Tài liệu Công nghệ giám sát sử dụng camera ứng dụng thiết kế hệ thống giám sát cho các siêu thị

LÊ VĂN THANH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI --------------- KỸ THUẬT VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG CÔNG NGHỆ GIÁM SÁT SỬ DỤNG CAMERA ỨNG DỤNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHO CÁC SIÊU THỊ LÊ VĂN THANH 2018 - 2020 HÀ NỘI - NĂM 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI --------------- LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ GIÁM SÁT SỬ DỤNG CAMERA ỨNG DỤNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHO CÁC SIÊU THỊ LÊ VĂN THANH Chuyên ngành: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Mã ngành: 8520203 Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VŨ SƠN HÀ NỘI - NĂM 2021 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu và làm việc khẩn trương dưới sự hướng dẫn tận tình của TS. Nguyễn Vũ Sơn luận văn này đã được hoàn thành. Tôi chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Vũ Sơn đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Khoa sau đại học, các thầy giáo, cô giáo - Trường đại học Mở Hà Nội, đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong việc thực hiện điều tra, tìm hiểu về các kiến thức chuyên môn, tài liệu nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình. Tôi cũng chân thành cảm ơn tất cả bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã dành tình cảm, động viên, tạo điều kiện để tôi đạt được kết quả như ngày hôm nay. Trong quá trình nghiên cứu, luận văn không tránh khỏi khiếm khuyết. Kính mong sự chỉ dẫn và góp ý của các thầy giáo, cô giáo và các đồng nghiệp để kết quả nghiên cứu tiếp theo được hoàn thiện hơn. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Học viên Lê Văn Thanh 2 LỜI CAM ĐOAN Sau gần hai năm học tôi lựa chọn đề tài “Công nghệ giám sát sử dụng Camera và ứng dụng thiết kế hệ thống giám sát cho các siêu thị” làm đề tài luận văn tốt nghiệp. Đến nay tôi đã hoàn thành xong đề tài, đây là kết quả nỗ lực của bản thân và sự hướng dẫn tận tình của TS.Nguyễn Vũ Sơn. Tôi cam đoan những gì mà tôi viết trong luận văn này là do sự tìm hiểu và nghiên cứu của bản thân; mọi kết quả nghiên cứu cũng như ý tưởng của các tác giả khác nếu có đều được trích dẫn nguồn gốc cụ thể. Luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng tôi, cho đến nay chưa đượcbảo vệ tại bất kỳ một hội đồng bảo vệ luận văn thạc sỹ nào và chưa được công bố trên bất kỳ một phương tiện thông tin nào. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những gì mà tôi đã cam đoan ở trên đây. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Học viên Lê Văn Thanh 3 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. 0 LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ 3 MỤC LỤC ........................................................................................................................ 4 DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................... 6 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.......................................................................................... 6 MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG GIÁM SÁT DÙNG CAMERA .. 10 1.1. Khái niệm Camera .................................................................................. 10 1.2. Phân loại camera giám sát ...................................................................... 11 1.2.1. Phân loại theo kỹ thuật đường truyền .............................................. 11 1.2.2. Phân loại theo kỹ thuật hình ảnh ...................................................... 13 1.2.3. Phân loại theo công nghệ cảm biến ................................................. 14 1.2.4. Phân loại theo tính năng sử dụng ..................................................... 16 1.3. Ứng dụng của camera ............................................................................. 19 1.3.1. Lĩnh vực nghiên cứu không gian ..................................................... 20 1.3.2. Lĩnh vực thám hiểm các đại dương và địa tầm trái đất ................... 21 1.3.3. Lĩnh vực quân sự và an ninh ............................................................ 21 1.3.4. Lĩnh vực y tế .................................................................................... 22 1.3.5. Lĩnh vực giao thông ......................................................................... 23 1.3.6. Lĩnh vực giáo dục ............................................................................ 23 1.3.7. Ứng dụng trong cuộc sống ............................................................... 24 1.4. Kết luận chương 1 ..................................................................................... 24 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG CAMERA IP VÀ MÔ HÌNH TCP/IP ................................ 25 2.1. Mô hình TCP/IP ..................................................................................... 25 2.1.1. Tổng quát về TCP/IP ....................................................................... 25 2.1.2. Giao thức TCP/UDP ........................................................................ 28 4 2.2.3. Giao thức IP (Internet Protocol) ...................................................... 33 2.2. Camera IP ............................................................................................... 37 2.2.1. Khái niệm và lịch sử phát triển ........................................................ 37 2.2.2. Cấu tạo ............................................................................................. 38 2.2.3. Nguyên lý hoạt động ........................................................................ 41 2.2.4. Các thông số kỹ thuật....................................................................... 42 2.2.5. Ưu nhược điểm của camera IP......................................................... 43 2.3. Kết luận chương 2 .................................................................................. 44 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHO SIÊU THỊ THÀNH ĐÔ ........................................................................................................... 45 3.1. Thực trạng .............................................................................................. 45 3.2. Một số mô hình hoạt động ...................................................................... 45 3.2.1. Mô hình hệ thống đơn giản .............................................................. 45 3.2.2. Mô hình hệ thống kết hợp ................................................................ 47 3.2.3. Mô hình hệ thống tích hợp công nghệ cao....................................... 48 3.2.4. Mô hình hệ thống ma trận ................................................................ 49 3.2.5. Mô hình hệ thống camera IP ............................................................ 50 3.3. Giải pháp thiết kế mô hình giám sát từ xa .............................................. 51 3.3.1. Đặc tả hệ thống ................................................................................ 51 3.3.2. Phân tích hệ thống............................................................................ 51 3.3.3. Thiết kế hệ thống ............................................................................. 54 3.3.4 Triển khai hệ thống ........................................................................... 58 3.3.5 Kết quả thực hiện ................................................................................ 62 3.4. Kết luận chương 3 .................................................................................. 64 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..................................................................... 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 66 5 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Tiêu cự của ống kính ..................................................................................... 39 Bảng 2.2: Góc quan sát .................................................................................................. 43 Bảng 3.1Bảng so sánh các loại camera .......................................................................... 61 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. Cấu tạo trong cơ bản ...................................................................................... 10 Hình 1.2 Camera giám sát có dây và đầu ghi hình ........................................................ 12 Hình 1.3: Camera không dây ......................................................................................... 12 Hình 1.4: Hệ thống camera CCTV ................................................................................. 14 Hình 1.5: Hệ thống camera IP ........................................................................................ 14 Hình 1.6: Camera CCD .................................................................................................. 15 Hình 1.7: Camera CMOS ............................................................................................... 16 Hình 1.8: Mini Camera .................................................................................................. 17 Hình 1.6: Camera áp trần ............................................................................................... 17 Hình 1.7: Speed - Dome Camera ................................................................................... 18 Hình 1.8: Camera quan sát hồng ngoại .......................................................................... 18 Hình 1.9: Camera 3D ..................................................................................................... 19 Hình 1.10: Camera 3D tí hon ......................................................................................... 19 Hình 2.1: mô tình TCP/IP .............................................................................................. 25 Hình 2.2: Mô hình tham chiếu OSI ................................................................................ 26 Hình 2.3: Cấu trúc gói tin TCP ...................................................................................... 29 Hình 2.9: Ba bước bắt đầu kết nối TCP ......................................................................... 31 Hình 2.4: Bốn bước kết thúc kết nối TCP ...................................................................... 31 Hình 2.5: Cấu trúc gói tin UDP [4] ................................................................................ 32 Hình 2.6: IPv4 header .................................................................................................... 35 Hình 2.7: Ống kính ......................................................................................................... 38 Hình 2.8: Fixed lens ....................................................................................................... 39 Hình 2.9: Varifocal lens ................................................................................................. 39 Hình 2.10: Zoom lens ..................................................................................................... 40 Hình 2.11: Cấu trúc camera IP ....................................................................................... 41 6 Hình 3.1: Mô hình hệ thống đơn giản ............................................................................ 46 Hình 3.2: Mô hình hệ thống kết hợp .............................................................................. 47 Hình 3.3: Mô hình hệ thống tích hợp công nghệ cao ..................................................... 48 Hình 3.4: Mô hình hệ thống ma trận .............................................................................. 49 Hình 3.5: Mô hình hệ thống camera IP .......................................................................... 50 Hình 3.6: Mô hình giám sát từ xa sử dụng camera analog và camera IP ...................... 54 Hình 3.7: Sơ đồ cấu trúc hệ thống camera ..................................................................... 55 Hình 3.8: Mô hình hoạt động hệ thống .......................................................................... 57 Hình 3.9: Tầng 1 của siêu thị ......................................................................................... 59 Hình 3.10: Tầng 3 của siêu thị ....................................................................................... 59 Hình 3.11: Giao diện máy tính ....................................................................................... 62 Hình 3.12: Giao diện điện thoại ..................................................................................... 63 Hình 3.13: ảnh người chuyển động ................................................................................ 64 Hình 3.14: Thời gian lưu trữ tối đa và nhân công giám sát ........................................... 64 7 MỞ ĐẦU Xu hướng phát triển công nghệ giám sát đang là cuộc cách mạng công nghệ cao hiện nay trên thế giới. Một loạt giải pháp được kết hợp trong giám sát nhằm đưa ra các biện pháp đảm bảo an toàn cho xã hội và an ninh quốc gia. Chính vì vậy việc sử dụng hệ thống giám sát là sự lựa chọn tối ưu và được ứng dụng rộng rãi trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng do những lợi ích to lớn mà công nghệ này mang lại đối với sự phát triển khoa học công nghệ và kinh tế xã hội. Các hệ thống giám sát sử dụng camera được đưa vào sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống như: hệ thống camera giám sát giao thông, hệ thống camera giám sát cho gia đình, siêu thị, trường học… Hệ thống camera quan sát đầu tiên được cài đặt bởi Siemens AG tại Test Stand VII trong Peenemünde, Đức vào năm 1942, để quan sát quá trình phóng của tên lửa V-2 Ở Mỹ, hệ thống camera quan sát thương mại đầu tiên đã có từ năm 1949, được gọi là Vericon. Có rất ít thông tin về Vericon ngoại trừ nó được quảng cáo là không cần giấy phép của chính phủ. Xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1973 ở quảng trường Times thành phố New York, hệ thống camera quan sát được lắp đặt để ngăn chặn tội phạm đang phát triển trong khu vực. Cho đến những năm 1980 - 1990 thì việc dùng camera quan sát bắt đầu phát triển rộng trên khắp cả nước đặc biệt là ở các khu vực công cộng. Người đầu tiên sử dụng khái niệm camera quan sát tại Vương quốc Anh là vua Lynn, Norfolk. Trong những thập kỷ gần đây, việc sử dụng camera giám sát ở những không gian công cộng càng ngày càng phổ biến, đặc biệt là ở Anh. Đầu những năm 2000 trở về trước camera quan sát phổ biến là những loại chỉ cho hình ảnh trắng đen và khung hình với tốt độ hết sức chậm. Ban đêm hình ảnh mờ nhạt rất khó quan sát. 8 Sau những thập kỷ phát triển của máy chụp ảnh kỹ thuật số thì đến đầu thế kỷ 21 các camera quan sát đồng loạt ra đời với tốc độ phát triển nhanh chưa từng thấy. Với sự góp sức của kỹ thuật số và chip điện tử mà camera quan sát ngày càng được hiện đại hoá và đưa ra những phiên bản và tính năng vượt trội. Trong tương lai gần, camera quan sát được ứng dụng phổ biến trong tất cả các căn nhà và các công ty trong việc giám sát, quản lý và bảo vệ tài sản tại các Siêu Thị. Dưới sự hỗ trợ của camera quan sát thì việc giám sát giao thông trên các tuyến đường, giám sát an ninh tại các khu vực nhạy cảm trong thành phố và quản lý nhân sự tại các công ty trở nên đơn giản và hiệu quả. Để phát triển công nghệ giám sát dùng camera cần thiết có một mô hình sản phẩm đáp ứng yêu cầu của hệ thống hạ tầng, dựa trên nhu cầu thiết thực hiện nay một loạt các siêu thị, các cửa hàng tiện ích, cửa hàng bán lẻ của các tập đoàn lớn như: Vingroup, BigC, Coopmart…đang không ngừng mở rộng hàng ngày, tác giả đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ giám sát sử dụng Camera và ứng dụng thiết kế hệ thống giám sát cho các siêu thị” 9 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG GIÁM SÁT DÙNG CAMERA Chương này trình bày về khái niệm, cấu tạo, phân loại và ứng dụng của một camera quan sát, từ đó làm tiền đề để phát triển một hệ thống giám sát hoàn thiện. 1.1. Khái niệm Camera Camera giám sát giống như một máy ảnh dùng dụng cụ quang học ghi lại hình ảnh, hình ảnh này có thể được lưu trữ trực tiếp hoặc chuyển đến một vị trí khác, hoặc cả hai. Những hình ảnh này có thể là bức ảnh tĩnh hoặc hình ảnh chuyển động như video hoặc phim. Nói một cách khác đơn giản nhất thì camera là một thiết bị theo dõi và ghi hình, những hình ảnh được ghi lại trong một khoảng thời gian nào đó đồng thời lưu trữ hình ảnh và sau đó xem lại bất cứ khi nào. Một camera cơ bản bao gồm: cảm biến quang học (cảm biến chuyển tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện), bộ xử lý ảnh và nguồn cung cấp. Mỗi camera thường có ba dây: Dây tín hiệu hình, RS485 và dây cấp nguồn.[5] Hình 1.1. Cấu tạo trong cơ bản 10 1.2. Phân loại camera giám sát Có thể phân loại camera giám sát theo bốn cách:  Phân loại theo kỹ thuật đường truyền  Phân loại theo kỹ thuật hình ảnh  Phân loại theo công nghệ cảm biến  Phân loại theo tính năng sử dụng 1.2.1. Phân loại theo kỹ thuật đường truyền Theo kỹ thuật đường truyền có thể chia camera làm hai loại: Camera có dây và camera không dây. Camera có dây Camera có dây là loại camera được sử dụng và truyền tín hiệu trên dây cáp đồng trục khoảng 75Ω - 1V, dây cáp C5. Sử dụng camera có dây là giải pháp an toàn, tín hiệu bảo mật cao và được áp dụng cho khu vực với địa hình bằng phẳng và ngắn. Tuy nhiên khi truyền với khoảng cách xa hơn 300m thì cần có bộ khuếch đại để tránh tín hiệu đường truyền bị suy hao dẫn đến chất lượng hình ảnh không tốt. Camera có dây thường dùng giải pháp hữu tuyến, giải pháp này có chức năng quan sát, ghi nhận, thu hình trực tiếp các sự kiện, các diễn biến xảy ra nơi công cộng, sau đó truyền về trung tâm xử lý và điều khiển. Để đáp ứng được yêu cầu công tác nghiệp vụ, hệ thống camera giám sát được tổ chức gồm các bộ phận chính sau: các thiết bị xử lý và điều khiển ở trung tâm, các camera, thiết bị thu phát để nhận tín hiệu video và tín hiệu điều khiển từ camera sau đó truyền về trung tâm thông qua hệ thống truyền dẫn cáp quang.[9] 11 Hình 1.2 Camera giám sát có dây và đầu ghi hình Camera không dây Camera không dây là loại camera được sử dụng truyền tín hiệu không cần dây cáp đồng trục, tuy nhiên vẫn có dây nguồn. Hệ thống camera không dây có ưu điểm là dễ thi công lắp đặt, tuy nhiên hệ số an toàn không cao. Loại camera này thường được lắp đặt tại nơi có địa hình phức tạp và khoảng cách xa, khó đi dây từ camera đến các thiết bị quan sát (giám sát). Đối với khoảng cách xa hàng chục km cần phải sử dụng thiết bị đặc biệt hoạt động ở tần số cao và gia thành khá đắt. Tuy nhiên đây là loại camera được đánh giá là không an toàn dễ bị bắt sóng hoặc bị ảnh hưởng nhiễu bởi các nguồn sóng khác như sóng điện thoại di động, thời tiết. Hình 1.3: Camera không dây Camera không dây sử dụng giải pháp vô tuyến, đây là giải pháp hiển thị hình ảnh giám sát thông qua giao diện kết nối ra của máy tính quản lý, theo phương thức E- LAN. Với phần mềm và bộ mã hoá tăng cường được tích hợp sẵn trong máy tính cho phép hiển 12 thị các hình ảnh của camera lên màn hình cỡ lớn mà vẫn đảm bảo hình ảnh trung thực, không bị vỡ hình. Hệ thống bao gồm các thành phần chính như sau: Camera giám sát, thiết bị phát vô tuyến truyền tín hiệu, bộ định tuyến vô tuyến không dây, bộ thu phát vô tuyến băng rộng trạm gốc, trung tâm thu điều khiển. Camera không dây sử dụng sóng vô tuyến RF để truyền tín hiệu, tần số thường dao động từ 1,2 MHz đến 2,4MHz 1.2.2. Phân loại theo kỹ thuật hình ảnh Theo kỹ thuật này có thể phân loại theo hai cách: Camera analog và camera IP. Camera analog (CCTV) Hệ thống CCTV cơ bản bao gồm camera analog dùng để giám sát, thiết bị lưu trữ, điều khiển camera và thiết bị hiển thị. Nhiều camera được kết nối bằng dây tín hiệu đến một đầu ghi hình khoảng 16 cổng hoặc 1 matrix chuyển mạch cho nhiều cổng hơn và nhiều màn hình quan sát hơn. Đầu ghi hình hoặc matrix được nối đến modem bằng dây mạng để ra ngoài internet. Hệ thống này được ghi hình băng từ xử lý tín hiệu analog, xử lý tín hiệu vector màu. Hệ thống này còn một kiểu kết nối bằng dây tín hiệu đến card ghi hình được gắn trên máy tính, camera được bố trí tại các khu vực cần quan sát, truyền hình ảnh liên tục về trung tâm điều khiển. Tại trung tâm điều khiển, các dữ liệu hình ảnh này sẽ được lưu trữ trong bộ ghi hình và hiển thị trên các màn hình quan sát. Đồng thời tại trung tâm cũng tích hợp các thiết bị điều khiển giúp điều khiển linh hoạt camera. Hình ảnh từ các camera có thể được ghi theo nhiều chế độ như ghi liên tục, ghi theo thời gian hoặc ghi theo sự kiện (chuyển động, cảnh báo ngoài…), để khi có bất kỳ sự cố nào xảy ra bảo vệ hoặc người có trách nhiệm có thể dễ dàng kiểm tra lại thời điểm xảy ra sự cố, qua đó có thể xác định nguyên nhân hoặc lấy đó làm bằng chứng trước pháp luật. [3] 13 Hình 1.4: Hệ thống camera CCTV Camera IP Hệ thống sử dụng camera IP được xây dựng như một hệ thống xử lý độc lập do có bộ vi xử lý được tích hợp bên trong. Camera IP bắt tín hiệu hình ảnh analog nhưng ngay lập tức nó chuyển đổi sang tín hiệu số và nén ảnh ngay chính tại camera, sau đó mới truyền đi qua mạng IP sử dụng giao tiếp Ethernet. Hình 1.5: Hệ thống camera IP 1.2.3. Phân loại theo công nghệ cảm biến Theo công nghệ cảm biến có thể phân loại theo hai cách: Camera quan sát CCD (Charge Couple Device) và camera quan sát CMOS (complementary metal oxide semiconductor). 14 Camera quan sát CCD (Charge Couple Device) Camera quan sát CCD sử dụng kỹ thuật CCD để nhận biết hình ảnh. CCD là tập hợp những ô tích điện có thể cảm nhận ánh sáng sau đó chuyển tín hiệu ánh sáng sang tín hiệu số để đưa vào các bộ xử lý. Những ô tích điện là một mạng lưới các điểm bắt sáng được phủ lớp bọc màu (Đỏ-Xanh lục-xanh dương), mỗi điểm ảnh chỉ bắt một màu. Do đó, khi chụp ảnh ánh sáng qua ống kính được lưu lại trên bề mặt chíp cảm biến 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 bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số, cuối cùng đưa vào bộ xử lý để tái hiện hình ảnh đã chụp. Việc đọc thông tin theo hàng lần lượt một này khiến cho chíp CCD có bất lợi đó là tốc độ xử lý hoàn thiện một bức ảnh khá chậm, ảnh ở một số vùng dễ bị thừa sáng hoặc thiếu sáng. Để xử lý vấn đề này, một bộ đọc ảnh có kích cỡ bằng mạng lưới các hạt sáng được bổ sung xen kẽ để làm tăng tốc độ xử lý ảnh mà không bị suy giảm chất lượng, do đó quá trình đọc ảnh chỉ qua một lần đổ dữ liệu. Sự cải thiện này đòi hỏi phải có thêm không gian trên chip. Việc sản xuất chip CCD cần thiết bị, phòng lab chuyên dụng khiến cho giá thành của chip rất đắt. Camera CCD có đường chéo màn hình cảm biến tính bằng inch và kích thước màn hình cảm biến lớn. Hình 1.6: Camera CCD Camera quan sát CMOS (complementary metal oxide semiconductor) 15 Camera quan sát CMOS là loại camera có màn hình cảm ứng bằng chất bán dẫn có bổ xung oxit kim loại, cạnh mỗi điểm bắt sáng đã có sẵn mạch điện bổ trợ do đó người ta có thể tích hợp các quy trình xử lý ảnh như bộ chuyển đổi analog/digital, cân bằng trắng vào mạch bổ trợ này để dễ dàng tích hợp ngay quá trình xử lý điểm ảnh và đồng loạt truyền tín hiệu số về bộ xử lý để tái hiện hình ảnh đã chụp. Các điểm ảnh đa chức năng này đều có khả năng tự làm việc. Cũng do khả năng này mà người ta có thể chỉ tương tác với một vùng pixel nhất định của chip cảm b iến. Vì có khả năng tích hợp cao nên bản mạch sẽ tiết kiệm không gian, không cần chip bổ trợ. CMOS tiết kiệm điện năng, sản xuất dễ dàng, không cần phòng lab chuyên dụng, giá thành rẻ. Tuy nhiên nó có nhược điểm là khó đảm bảo tính đồng nhất của mỗi mạch khi khuếch đại làm cho ảnh có mật độ nhiễu nhất định, làm cho ảnh bị mất thông tin tại một số vùng dẫn đến độ phân giải không cao. Hình 1.7: Camera CMOS Thông thường, cảm biến CCD được sử dụng khi thiết bị yêu cầu chất lượng hình ảnh tốt còn cảm biến CMOS được sử dụng khi thiết bị yêu cầu tiêu thụ điện năng ít và chi phí sản phẩm thấp. 1.2.4. Phân loại theo tính năng sử dụng Theo tính năng này có thể chia làm bốn loại: Mini camera hay camera ngụy trang, camera PTZ, camera quan sát hồng ngoại (IR camera) và camera 3D. Mini camera hay camera ngụy trang Đây là loại camera có kích thước nhỏ và rất nhỏ dùng lắp đặt những nơi mà người sử dụng không muốn người khác biết đang bị giám sát. Loại này có thể được ngụy trang 16 trong tượng, tranh, đồng hồ… có màu và nghe được âm thanh. Ngày nay camera mini được sử dụng để trở thành thiết bị phát hiện khói trong báo cháy. Hình 1.8: Mini Camera Camera PTZ Camera PTZ là loại camera thông dụng, có khả năng điều chỉnh phóng to, thu nhỏ, kéo xa gần, nhờ vào ống kính quang học và điều khiển kỹ thuật số. Camera PTZ gồm: Camera áp trần và Speed - Dome Camera + Camera áp trần (Dome Camera): có hình bán nguyệt và thường đặt trong gia đình, cây rút tiền, trong văn phòng, … và được gắn ốp trên trần nhà. Đây là loại camera có khả năng bảo mật cao. Hình 1.6: Camera áp trần + Speed - Dome Camera: đây là loại cao cấp hơn, tốc độ điều khiển nhanh hơn, lấy cận cảnh với tầm chính xác cao theo từng góc và thường được sử dụng để theo dõi đối tượng với nhiều vị trí mà không cần điều khiển nhiều. 17 Hình 1.7: Speed - Dome Camera Camera quan sát hồng ngoại (IR camera) Camera quan sát hồng ngoại tự động cân bằng độ sáng chói của ngày và đêm, sử dụng trong trường hợp nơi quan sát ánh sáng yếu hoặc không có ánh sáng vẫn có thể nhìn rõ mọi vật với hình ảnh trắng đen. Khoảng cách quan sát phụ thuộc vào công suất của đèn hồng ngoại. Camera quan sát hồng ngoại cho phép quan sát trong phạm vi từ 10m đến 300m. Loại này dùng để lắp đặt cho kho hàng, bãi giữ xe, cổng ra vào nhà máy, xưởng, xí nghiệp, nhà biệt thự. Hình 1.8: Camera quan sát hồng ngoại Camera 3D Camera 3D bao gồm hai thấu kính và hai cảm biến. Hình ảnh 3D được hiển thị nhờ một bộ vi xử lý tích hợp trong camera giúp tách lớp, để rồi hợp nhất hình ảnh từ sự sai biệt mà hai cảm biến nhận được qua hai góc độ khác nhau. Hiệu ứng đặc biệt này được tạo dựng thông qua chiếc camera FinePix REAL 3D W1 khi nhìn vào màn hình LCD kích cỡ 2,8 inch ở phía sau camera. 18 Hình 1.9: Camera 3D Ngày nay nhờ vào công nghệ hiện đại và tiên tiến các bác sĩ tại bệnh viện đa khoa Massachusetts vừa phát minh ra một chiếc camera 3D có kích cỡ tí hon nhằm phục vụ cho việc nội soi chẩn đoán cũng như phẫu thuật. Với sự ra đời của thiết bị này, việc tìm kiếm những khối u nhỏ trong ung thư thực quản sẽ trở nên đơn giản hơn rất nhiều. Mặt khác, nó cũng giảm bớt sự đau đớn của bênh nhân trong quá trình thăm khám. Chiếc camera 3D này đủ nhỏ để có thể dễ dàng nuốt trôi. Nó sẽ nhanh chóng cung cấp những hình ảnh chính xác và rõ nét nhất. Nhờ đó, bất cứ những thay đổi bất thường nào của bộ phận này cũng sẽ dễ dàng được phát hiện. Hình 1.10: Camera 3D tí hon 1.3. Ứng dụng của camera Với chức năng cơ bản là quan sát và ghi hình, camera được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực giám sát khác nhau của mọi mặt của xã hội điển hình là nghiên cứu không gian, thám hiểm đại dương và địa tầng trái đất, quân sự và an ninh, y tế, giáo dục và đời sống... 19