Modulo DISPOSITIVI DI SICUREZZA E RIVELAZIONE

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1 Facoltà di Ingegneria Master in Sicurezza e Protezione Modulo DISPOSITIVI DI SICUREZZA E RIVELAZIONE IMPIANTI DI VIDEOSORVEGLIANZA TVCC Docente Fabio Garzia Ingegneria della Sicurezza w3.uniroma1.it/sicurezza w3.uniroma1.it/garzia fabio.garzia@uniroma1.it

2 VIDEOSORVEGLIANZA TV CIRCUITO CHIUSO (TVCC) FINALITA' La TVCC rende possibile la visualizzazione e il controllo di un numero elevato di zone da parte di un ristretto numero di persone, diminuendo drasticamente il costo complessivo del lavoro umano e permettendo l'ammortamento dell'impianto nel giro di 2-4 anni, in funzione della complessità e delle funzionalità dell'impianto stesso. Essa permette la memorizzazione e la trasmissione delle immagini a distanza, rendendo possibile il controllo remoto senza richiedere la presenza di personale sul posto. Essa permette inoltre di verificare l'autenticità degli allarmi forniti dall'impianto antintrusione, evitando interventi a vuoto da parte del personale di sicurezza a seguito di falsi allarmi.

3 COMPOSIZIONE IMPIANTO

4 ILLUMINOTECNICA La luce rappresenta una ristretta banda all'interno dello spettro elettromagnetico. L'occhio umano e' composto da elementi fotosensibili detti coni e bastoncelli. I coni sono maggiormente sensibili alle intensità luminose medio - alte e ai colori mentre i bastoncelli alle basse intensità luminose e non ai colori. I coni presenti in un occhio sono circa 10 milioni e sono concentrati maggiormente in un'area di 17 mm sul fondo dell'occhio, permettendo una visione chiara in un angolo solido di 30 intorno all'asse ottico. I bastoncelli sono circa 100 milioni e sono distribuiti in maniera più uniforme. Le unità del flusso luminoso vengono espresse il lux.

5 ELEMENTI DI OTTICA Le lenti vengono utilizzate in TVCC per concentrare la luce in opportuni punti detti fuochi. Le distanze di tali fuochi dalla lente vengono dette distanza focali. Le lenti possono essere combinate per ottenere le caratteristiche desiderate. Le lenti a fuoco fisso, o lenti fisse, focalizzano immagini a una distanza prefissata.

6 ELEMENTI DI OTTICA Ogni lente è caratterizzata da una sua funzione di trasferimento del contrasto detta MTF (Modulation Transfer Function) che ne misura la capacità risolutiva. Essa dipende dal tipo di materiale usato e dalla precisione nella sua lavorazione.

7 ELEMENTI DI OTTICA Per regolare la quantità di luce che entra attraverso un sistema di lenti si utilizza un foro a diametro variabile, detto iride, che può essere regolato manualmente (luce costante interno) o elettronicamente (luce variabile esterno). Per misurare la quantità di luce che una lente lascia passare si utilizza il numero F.

8 ELEMENTI DI OTTICA Le lenti sono primariamente caratterizzate dalla loro focale f. Per calcolarla, una volta note le dimensioni L dell'oggetto, la distanza D della telecamera dall'oggetto e la dimensione Lccd dell'elemento di ripresa, si può utilizzare la seguente formula approssimata: f = Lccd D/L.

9 VIDEOSORVEGLIANZA TVCC ELEMENTI DI OTTICA LENTI CON IRIDE MANUALE LENTI CON ZOOM LENTI CON IRIDE AUTOMATICO

10 STANDARD VIDEO L'immagine video viene suddivisa in linee orizzontali, composte da elementi discreti detti pixel. Il numero di pixel che compongono una linea rappresenta la risoluzione orizzontale mentre il numero di linee rappresenta la risoluzione verticale.

11 STANDARD VIDEO L'occhio umano richiede di vedere un certo numero di immagini al secondo che dipende dalla luminosità delle immagini stesse, al di sotto del quale la scena non appare e più fluida e risulta caratterizzata da un tipico sfarfallamento. Sistema CCIR/PAL (Europa): 50 quadri/sec, 625 linee. Sistema CCIR/SECAM (Francia): 50 quadri/sec, 625 linee. Sistema EIA/NTSC (USA): 60 quadri/sec, 525 linee. Per trasmettere un segnale a colori è necessario trasmettere sia il segnale relativo alla luminosità (luminanza) sia il segnale relativo al colore (crominanza).

12 TELECAMERE Le telecamere convertono le immagini che la parte ottica focalizza su di esse e le convertono in segnali elettrici secondo gli standard video desiderati (CCIR/PAL, EIA/NTSC). I due tipi di telecamere fondamentali sono: 1) telecamere a tubo: ingombranti, alta tensione di alimentazione, elevato consumo, bassa sensibilità minima (1-2 lux); 2) telecamere a CCD (Charge Coupled Device): ridotte dimensioni, bassa tensione di alimentazione, basso consumo, elevata sensibilità minima (0,1 lux), sensibilità all'infrarosso, otturatore elettronico integrato. IL CCD estrae sequenzialmente le informazioni contenute nei pixel di immagine trasferendo l'immagine integralmente in una zona differente (trasferimento di immagine), trasferendo l'immagine in colonne intramezzate all'interno di essa (trasferimento di trama) o utilizzando entrambi i metodi contemporaneamente.

13 TELECAMERE

14 TELECAMERE I CCD a colori possono essere dotati di tre CCD differenti, uno per ciascun colore o di un solo CCD dove al posto di ogni pixel monocromatico ci sono 3 pixel sensibili ai tre colori fondamentali oppure filtri a mosaico a colori complementari.

15 MONITOR I monitor convertono un segnale video in immagini. I monitor utilizzati nel campo TVCC sono per lo più a tubo catodico.

16 MONITOR Le dimensioni di un monitor si misurano il pollici sulla diagonale (1 pollice=2,54 cm). Esistono altri tipi di monitor che utilizzano i cristalli liquidi o plasma e sono caratterizzati da una ridotta profondità e da un basso consumo elettrico.

17 CENTRALI VIDEO Le centrali video ricevono sugli ingressi i segnali provenienti dalle telecamere in campo e li inviano, secondo modalità prefissate, verso i monitor di visualizzazione. Essi sono in grado di elaborare i segnali di ingresso e di aggiungervi informazioni utili all'identificazione delle immagini quali data, ora e numero di telecamera. MATRICE VIDEO (IN ALTO) E CENTRALE VIDEO (IN BASSO)

18 INTERCONNESSIONI Le interconnessioni in TVCC avvengono principalmente mediante cavo coassiale per distanza al di sotto di qualche centinaia di metri e con fibra ottica per distanza superiori. Il cavo coassiale è un cavo composto da un conduttore interno circondato da una calza metallica esterna la cui funzione è duplice: evitare che il segnale video, data la frequenza, possa irradiarsi nello spazio ed evitare che possano aggiungersi, al segnale, interferenze che ne deteriorerebbero la qualità. La trasmissione può anche avvenire su doppino twistato utilizzando coppi trasmittenti-riceventi.

19 DISPOSITIVI VARI I multiplexer ricevono una serie di immagini da più telecamere e generano due uscite, una di visualizzazione e una di registrazione, alternando ciclicamente le immagini. I motion detector ricevono una serie di immagini in ingresso e controllano che nelle parti programmate di esse non avvengano movimenti. I brandeggi permettono il controllo a distanza della posizione della telecamera installata su di essi. Gli illuminatori all'infrarosso, utilizzati insieme alle telecamere B/N sensibili a tale radiazione, permettono la visione notturna.

20 MEMORIZZAZIONE DELLE IMMAGINI La memorizzazione delle immagini può essere di tipo analogico (multilivello) o digitale (2 livelli). La videoregistrazione analogica utilizza nastri magnetici. La videoregistrazione su nastro magnetico può essere continua o a singoli fotogrammi (time lapse). Nella videoregistrazione digitale si utilizzano opportuni standard di compressione delle immagini, il più noto dei quali è l' MPEG-2, utilizzato anche nei digital video disk (DVD). Le immagini digitali possono essere memorizzate su comuni hard disk da computer ed è possibile accedere ad esse in maniera casuale e rapida e non sequenzialmente e lentamente come nei nastri magnetici.

21 TRASMISSIONE DELLE IMMAGINI La trasmissione delle immagini video in tempo reale richiede canali trasmissivi con larghezza di banda superiore o uguale a quella del segnale stesso (5,5 MHz). Il cavo coassiale trasporta il segnale senza attenuazione significativa e senza richiedere stadi di ripetizione del segnale fino a qualche centinaio di metri. Si utilizzano microonde, radiofrequenza, infrarossi, linee telefoniche ordinarie PSTN (video lento), ISDN, cellulari e fibre ottiche. Microonde Radiofrequenza Infrarossi

22 TRASMISSIONE DELLE IMMAGINI FIBRE OTTICHE Le fibre ottiche sfruttano la capacità delle fibre di vetro di propagare luce al loro interno grazie al fenomeno della riflessione. Esse sono composte da un nucleo centrale (core) e da un rivestimento esterno (cladding). A seconda del profilo di indice di rifrazione si possono avere fibre ottiche a gradino, graduali o multimodo e monomodo.