1.4.4. Технические средства получения видеоинформации
Наиболее совершенным способом получения конфиденциальной информации является скрытое телевизионное или видеонаблюдение. Применение специальных миниатюрных камер позволяет сделать это наблюдение абсолютно незаметным, информативным и безопасным.
Однако по своей структуре телевизионные камеры более сложны, чем рассмотренные выше приборы ночного видения. Это связано с необходимостью разложения получаемого изображения на составные части для их передачи к месту регистрации и последующего восстановления передаваемого изображения (дословно телевидение — это видение на расстоянии). В общем случае структурная схема телевизионной камеры имеет вид, показанный на рис. 1.4.14.
Здесь объектив играет такую же роль, как и в рассмотренных выше оптических приборах, но конструкция его может быть сложнее из-за необходимости решения задачи автоматической регулировки диафрагмы в зависимости от уровня освещенности объекта наблюдения (рис. 1.4.15). Характеристики некоторых современных телевизионных оптических систем приведены в табл. 1.4.5.
Фотоприемник предназначен для преобразования светового потока, отраженного объектом в электрические сигналы. В подавляющем большин-
Рис. 1.4.14. Основные элементы телевизионной камеры
Рис. 1.4.15. Объективы телевизионных и видеокамер:
а — Panasonic WVLA4AR5C3A; б — Samsung SLM-604CN; в — Samsung SLA-064C; г — Sanyo VCL-CS42Y
стве современных телевизионных камер для этих целей используют так называемые ПЗС-матрицы.
Устройство формирования сигнала, устройство синхронизации и видеоусилитель обеспечивают формирование полного телевизионного сигнала заданной структуры и амплитуды.
Система автоматической регулировки уровня сигнала, управляя электронной диафрагмой объектива (АРД), временем накопления электронного заряда в ПЗС-матрице (временем срабатывания электронного затвора) и параметрами усиления, поддерживает выходной видеосигнал в заданных пределах при изменении условий освещенности.
Некоторые камеры дополнительно оснащены функцией компенсации заднего света (КЗС), которая устанавливает указанные параметры по некоторому фрагменту изображения (как правило, по центру). Она может оказаться незаменима при работе в условиях с большим перепадом освещенности или при съемке в условиях, когда в поле зрения аппарата вместе с объектом попадает яркий источник света. Например, если ведется наблюдение в затененном помещении за входящими с улицы посетителями, то в яркий солнечный день на экране видеоконтрольного устройства вместо четкого изображения входящего может оказаться только темный
Таблица 1.4.5. Характеристики некоторых типов современных телевизионных объективов
Тип объектива /Диаметр апертуры, MM /Светосила /Фокусное расстояние, MM /Угол поля зрения, град /Установочная резьба /Примечание
iVi-1,0 /14 /F1.8 /3,6 /110 /М12 /
iVi-2,0 /13 /Pl,8 /4.1 /90 /М12 /
iVi-3,0 /3.4 /F 1,8 /6,6 /50 /М12 /
iVi-4.0 /4,6 /Fl,6 /7,7 /40 /М12 /
iVi-7,0 /1.2 /F2,8 /3,5 /110 /— /
iVi-10 /6,5 /F2.8 /19,5 /16 / /Вынос зрачка(СМ.Сноску 1)— 12.5 мм
HS3 166-X /3,7 /F 1,6-64 /— /— /cs(СМ.Сноску 2) /АРД(СМ.Сноску 3)
HS4 166-X /4.2 /F 1,6-64 /— /— /cs /АРД
HS614HX /2,6 /F 1,6-300 /— /— /cs /АРД
силуэт. Достоинство функции КЗ С заключается в том, что она настраивает камеру именно по слабоосвещенному объекту в центре, обеспечивая его четкое изображение.
Устройство передачи сигнала — это радиопередатчик, аналогичный применяемым в радиозакладных устройствах, полупроводниковый лазер или электрический кабель в зависимости от способа применения телевизионной системы наблюдения.
Современные телевизионные камеры характеризуются большим числом различных параметров, однако, с точки зрения скрытого наблюдения, наибольший интерес представляют следующие:
___
Сноска 1. Объективы с вынесенным зрачком могут работать через отверстия, диаметр которых меньше диаметра апертуры зрачка, например, при скрытой установке видеокамеры в стене.
Сноска 2. В ряде стран существуют два типа стандартных конструкций узлов крепления объективов: тип С и тип CS. Тип С имеет резьбу 2,54х0,8 и расстояние до опорной плоскости ПЗС-матрицы 17,5 мм, тип CS имеет резьбу 2,54х0,8 и расстояние до опорной плоскости матрицы 12,5 мм. Объективы с узлом крепления типа С нельзя заменять типом CS, так как матрица окажется не в фокусе объектива и изображение получится нечетким. В то же время объективы с CS можно использовать вместо объективов типа С при наличии специального адаптера (переходного кольца).
Сноска 3. АРД — автоматическая регулировка диафрагмы, позволяет поддерживать постоянный уровень освещенности ПЗС-матрицы при изменяющихся внешних условиях.
___
>- мгновенный угол поля зрения;
>- разрешающая способность;
>- чувствительность телевизионной камеры.
Мгновенный угол поля зрения полностью определяется конструкцией оптической системы. Его значения для различных типов объективов приведены в табл. 1.4.5.
Разрешающая способность включает в себя два понятия: разрешающую способность объектива и разрешающую способность фотоприемника.
Разрешающая способность объектива, Dl — это тот предел, к которому стремится любая система фиксации изображения. Она зависит от диаметра D, входного зрачка объектива и расстояния R от телекамеры до объекта наблюдения и соответствует минимальному линейному разносу двух точек на объекте, при котором они воспринимаются еще раздельно. Значение Dl, может быть определено из соотношения:
Здесь l — среднее значение длины волны оптического излучения (для видимой области спектра l » 0,54 мкм, а для ИК-области — l » 0,9 мкм).
Разрешающая способность фотоприемника хуже (больше) разрешающей способности объектива, поэтому ее величина и определяет разрешение телевизионной системы в целом. Она зависит от числа чувствительных элементов ПЗС-матрицы (пикселей), из выходных сигналов которых складывается изображение. Их число обычно лежит в пределах от 270 000 до 440 000. Чем больше число пикселей в матрице, тем больше дискретных точек образует изображение, тем выше его четкость и качество. Однако на практике часто пользуются не понятием «количество чувствительных элементов матрицы», а апеллируют к однозначно связанной с ней характеристике — максимальному количеству переходов от черного к белому и обратно. Она называется числом телевизионных линий и указывается, как правило, только по горизонтали.
Некоторые фирмы в технических характеристиках на свои телевизионные камеры дополнительно указывают размер матрицы оптического приемника. В большинстве представляемых на российском рынке камерах используются датчики изображения (матрицы) с размером: 1 дюйм; 2/3 дюйма; 1/2 дюйма; 1/3 Дюйма; 1/4 дюйма. Последние, как правило, применяются только в сверхминиатюрных камерах, используемых для скрытого наблюдения.
По чувствительности к уровню освещенности телевизионные камеры делятся на пять классов:
» I — камеры, которые могут работать только при нормальном дневном освещении (при уровне освещенности Е=50 лк);
>• II — камеры, способные работать при низкой освещенности вплоть до наступления сумерек (Е » 4 лк).
>• III — камеры, предназначенные для работы при лунном свете, соответствующем уровню освещенности от четверти луны в безоблачную ночь (Е » 0,1...0,4 лк).
>• IV — камеры, способные работать при уровне освещенности, создаваемой безлунным звездным небом в безоблачную ночь (Е » 0,0007...0,002 лк).
>• V — камеры, предназначенные для работы с дополнительными источниками ИК-излучения в условиях полного отсутствия видимого излучения.
Следует еще раз обратить внимание на то, что телевизионные камеры, предназначенные для работы в условиях низкого уровня освещенности отличаются от приборов ночного видения более сложным представлением сигнала. Это связано с необходимостью передачи его на расстояние, в то время как приборы ночного видения позволяют только фиксировать информацию, например, глазом или фотоаппаратом.
Выбирая класс телевизионной камеры, необходимо знать, что чувствительность Е ее телевизионного приемника должна отвечать условию:
Е ³EоxRxK,
где Ео — общий уровень освещенности в зоне нахождения объекта наблюдения [лк]; R — коэффициент отражения объекта наблюдения; К — коэффициент пропускания объектива камеры. Значения параметров R и К приведены в табл. 1.4.6 и 1.4.7, соответственно, а типовая зависимость уровня освещенности Ео от времени суток и состояния атмосферы — на рис. 1.4.16.
Для скрытой телевизионной (видео-) съемки обычно используют малогабаритные камеры (рис. 1.4.17), которые могут быть выполнены как в обыч-
Рис. 1.4.16. Типовая зависимость уровня освещенности Ео [лк] от времени суток и состояния атмосферы
ном, так и закамуфлированном исполнении (например, в виде дверного «глазка»); существует целое семейство бескорпусных видеокамер. Для осуществления наблюдения вышеперечисленные устройства устанавливают в элементы конструкций зданий, предметы интерьера или прячут под одежду.
Так например, телевизионная камера JT-241s штатно оснащается следующими предметами камуфляжа:
>• элементы интерьера: картина, мебель, цветочная ваза, статуэтка, светильник, электророзетка;
>• одежда и ее элементы: куртка, костюм, заколка для галстука, пуговица, пряжка ремня;
>• носимые предметы: кейс, сумка, радиоприемник, магнитофон.
Таблица 1.4.6. Коэффициенты отражения различных типов поверхности
Отражающая поверхность /Коэффициент отражения
Кожа человека /0,15—0,25
Ткань серого цвета /0,2—0,6
Ткань желто-коричневого цвета /0,3—0,4
Ткань ярко-голубого цвета /0,35—0,6
Ткань ярко-зеленого цвета /0,5—0,75
Ткань желтого цвета /0,6—0,75
Ткань цвета слоновой кости /0,75—0,8
Ткань грязно-белого цвета /0,75—0,85
Ткань белого цвета /0,8—0,9
Таблица 1.4.7. Коэффициенты пропускания объективов телевизионных камер
Светосила объектива /Относительное отверстие объектива /Коэффициент пропускания
F 0,8 /1: 0,8 /0,31
F 0,95 /1:0,95 /0,2
F 1,2 /1: 1,2 /0,14
F 1,4 /1: 1.4 /0.1
F 2,0 /1: 2.0 /0,05
F 2,8 /1: 2,8 /0,025
F 4,0 /1: 4,0 /0,0125
F 5,6 /1: 5,6 /0,00625
F 8,0 /1% 8,0 /0,003125
Рис. 1.4.17. Малогабаритные камеры для скрытого наблюдения:
а — Panasonic WV-CP410; б — Panasonic WV-BP120; в — видеокамера-глазок МВК-17(А), снабженная звуковым каналом; г — бескорпусная камера С-503;
д — бескорпусная камера С-770
ПРОМЫШЛЕННЫЙ ШПИОНАЖ
Рис. 1.4.18. Схема скрытой установки телевизионной камеры типа JT-241s
Один из вариантов скрытой установки этой камеры за плоским укрытием показан на рис. 1.4.18.
Важным достоинством указанной камеры является наличие специального передатчика телевизионного сигнала JR-500, позволяющего передавать изображение и звук на расстояние до 500 м. Передатчик работает в диапазоне дециметровых волн, имеет габариты 120х120х25 мм и массу 200 г. Питание — от элемента с напряжением 12 В. Предусмотрено закрытие передаваемой информации.
Дополнительно камера оснащается выносным проводным микрофоном JM-004 и оптико-волоконными жгутами для вынесения объектива, прожектором инфракрасной подсветки, диктофоном и видеомагнитофоном. В зависимости от комплектации камера может использоваться как носимое средство либо как закладное устройство.
С целью увеличения времени автономного функционирования в качестве закладки телевизионная камера может оснащаться приемником сигналов дистанционного управления. Время непрерывной работы в зависимости от комплектации и режима функционирования изменяется в пределах от 30 минут до 30 часов.
Для приема телевизионных и аудиосигналов от передатчика JR-500 применяется специальный приемник JD-500, обеспечивающий уверенный прием на указанной дальности — до 500 м. Основные технические характеристики телевизионной камеры JT-241s, а также некоторых других приведены в табл. 1.4.8.
Таблица 1.4.8. Телевизионные и видеокамеры, предназначенные для скрытой съемки и наблюдения
Тип камеры (фирма - страна производитель) /Минимальная освещенность, лк /Горизонтальное разрешение, телевизионных линий /Размер чувствительного элемента /Параметры объектива /Время срабатывания электронного затвора, с /Напряжение питания, В /Габариты, MM (масса, г) /Примечание
1 /2 /3 /4 /5 /6 /7 /8 /9
JT-241S (Тайвань) /0,04 /400 /1/3" /D= 0,3-1,2 мм; F 2,8; 9=110° /1/100000 /12 /32х32х20 (20 г) /Аудиоканал; дистанционное управление (ДУ).
MYTHOS (Bisset -Франция, Южная Корея) /0,3 /380 /1/3" /0=4 мм; Fl,6 /— /12 /— /Аудиоканал
ПКС-504С (ЭВС - Россия) /0,08 /380 /1/3" /F 1,4; CS /1/50-1/10000 /— /— /—
ПКС-504Н (ЭВС - Россия) /0,005 /380 /1/3" /F1.4; CS /1/50-1/10000 /— /— /—
ПКС-754СМ (ЭВС - Россия) /0,05 /380 /1/3" /Fl,4; CS /— /— /— /Аудиоканал
ДО-1 (ЭВС - Россия) /0,005 /380 /1/3" /Fl,4; q=90° CS /— /— /— /АРД
FC-65 (Computar -Япония) /0,3 /380 /1/3" /Fl,4 /1/50-1/100000 /12 /55х40х102 /—
ХС-41 (Computar - Япония) /10 /320 /1/3" /0=4 мм; F2.0 /— /12 /55х60х30 /Бескорпусная, цветное изображение
WAT-308 (Watec -Япония) /0,05 /350 /1/3" /F 1,4; CS /1/50-1/100 000 /,12 /41х41х43 /—
WAT-502A (Watec -Япония) /0,1 /400 /1/3" /F1.2; CS - /1/50 -1/100 000 /9 /31,5х30,5х54 /—
WAT-660D-G3,8 (Watec -Япония) /0,8 /380 /1/4" /D = 3,8 мм; F2,0; q=51 /1/100000 /9 /30х30х30 /Бескорпусная
WAT-660D-P3,7 (Watec - Япония) /4 /380 /1/4" /D=3,7 мм; F4,5; 0=52° /1/100000 /9 /30х30х16 /Бескорпусная, вынесенный объектив
WAT-704R-P3,7 (Watec - Япония) /0,8 /380 /1/4" /D=3,7 мм; F4.5; e = 59° /1/100 000 /9 /18х18х51 /Бескорпусная, вынесенный объектив
WAT-903 (Watec - Япония) /2 • /350 /1/3" /D = 5 мм; F1.6; 9=67° /— /12 /40х65х35 /Бескорпусная, АРД
YC-05 (Computar - Япония) /2,5 /330 /1/3" /F 1,4; CS /1/50-1/20 000 /12 /55х40х100 /Цветное изображение
WV-CP210 (Panasonic -Япония) /1,5 /330 /1/3" /Fl,2; CS /1/50-1/20 000 /220 /67х65х118 /Цветное изображение
WV-BP310 (Panasonic -Япония) /0,02 /570 /1/3" /Fl,2; CS /1/50-1/10 000 /12 /— /—
Окончание табл. 1.4.8
Тип камеры (фирма - страна производитель) /Минимальная освещенность, лк /Горизонтальное разрешение телевизионных линий /Размер чувствительного элемента /Параметры объектива /Время срабатывания электронного затвора, с /Напряжение питания, В /Габариты, MM (масса, г) /Примечание
PM200-L38 (Computar -Япония) /0,3 /380 /1/3" /D = 3,8 мм; F2.0; 9=63° /— /9 /32х32х18 /Бес корпусная
MD-38 (Computar -Япония) /0,3 /380 /1/3" /D = 3,8 мм; F2.0; 9=61° /— /9 /32х32х18 /Бескорпусная, вынесенный объектив
СЕС—С38М (Computar -Япония) /0.6 /380 /1/3" /D = 3,8 мм; F2,0; 9=63° /— /9 /- /Бескорпусная
СА-Н34СР (Kocom -Япония) /0,1 /380 /1/3" /D = 3,6 мм; F4,5; 9=65° /— /12 /54х30х23 /Бескорпусная, вынесенный объектив
VC-150 (Kocom-Япония) /0,2 /380 /1/3" /D = 3,6 мм; F4,5; 9=65° /— /12 /32х32х18 /Бес корпусная, вынесенный объектив
VPC-405G (Япония) /1 /380 /1/3" /D = 3,6 мм /— /— /— /Бескорпусная, АРД
JC-101 (Сотах) /0,1 /380 /1/3" /D = 3,6 мм; F2,0; /— /12 /— /Бескорпусная, вынесенный объектив