S&G Seguridad

NOTAS TÉCNICAS

¿Como diseñar un sistema de CCTV? 5° parte

COMO DISEÑAR UN SISTEMA DE CCTV

V PARTE

¿COMO REALIZAMOS LA ELECCION DEL EQUIPO DE GRABACION DE IMÁGENES?

Una vez configurado el Sistema de CCTV, se debe decidir como almacenar durante un período determinado, la información recogida por las cámaras. Si ante un evento es necesario analizar las imágenes grabadas con anterioridad, la calidad y fácil disponibilidad de las mismas resulta fundamental para una correcta evaluación de lo sucedido. Para almacenar las imágenes existen en la actualidad dos métodos:

GRABACION EN CINTA MAGNETICA
GRABACION DIGITAL

Analizaremos las características de ambas alternativas.

GRABACION EN CINTA MAGNETICA

El principio de funcionamiento de la grabación en cinta magnética, consiste en hacer pasar una señal de corriente alterna a través de una bobina con núcleo magnético permeable en forma de anillo. Una pequeña hendidura en el núcleo, permite que el flujo magnético salga del anillo y que el circuito magnético se cierre a través del aire. Este elemento se denomina cabezal y actúa como extractor del campo magnético.

Si hacemos pasar muy cerca del cabezal una cinta fina cubierta con partículas magnéticas que actúan como pequeños imanes, el flujo magnético pasa a través de ella cerrando el circuito. La aplicación al cabezal de una señal de CA modulada permite que las partículas de la cinta puedan polarizarse en varias direcciones dependiendo de la intensidad de corriente y su sentido.

Para trasladar la información a la cinta, ésta debe moverse a velocidad constante sobre el cabezal. Si la cinta permaneciese inmóvil no almacenaría información y sólo registraría un estado final de campo magnético. Cuanto más rápido sea este movimiento y más pequeña la hendidura, se podrá grabar a frecuencias más altas o sea con mayor resolución. Lo expuesto es una descripción muy simplificada de este proceso de grabación.

El inconveniente que se presentaba en los primeros equipos era que para realizar una grabación de video monocromática con un ancho de banda de 3 MHz se requería una velocidad de cinta de 300 cm/seg y 10.800 mts de cinta para 1 hora de grabación. Las videograbadoras VCR (Video Cassette Recorder) actuales, utilizan el sistema VHS de grabación helicoidal y cinta de ½” de ancho.

El objeto del formato VHS (Video Home System) es obtener mayor densidad de información y registrar más tiempo en menor longitud de cinta. En un principio se usaron 2 cabezales de grabación-reproducción opuestos 180º.

Esto permite que la cinta siempre esté en contacto con uno de ellos. Se colocan sobre un cilindro porta cabezales que se encuentra inclinado respecto del desplazamiento longitudinal de la cinta. El cilindro se compone de dos tambores concéntricos, uno fijo y otro móvil giratorio, sobre el cual se encuentran los cabezales.
El tiempo que tarda cada cabezal en iniciar y finalizar su contacto con la cinta, determina el contenido de información. Este tiempo coincide con un campo video. Si en una pista se graba la información del campo impar, esta información es registrada por el cabezal "A", mientras que en la pista vecina, el cabezal "B" imprime el campo par; así sucesivamente se registrará toda la información de un programa. Esto significa que en una rotación completa del cilindro, se grabarán o leerán dos pistas cuyo contenido será las 312,5 líneas de un cuadro para PAL.
La conmutación de cabezas ocurre una vez por campo. Para que ésta conmutación produzca mínima interferencia, el cambio se efectúa sobre las últimas líneas del campo, antes de los pulsos de sincronismo vertical. Vale decir que cada inicio de pista comienza con el pulso de sincronismo vertical.

En la exploración helicoidal se consigue una velocidad alta cinta-cabezal, mientras la cinta avanza lentamente. La velocidad de la cinta es de 2,339 cm/s, en cambio el cabezal frente a la cinta se desplazará a la velocidad tangencial del cilindro.
El cilindro gira a 1500 rpm en PAL y equivale a 25 vueltas por segundo.

Con esta velocidad se logra un ancho de banda aceptable para la grabación de video. En la cinta con formato VHS de ½”, cada uno de los surcos inclinados de grabación tiene 0,049 mm de ancho y 100 mm de longitud. En este espacio tiene que grabarse la información de 312,5 líneas de TV para PAL. Por lo tanto es muy importante que la cinta tenga excelente calidad mecánica y magnética.

La VCR graba con un ancho de banda que depende del tamaño del tambor de video, de la velocidad de rotación y de la calidad de la cinta. El ancho de banda máximo que admite por sus características el formato VHS para una señal color es de 3 MHz, que corresponde a 240 líneas de resolución horizontal. Para una señal B/N la resolución llega a 300 líneas.

Actualmente la mayoría de las VCR trabajan con 4 cabezales. Hay modelos que han incorporado el formato SUPER VHS cuyo desarrollo permite grabar con un ancho de banda de 5 MHz correspondiente a 400 líneas de resolución. Las videograbadoras hogareñas no poseen indicación de fecha y hora ni entradas de alarma y sincronismo, siendo 10 hs el máximo que pueden grabar en PAL.

Para la grabación de imágenes provenientes de Sistemas de Seguridad, se utilizan los equipos VCR TIME LAPSE o videograbadoras por lapso de tiempo. La VCR TL puede grabar hasta 960 hs en una sola cinta de 180 minutos en PAL. La mayoría de los equipos permite seleccionar el modo de grabación en 3, 6, 12, 24, 48,72, 96, 120, 168, 240, 480, 720 y 960 hs.

Hasta el modo 12 hs, la cinta se mueve con velocidad continua, después de lo cual, comenzando con la de 24 horas, se mueve por impulsos de tiempo determinado. Esto se logra con un motor que mueve la cinta en pasos discretos, mientras el tambor rota constantemente.

El tiempo que transcurre entre los pasos discretos con los que gira la cinta, se incrementa según el modo de grabación. Las cintas rotuladas con la letra “E” tienen tiempos especificados de duración para norma PAL, mientras los que tienen letra “T” especifican tiempos para la norma NTSC.

Si se utiliza una cinta E 180 especificada para 180 minutos o 3 hs de grabación en PAL, para grabar en TIME LAPSE modo 24 Hs, el intervalo de grabación de video o refresco de imagen se produce cada 0,16 seg. En el modo 120 hs el refresco de imagen es de 0,8 seg. y en 960 hs 6,4 seg.

En modo TL, la VCR no graba las imágenes en tiempo real ya que no registra 50 campos por segundo. Para PAL en modo 24 hs se graban 6,25 campos por segundo y en modo 960 hs sólo 0,156 campos por segundo.

Como se mencionó en otra nota, si se utiliza un multiplexor vinculado a una VCR TL con una sola cámara y de acuerdo a los valores mencionados anteriormente se grabará un campo cada 0,16 seg. en PAL. Si hay por ejemplo 8 cámaras en el sistema, para calcular el índice de restauración de cada cámara, se debe multiplicar 8 x 0,16 = 1,28 seg. En la práctica este tiempo es de 1,5 a 2 seg. Si fueran 16 cámaras aproximadamente 4 seg. Consecuentemente en otros modos de grabación, los tiempos de refresco de imagen son apreciablemente más largos.

Es muy importante tener en cuenta estos valores cuando se debe analizar una grabación luego de ocurrido un evento. Dependiendo del modo en que se ha grabado, se pierde mayor o menor cantidad de información.

Se puede grabar y reproducir en cualquier forma. Una cinta grabada en modo TL, se puede reproducir en movimiento rápido en el modo 3 hs. Asimismo una cinta grabada en modo 3 hs, puede reproducirse en cámara lenta en modo TL. Además hay modelos que permiten una reproducción cuadro por cuadro.

Las VCR TL cuentan con una entrada de alarma externa, que ante un disparo cambian de modo TL a TIEMPO REAL por un período determinado. Esto permite grabar sin pérdida de información en momentos críticos. Además la búsqueda se simplifica al poder realizar un listado de los eventos de alarma.

Si la VCR TL graba sólo en ocasión de alarma, la duración de la cinta supera las 960 hs. De todas maneras es aconsejable que siempre esté grabando en modo TL y conmute a TIEMPO REAL ante una alarma para evitar la inercia del mecanismo en el arranque y no perder cuadros.

Hay marcas que disponen también la búsqueda por fecha y hora. Cuando la cinta se ha grabado totalmente, se puede programar la VCR para que finalice la grabación o se rebobine y reinicie, sobreimprimiendo las imágenes anteriores.

Por seguridad no se aconseja grabar períodos muy largos con una sola cinta, debido a que en caso de daño o extravío se perdería información importante. Conviene tener por ejemplo cintas para días pares y cintas para días impares o por semana, etc.

Los cabezales de las VCR tienen una vida útil de 10.000 hs, lo que equivale a más de un año de grabación en forma continua. Por tal motivo los fabricantes aconsejan reemplazarlos transcurrido dicho período.

Es importante tener en cuenta la calidad de la cinta que se utiliza y el esquema de mantenimiento recomendado por el fabricante. La cinta desprende con el uso, partículas microscópicas de material magnético que ensucian los cabezales. Cuanto mejor es la calidad de la cinta menor es este efecto.

El polvo ambiental también se acumula con el uso en los cabezales y con el tiempo impide un buen contacto con la cinta, degradando la grabación y reproducción.

Por lo tanto es muy importante realizar el mantenimiento periódico de limpieza sugerido por los fabricantes para prolongar la vida útil del equipo.

Si bien los equipos de grabación analógica VCR TL son los más difundidos en este momento, el avance de la tecnología digital hace que ya tengamos en el mercado alternativas disponibles con gran variedad de prestaciones.

GRABACION DIGITAL

La grabación digital ofrece una serie de ventajas con respecto a la grabación en cinta magnética. En las VCR TL la información no puede ser procesada y la calidad de reproducción de las imágenes es siempre inferior a la original. No se tiene acceso rápido y directo a una toma determinada y requieren mantenimiento periódico.

En cambio las imágenes digitales, además de ser mucho más inmunes al ruido, mantienen inalterable su calidad luego de muchas visualizaciones. La cinta, ante la reproducción reiterada en el análisis de un evento, se degrada rápidamente. La desventaja es que hoy todavía el costo es superior al de grabación en VCR TL.

Para grabar digitalmente una imagen en color de alta definición correspondiente a un cuadro de TV sin compresión, necesitaríamos 1.282 KB. Pero si se quiere grabar en tiempo real y reproducir archivos de ese tamaño, se necesitaría para PAL 1.282KB x 25 campos por segundo, lo que equivaldría a 31 MB/seg.

Como se deduce del análisis de estas magnitudes, no se pueden almacenar digitalmente imágenes sin procesar. La solución práctica consiste en comprimir las imágenes, para lo cual se han desarrollado distintos estándares de compresión de video que permiten la recuperación de la información con una calidad aceptable.

Los tipos más comunes son:

MPEG-1
MPEG-2
MPEG-4
WAVELET

El análisis de cada uno de ellos lo desarrollaremos en la próxima edición del catálogo.