ảnh

càng tốt thì cũng đồng nghĩa với dung lượng 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) x 596(V)

1.4.4 Điều kiện hoạt động

a Cường độ ánh sáng nhỏ nhất: Thông số này 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

1

Chúng ta chú ý đến loại Camera có chức năng AutoIris đây là chức năng 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

b Nguồn cung cấp: Hiện nay đa số các camera đều dùng loại nguồn 12

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

c Dải nhiệt độ hoạt động: Phần lớn các camera đều cho phép hoạt

động trong dải nhiệt độ-100C- 500C, nếu camera được sử dụng trong những điều kiện khắc nghiệt như trong công nghiệp, khu vực có nhiệt độ cao thì nên sử dụng các loại camera chuyên dụng trong công nghiệp

d Độ ẩm cho phép: Thông thường, độ ẩm cho phép là 85% RH (độ

ảm tương đối)

e Góc quan sát: Trong tài liệu kĩ thuật thường không ghi góc mở,

mà ghi thông số tiêu cự thay cho góc mở Có thể sử dụng bảng quy đổi

Góc quan sát ngang

Góc quan sát dọc

Góc quan sát chéo

1/4’’

CCD

2.8 mm 65o28’ 51o28’ 77o34’ 3.5 mm 54o25’ 42o11’ 65o28’

4 mm 48o27’ 37o17’ 58o42’ 4.8 mm 41o06’ 31o25’ 50

Scene : Đối tượng quan sát

Lens : Ống kính

Horizontal Width: Chiều rộng cảnh vật

Vertical height : Chiều cao cảnh vật

Camera FOV : Trường hiển thị Camera

Tuỳ vào ứng dụng để chọn loại camera có góc quan sát là bao nhiêu

độ Nếu cần quan sát rộng, có thể chọn loại camera có góc mở lớn (thường là 90 độ) Còn nếu chỉ muốn quan sát trong một phạm vi rất hẹp thì cũng sẽ có những loại Camera phù hợp Còn nếu muốn góc quan sát rất lớn, nên chọn loại Camera đặc biệt có chức năng Pan/Tilt (quay ngang, quay dọc) Nếu đã có một chiếc camera nhưng không có chức năng Pan/Tilt, hoàn toàn có thể cải tiến nó bằng cách lắp thêm một đế quay ngang, quay dọc, khi đó, có thể điều khiển camera quay theo bất cứ hướng nào

1.4.5 Các thông số khác

Auto White Balance: Tự động cân bằng ánh sáng trắng

Auto Gain Control: Tự động kiểm soát độ lợi

Backlight Compensation: Bù ánh sáng ngược

Auto Electronic Shutter: Tự động chống sốc điện

Những thông số trên cũng chỉ phản ánh được phần nào chất lượng của một chiếc Camera Tuy nhiên, một chiếc Camera tốt không có nghĩa

là cả hệ thống cũng sẽ tốt Vì hệ thống không đơn thuần chỉ là camera

1.5 Hệ Thống Camera giám sát an ninh

1.5.1 Khái niệm

Hệ thống camera an ninh (Closed Circuit Television – CCTV) bắt đầu phát triển từ những năm 1970 cho mục đích an ninh và các ứng dụng quan sát khác Cho đến hiện nay, sự phát triển của một hệ thống CCTV

có thể chia thành 3 giai đoạn[5]:

- Giai đoạn đầu tiên là kỷ nguyên VCR (Video Cassette Recorder)

- Tiếp theo là kỷ nguyên DVR (Digital Video Recorder)

- Cuối cùng là kỷ nguyên IP-Surveillance (quan sát qua mạng IP) Tương ứng với từng giai đoạn, cuộc cách mạng số hệ thống CCTV

đã làm thay đổi bốn thành phần cơ bản camera, bộ ghi hình, màn hình quan sát và hệ thống mạng video

Hình 1.8 Kỷ nguyên của hệ thống camera giám sát

Đầu tiên, sự số hóa camera bắt đầu vào năm 1990 khi camera kỹ thuật số sử dụng bộ cảm biến quang điện số (CCD sensor) thay thế cho

bộ cảm biến quang điện tương tự (analogtube) Đây chỉ là một sự số hoá

có chừng mực vì vẫn sử dụng hệ thống cáp đồng trục để truyền tín hiệu hình ảnh (Composite Video) và việc ghi hình cũng còn sử dụng băng từ Thời kỳ này chính là kỷ nguyên VCR

Khoảng năm 1996, sự số hóa bộ ghi hình đã biến đổi bộ ghi hình VCR thành bộ DVR Ưu điểm của bộ DVR là không phải lưu trữ băng từ

mà bằng ổ cứng, chất lượng hình ảnh ghi tốt và không bị biến đổi, việc

xem lại nhanh chóng và hiệu quả Ở giai đoạn này, ngõ vào từ camera vẫn là cáp đồng trục và tín hiệu hình ảnh là video composite, màn hình quan sát vẫn là màn hình analog, nên trên thực tế đây là sự lai tạp giữa kỹ thuật tương tự (Analog) và kỹ thuật số (Digital) Đây chính là giai đoạn khởi đầu của kỷ nguyên DVR Vào nửa sau của kỷ nguyên DVR, sự số hóa màn hình quan sát đã biến đổi màn hình quan sát analog thành màn hình máy tính VGA (Video Graphics Array) và lúc này cấu trúc của một

bộ DVR gần như là một máy tính với mô đun bắt hình Ngoài ra, bộ ghi hình dần được trang bị thêm mô đun mạng và kết hợp với modem ADSL

để có thể xem hình từ xa qua mạng LAN/WAN/Internet

Sự số hóa mạng video bắt đầu năm 2002, đã hoàn thành cuộc cách mạng số hệ thống CCTV, mở ra một kỷ nguyên mới, kỷ nguyên mạng IP-

Surveillance Mạng Ipsurveillance là một hệ thống cho phép chúng ta có thể

quan sát và ghi hình từ xa qua giao thức TCP/IP (LAN/WAN/Internet) Khác với hệ thống analog sử dụng cáp đồng trục để nối từng camera về trung tâm, mạng IP-Surveillance sử dụng hệ thống mạng máy tính thông thường (CAT-5) làm môi trường truyền dẫn thông tin Nếu ở kỷ nguyên DVR sự số hóa và nén ảnh diễn ra bên trong bộ DVR thì sang kỷ nguyên IP-Surveillance, sự số hóa và nén ảnh diễn ra bên trong camera IP hoặc bên ngoài camera nhờ bộ nén ảnh và chuyển đổi IP (VideoServer) Lúc này bộ ghi hình sẽ ghi qua mạng TCP/IP và được gọi là bộ NVR (Network Video Recorder)

DVR và IP-surveilance có chung một số ưu điểm như khả năng ghi và lưu trữ vào ổ cứng, chất lượng hình ảnh cao và ổn định, truy xuất hình ảnh nhanh và tiện lợi, có thể truy xuất hình ảnh từ xa qua mạng LAN/WAN/Internet Tuy nhiên, sự khác biệt giữa chúng chính là sự nâng cấp hệ thống IP-surveilance có thể từ một lên đến hàng ngàn camera so với mỗi lần nâng cấp 16 camera của DVR Việc dựa trên nền tảng mạng IP cho phép cấu hình IP-surveillance linh hoạt hơn trong việc quản lý, ghi hình qua mạng, việc sửa chữa thay thế hạ

tầng mạng dễ dàng và nhanh chóng hơn Ngoài ra, sử dụng hệ thống

IP-surveilance sẽ cho giá thành trên mỗi camera rẻ hơn so với DVR

[4]

1.5.2 Các thành phần cơ bản của hệ thống camera giám sát

Hình 1.9 là sơ đồ hệ thống cơ bản của một hệ thống camera giám sát

Hệ thống này gồm có:

Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống giám sát camera cơ bản

a Camera

Camera - theo nghĩa đen là “con mắt” của hệ thống giám sát hình

ảnh, được triển khai trong những khu vực quan trọng nhằm gi lại hình ảnh

có liên quan Hai nguyên tắc cơ bản trong triển khai camera là: sử dụng

tại các điểm “chokepoints” và bảo vệ tài sản

Chokepoints là những địa điểm mà người hoặc xe phải vượt qua nếu

muốn đi vào một khu vực nhất định Ví dụ: cổng ra vào, hành lang và

đường xe chạy vào gara Đặt camera tại “chokepoints” là cách đầu tư chi

phí hiệu quả , giúp kiểm soát người ra vào một cách dễ dàng

Tài sản là các đồ vật cụ thể hoặc các khu vực cần được bảo vệ Ví

dụ: két sắt, khu vực hàng hóa, khu vực diễn ra các hoạt động quan trọng như quầy thu tiền mặt, các điểm đỗ xe hoặc hành lang Tất cả những gì

đã được định nghĩa là tài sản đều cần được bạn quan tâm và bảo vệ

Hình 1.10 Các loại camera thường dùng

Xu hướng lớn nhất trong giám sát hình ảnh hiện nay là chuyển từ camera analog sang camera IP Trong tất cả các camera giám sát được số hóa để xem và ghi lại hình ảnh trên máy tính, chỉ có camera IP có thể số hóa hình ảnh bên trong camera Quan trọng hơn, camera IP hỗ trợ megapixel còn analog thì không Đây chính là những ưu điểm thúc đẩy camera IP nhanh chóng phát triển trong thị trường giám sát chuyên nghiệp

Hầu hết các tổ chức thường sử dụng nhiều loại camera khác nhau cho từng khu vực cụ thể Ví dụ: một tổ chức có thể sử dụng camera hồng ngoại cố định gắn xung quanh đường bao ngoài với một PTZ nhìn ra bãi đậu xe Khu vực bên trong, có thể dùng một camera megapixel cố định giám sát toàn bộ nhà kho cùng một số camera IP cố định bao phủ các lối vào và hành lang [4]

b Thiết bị điều khiển

Thiết bị điểu khiển là các thiết bị chuyên dùng để điều khiển các camera (Camera quay quét, camera thân dài có đế quay quét )

Bàn phím điều khiển: Chuyên dùng điều khiển điều khiển camera quay quét, camera zoom, cẩm thân dài có đế để quay

Ma trận camera: Tích hợp dùng bàn phím điều khiển giúp điều khiển linh hoạt, thường sử dụng với các hệ thông lớn

Hình 1.11 Thiết bị điều khiển Camera

c Thiết bị lưu trữ hình ảnh camera DVR (Digital Video Recorder)

DVR ( đầu ghi hình) là thiết bị không thể thiếu của hệ thống CCTV giúp người quản lí có thể lưu trữ và xem lại dữ liệu hình ảnh các thời điểm nhất định Nó cũng là thành phần trung gian liên kết giữa hệ thống CCTV với các hệ thống khác (hệ thống báo động, hệ thống kiểm soát vào ra, kết nối internet )

Hình 1.12 Thiết bị lưu trữ hình ảnh

d Xem hình ảnh

Việc giám sát hình ảnh cuối cùng sẽ được xem bởi con người Tuy nhiên, hầu hết các đoạn hình ảnh giám sát thường không bao giờ được xem Các hình ảnh hiếm hỏi được xem thường phục vụ cho mục tiêu điều tra trong quá khứ Cũng có một vài hình ảnh giám sát được xem trực tiếp

và liên tục, thường dùng trong bán lẻ (để nhận ra kẻ cắp giả dạng khách hàng) và giám sát công cộng (nhằm xác định các mối đe dọa liên quan đến tội phạm) Hầu hết các giám sát hình ảnh trực tiếp được thực hiện một cách định kỳ nhằm đối phó với những mối đe dọa bên trong chính tổ

chức, hoặc để kiểm tra về tình trạng của một cơ sở từ xa Các lựa chọn cơ bản phổ biến của việc xem hình ảnh:

Xem cục bộ (Local Viewing) trực tiếp từ DVR, NVR hoặc máy chủ

là cách thức lý tưởng để dễ dàng quan sát các khu vực nhỏ Xem cục bộ cho phép hệ thống quản lý hình ảnh tăng gấp đôi điểm quan sát, giúp bạn tiết kiệm chi phí trong việc thiết lập hoặc sử dụng máy tính Cách tiếp cận này được dùng phổ biến trong các điểm bán lẻ, ngân hàng và doanh nghiệp nhỏ

Xem qua máy tính từ xa (Remote PC Viewing) là cách xem hình ảnh

giám sát phổ biến nhất Trong cách tiếp cận này, các máy tính tiêu chuẩn được sử dụng để xem trực tiếp và ghi lại hình ảnh thông qua một ứng dụng độc quyền được cài đặt trên máy tính hoặc trình duyệt web

Xem trên di động (Mobile Viewing) cho phép các nhà giám sát an

ninh kiểm tra hình ảnh giám sát ngay lập tức Khi máy bộ đàm và bảo vệ lưu động là phổ biến trong an ninh, việc xem qua điện thoại di động ngày càng có tiềm năng lớn [4]

Hình 1.13 Các thiết bị xem hình ảnh

1.6 Hệ thống lưu trữ hình ảnh

DVR (Digital Video Recorder): là thiết bị chia hình và ghi hình camera vào ổ cứng Không như các thiết bị VCR (Video Cassette Recorder), DVR có nhiều ưu điểm hơn, cũng có thể hoạt động và quan

sát từ xa tại bất cứ nơi nào trên thế giới qua Internet Một DVR (thiết bị ghi hình kĩ thuật số) khác với VCR ở những điểm sau:

Ngoài khả năng ghi hình và tiếng lên lên ổ cứng máy tính DVR còn có chức năng ghi lại dữ liệu lên đĩa CD, DVD qua CDR, DVDWR

Do đó, hệ thống này có những ưu điểm sau:

- Thuận tiện hơn,

- Ghi với thời lượng lâu hơn,

- Chất lượng ghi tốt hơn

- Hoàn toàn tự động

Hình ảnh và âm thanh chứa trong DVR

- Truy cập nhanh chóng

- Quan sát và ghi lại tại chỗ hay từ xa qua Internet

- Cùng một lúc có thể nhiều người quan sát được

- Có thể dùng trong hệ thống cảnh báo, báo động

1.6.1 Phân loại đầu ghi hình

Có 2 loại thiết bị ghi hình là Pcbase & DVR độc lập [5]:

Một là, PC base là thiết bị ghi hình sử dụng card ghi hình DVR gắn vào máy vi tính

Hai là, DVR (Digital Video Recoder) là đầu ghi hình độc lập được gắn ổ cừng bên trong Đúng như tên gọi, chức năng chủ yếu của DVR là lưu trữ hình ảnh Mỗi DVR thường có các ổ cứng đi kèm để lưu trữ dữ liệu với dung lượng khá lớn, cỡ 120 GB, đủ để lưu trữ trong một khoảng thời gian khá dài Tín hiệu hình ảnh từ các Camera sẽ được đưa trực tiếp vào DVR, DVR tổng hợp lại, xử lí, và truyền đi qua mạng Internet hoặc truyền trực tiếp lên màn hình theo dõi

1.6.2 Một số thông số cần lưu ý khi chọn đầu ghi hình

Tốc độ ghi hình (frames per second: fps) với 30 khung hình trên giây

được gọi là thời gian thực, di chuyển thực Trong Video thông thường NTSC chỉ là 24 khung hình trên giây Có khái niệm (fields per second

cũng là fps), tuy nhiên 1 frame bằng với 2 field (trường) Do đó 30 (frame spersecond) bằng với 60 (fields per second) Khái niệm hình trên giây (images per second) cũng tương tự như (fields per second)

Chú ý rằng, chỉ với tốc độ ghi hình 5 hình trên giây, chúng ta đã thu thập được rất nhiều thông tin Trong xử lí hình ảnh, với tốc độ ghi hình càng cao, số thông tin cần xử lí càng lớn thì càng tốn nhiều tài nguyên hệ thống và cả bộ nhớ lưu trữ cũng cần nhiều hơn Khả năng xử lí hình ảnh cũng tạo nên sự khác nhau về chất lượng cũng như giá thành giữa các DVR

Lượng dữ liệu: 1 file là một gói dữ liệu Kích thước file thể hiện có

bao nhiêu dữ liệu chứa trong nó Kích thước file ảnh có liên quan đến độ phân giải (resolution), chuyển động, dạng nén, và các nhân tố khác nữa Cuối cùng thì file sẽ được chứa trong ổ đĩa cứng của DVR Nếu hệ số nén càng cao thì kích thước file càng nhỏ Khi file càng nhỏ thì tốc độ truyền càng nhanh và tốn ít bộ nhớ để lưu trữ, nhưng hình ảnh lại không rõ nét Công nghệ mới cho phép có nhiều cách để nén được dữ liệu mà vẫn đảm bảo được chất lượng dữ liệu đạt yêu cầu Một DVR có độ phân giải tốt có khả năng hiển thị, ghi hình và truyền dữ liệu độc lập với nhau Khi đó vừa

có thể ghi hình với chất lượng cao, và vừa có thể truyền dữ liệu, mục đích

là không để lỗi mạng và có hình ảnh nét hơn

Điểm thuận lợi trong các hệ thống DVR là có thể điều khiển độc lập trên từng kênh về: Độ phân giải, tốc độ truyền, tốc độ ghi dữ liệu, tốc độ hiển thị, phát hiện chuyển động

Chuẩn nén tín hiệu số: Nén được thực hiện khi luồng dữ liệu vào được phân tích và loại bỏ bớt những phần dữ liệu không cần thiết Có 2

kiểu nén là: phần cứng và phần mềm Có cả chức năng nén và giải nén Nén là thu gọn lại dữ liệu, truyền và lưu trữ Còn giải nén là hiển thị lại

dữ liệu đã được nén Khi sử dụng công cụ nén bằng phần cứng thì chỉ mất

ít dữ liệu và tất cả công việc nén được thực hiện hoàn toàn trên mạch

phần cứng có chức năng đặc biệt Khi sử dụng công cụ nén bằng phần

mềm thì yêu cầu sử dụng tài nguyên máy tính phục vụ chức năng này

Chuẩn nén tín hiệu số gồm có các chuẩn là MJPEG, MPEG2, MPEG4,

H264 [2]

- Chuẩn MJPEG: Đây là một trong những chuẩn cổ nhất mà hiện

nay vẫn sử dụng MJPEG (Morgan JPEG) Chuẩn này hiện chỉ sử dụng trong các thiết bị DVR rẻ tiền, chất lượng thấp Không những chất lượng hình ảnh kém, tốn tài nguyên xử lí, cần nhiều dung lượng ổ chứa và còn

hay làm lỗi đường truyền

- Chuẩn MPEG2: Chuẩn MPEG là một chuẩn thông dụng Đã được

sử dụng rộng rãi trong hơn một thập kỉ qua Tuy nhiên, kích thước file lớn

so với những chuẩn mới xuất hiện gần đây và có thể gây khó khăn cho

việc truyền dữ liệu Ví dụ như trong MPEG -2, nơi mà nội dung được tạo

ra từ nhiều nguồn như video ảnh động, đồ họa, văn bản… và được tổ hợp thành chuỗi các khung hình phẳng, mỗi khung hình (bao gồm các đối tượng như người, đồ vật, âm thanh, nền khung hình…) được chia thành các phần tử ảnh pixels và xử lý đồng thời, giống như cảm nhận của con người thông qua các giác quan trong thực tế Các pixels này được mã hoá như thể tất cả chúng đều là các phần tử ảnh video ảnh động Tại phía thu của người sử dụng, quá trình giải mã diễn ra ngược với quá trình mã hoá không khó khăn Vì vậy có thể coi MPEG-2 là một công cụ hiển thị tĩnh, và nếu một nhà truyền thông truyền phát lại chương trình của một nhà truyền thông khác về một sự kiện, thì logo của nhà sản xuất chương trình này không thể loại bỏ được Với MPEG-

2, có thể bổ sung thêm các phần tử đồ hoạ và văn bản vào chương trình hiển thị cuối cùng (theo phương thức chồng lớp), nhưng không thể xoá

bớt các đồ hoạ và văn bản có trong chương trình gốc

- Chuẩn MPEG4: Là chuẩn cho các ứng dụng MultiMedia Mpeg-4

trở thành một tiêu chuẩn cho nén ảnh kỹ thuật truyền hình số, các ứng dụng về đồ hoạ và Video tương tác hai chiều (Games,Video conferencing)

và các ứng dụng Multimedia tương tác hai chiều (World Wide Web hoặc các ứng dụng nhằm phân phát dữ liệu Video như truyền hình cáp, Internet Video ) Mpeg-4 đã trở thành một tiêu chuẩn công nghệ trong quá trình sản xuất, phân phối và truy cập vào các hệ thống Video Nó đã góp phần giải quyết vấn đề về dung lượng cho các thiết bị lưu trữ, giải quyết vấn đề

về băng thông của đường truyền tín hiệu Video hoặc kết hợp cả hai vấn đề

trên Với MPEG-4, các đối tượng khác nhau trong một khung hình có thể

được mô tả, mã hoá và truyền đi một cách riêng biệt đến bộ giải mã trong các dòng cơ bản ES (Elementary Stream) khác nhau Cũng nhờ xác định, tách và xử lý riêng các đối tượng (như nhạc nền, âm thanh xa gần, đồ vật, đối tượng ảnh video như con người hay động vật, nền khung hình…), nên người sử dụng có thể loại bỏ riêng từng đối tượng khỏi khuôn hình Sự tổ hợp lại thành khung hình chỉ được thực hiện sau khi giải mã các đối tượng

này

- Chuẩn H.264 Chuẩn H2.64AVC, cũng được biết đến như là chuẩn

MPEG10, nổi lên dẫn đầu trong lĩnh vực công nghệ nén hình ảnh H2.64 cũng cho chất lượng hình ảnh tốt nhất, kích thước file nhỏ nhất, hổ trợ DVD, và truyền với tốc độ cao so với các chuẩn trước đó H2.64 cũng là một chuẩn phức hợp H.264 là chuẩn nén mở được công bố chính thức vào năm 2003, hiện là chuẩn hỗ trợ công nghệ nén tiên tiến và hiệu quả nhất hiện nay Và nó đang dần được đưa vào thành chuẩn nén tiêu chuẩn của ngành công nghệ an ninh giám sát bằng hình ảnh H.264 (còn được gọi là chuẩn MPEG-4Part10/AVC for Advanced Video Coding hay MPEG-4 AVC) nó kế thừa những ưu điểm nổi trội của những chuẩn nén trước đây Đồng thời sử dụng những thuật toán nén và phương thức truyền hình ảnh mới phức tạp, phương pháp nén và truyền hình ảnh mà chuẩn H.264 sử dụng đã làm giảm đáng kể dữ liệu và băng thông truyền

đi của video Với cách nén và truyền thông tin bằng chuẩn H.264 làm

giảm đến 50% băng thông và kích thước file dữ liệu lưu trữ so với cách

nén thông thường hiện nay (chuẩn nén thông thường hiện nay đang được

sử dụng rộng rãi là MPEG-4 Part2) và giảm tới hơn 80% băng thông và kích thước file dữ liệu lưu trữ so với nén bằng chuẩn Motion JPEG Điều

đó cho chúng ta thấy với cùng một hệ thống nếu chúng ta sử dụng chuẩn nén mới chúng ta có thời gian lưu trữ gấp đôi và băng thông mạng giảm đi một nửa, lợi ích mà chúng ta thấy ngay đó là chi phí cho lưu trữ dữ liệu video giảm một nửa so với dùng hệ thống có chuẩn nén thông thường Ngoài ra việc truyền hình ảnh chiếm băng thông giảm một nửa, vì vậy chi phí dành cho thuê băng thông mạng cũng giảm đáng kể Hoặc chúng ta có thể tăng chất lượng hình ảnh giám sát lên gấp đôi nhưng vẫn đảm bảo được băng thông và thời gian lưu trữ như trước đây Đây là một lợi thế rất lớn, bởi với một hệ thống an ninh lớn, giải quyết vấn đề băng thông mạng và thời gian lưu trữ là rất phức tạp Với chuẩn nén H.264 nó đã giải quyết được rất

nhiều những khó khăn như vậy Với việc giảm được băng thông của chuẩn

nén H.264 đã thúc đẩy cho dòng camera độ nét cao (hay còn gọi Camera Megapixel) có cơ hội phát triển mạnh mẽ Với những hệ thống giám sát quan trọng cần hình ảnh rõ nét thì lựa chọn các camera độ nét cao và đầu ghi

hỗ trợ chuẩn nén H.264 là hoàn toàn hợp lý Chuẩn nén H.264 được kỳ vọng

là cơn gió mới, tạo thêm sinh khí để thúc đẩy sự phát triển của ngành an

ninh giám sát phát triển mạnh mẽ hơn

Hình 1.14 So sánh các chuẩn nén

Số kênh DVR: Thông thường DVR có 4 kênh, 8 kênh, 9 kênh, 16 kênh

Mỗi kênh nối tới 1 camera DVR card thì có 04 kênh, 08 kênh, 16 kênh Mỗi máy tính thường có 02 đến 03 slot PCI để gắn DVR Card Vì vậy mỗi Pcbase

có 04 kênh, 08 kênh, 16 kênh, 24 kênh, 32 kênh, 40 kênh, 48 kênh

Dung lượng ổ đĩa: Điều này ảnh hưởng trực tiếp tới khả năng lưu trữ

dữ liệu hay thời gian ghi hình của DVR Dung lượng càng cao thì khả năng lưu dữ liệu càng lớn Một số DVR cho phép ghép nối thêm ổ cứng

để tăng dung lượng chứa, tuy nhiên, số lượng ổ cho phép ghép thêm cũng chỉ có giới hạn Thời gian ghi hình còn phụ thuộc vào số lượng kênh dữ liệu, vào chất lượng hình ảnh muốn ghi Đơn cử như với loại DMR777W của hãng AVETECH, với dung lượng ổ ghi là 240GB, sử dụng ở chế độ ghi NTSC1 hình/giây, chất lưọng hình ảnh BASIC, 16 kênh cùng 1 lúc thì

có thể ghi hình liên tục trong vòng 4800h, nghĩa là 200 ngày Nhưng nếu

ghi ở chế độ NTSC15 hình/giây, chất lượng hình ảnh BEST, 16 kênh

cùng 1 lúc thì chỉ có thể ghi trong vòng 96h, nghĩa là 4 ngày

DVR chức năng phát hiện chuyển động: Đây là 1 trong những chức

năng đặc biệt của DVR.Ví dụ như có 1 Camera giám sát tại một khu vực Bất

cứ 1 chuyển động nào xuất hiện trong vùng quan sát sẽ được DVR phát hiện

ra nhờ xử lí dữ liệu thu về từ camera đó Lúc đó, DVR sẽ tự động ghi lại hình ảnh, hoặc gửi tín hiệu báo động nếu DVR hỗ trợ chức năng đó Lưu ý là cũng

có thể cài đặt vùng phát hiện chuyển động trong khu vực giám sát của Camera, khi đó, chỉ những chuyển động trong khu vực cài đặt mới được phát

hiện Với khả năng này của DVR thì ngoài chức năng giám sát thông thường của hệ thống Camera, còn có thêm chức năng báo động [5]

1.7 Sự cố thường gặp trong lắp đặt camera và cách khắc phục

Trong quá trình lắp đặt và sử dụng camera quan sát, chúng tôi rút ra được một số sự cố thường gặp và cách khắc phục như sau [7]:

1.7.1 Hiện tượng mất tín hiệu

a Hiện tượng

Trên màn hình hiển thị mất đi tín hiệu hình ảnh camera, màn hình đen hoặc tín hiệu lúc có lúc không

Để khắc phục hiện tượng trên, chúng ta có những giải pháp như sau :

- Kiểm tra lại nguồn bằng đồng hồ VOM để kiểm tra lại thông số nguồn có phù hợp và đáp ứng yêu cầu hay không

- Kiểm tra lại dây dẫn tín hiệu bằng cách thay thế camera mới hoặc

đo bằng VOM để chắc chắn việc truyền dẫn tín hiệu tốt Các chỗ đứt gãy

do lỗi thi công hoặc do chất lượng cáp cũng cần kiểm tra và được xử lý tốt

- Xử lý chắc chắn các mối nối, thay thế camera mới không lỗi vào vị trí nghi ngờ để xác định sự chập chờn do đầu nối hay dây tín hiệu của camera

- Nếu tất cả các vấn đề trên đều được xử lý tốt nhưng camera vẫn không có tín hiệu thì lỗi sẽ nằm trên thiết bị camera hay thiết bị hiển thị như đầu ghi, tivi… Khi đó cần kiểm tra lại các cổng của thiết bị hiển thị

và tiếp tục xử lý theo các lỗi hay gặp trên thiết bị hiển thị

1.7.2 Lỗi trên đầu ghi và các kết nối mạng

a Hiện tượng

Đầu ghi không lên hình, không hiển thị đầy đủ các kênh ghi hình, không lưu trữ dữ liệu, không kết nối mạng…

b Nguyên nhân

Hiện tượng trên có thể do các nguyên nhân sau đây :

- Nguồn lỗi và có các sự cố bất thường trên nguồn

- Các kết nối tín hiệu đến đầu ghi chưa chắc chắn và bị lỗi

- Các lỗi trên HDD ảnh hưởng tới hoạt động của đầu ghi (treo, không lưu trữ, báo động bất thường…)

- Hư hại các thiết bị phần cứng do làm việc trong môi trường bụi, nguồn không ổn định, nhiệt độ quá nóng hoặc ảnh hưởng từ các thiết bị khác…

- Các sự cố trên dây mạng, các hub hay router ảnh hưởng đến việc quan sát hệ thống qua đường internet hay mạng nội bộ

- Các vấn đề cài đặt và sử dụng của người dùng khi thao tác trên thiết

bị, hoặc firmware bị lỗi…

- Kiểm tra các kết nối đến đầu ghi và từ đầu ghi đến thiết bị hiển thị

- Xem xét các khuyến cáo tương thích của HDD với đầu ghi đang sử dụng Cần đảm bảo format HDD trong lần sử dụng đầu tiên và chắc chắc các kết nối của HDD với thiết bị

- Đặt thiết bị vào một khu vực thông thoáng, sạch sẽ và ít bị ảnh hưởng trường điện và trường từ từ các thiết bị khác

- Kiểm tra kỹ tín hiệu mạng khi kết nối thiết bị vào hệ thống mạng nội

bộ và internet bằng các thao tác kỹ năng mạng cơ bản, cần xem xét các hub hay router đã hoạt động tốt hay chưa và có biện pháp xử lý mạng phù hợp

- Xem xét lại các chú ý cài đặt và sử dụng được gởi kèm đầu ghi,