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Normalmente si pensa che se esiste una telecamera, allora sia possibile riconoscere qualsiasi persona ripresa all’interno dell’inquadratura. Questa interpretazione errata è in molti casi forviata dalla da scene di Film, Telefilm e Fiction, dove vengono fatti vedere sistemi di ricostruzione delle immagini assai fantasiosi ed improbabili.
Abbandonando le fiction e la fantascienza, torniamo alla realtà.
Le immagini riprese da una video camera con sensore CCD o CMOS non HD hanno un numero di righe espresso in TVL che va dalle 400 TVL alle 580 TVL (attualmente), questo determina che l’immagine riprodotta a video ha una definizione che permette di identificare in modo univoco una persona se questa è riprodotta dalla testa ai piedi per tutta l’altezza del monitor (100%) e di poter riconoscere un persona se questa è riprodotta a video al 50% dell’altezza, con immagini non compresse.

Sagome riprese da telecamera di videosorveglianza

Quindi, in questo caso stiamo parlando della sola inquadratura e non dell’immagine compressa e decompressa a posteriori. Quindi, se in un determinato sito, si vuole riprendere un’area da proteggere, non si pensi di utilizzare ottiche di tipo wide (grandangolo) se poi i soggetti ripresi successivamente sono più piccoli del 50% dell’area ripresa.

Inoltre, nel caso in cui le immagini vengono archiviate su di un supporto digitale DVR o NVR, si pensi che l’immagine non deve essere compressa oltre i 4CIF, altrimenti le proporzioni sono totalmente diverse.

Infine, bisogna dire che: nei casi di sistemi Motion Detection la sagoma non deve essere inferiore al 10% dell’altezza dell’inquadratura, pertanto non si pensi di stressare un sistema di Analisi immagini oltre il limite fisico dell’immagine ripresa da elaborare.

Perché le dimensioni del soggetto possano essere più piccole, si deve scegliere una telecamera con maggior linee TV, oltre le 580 Linee.

In fase preliminare di progettazione di un sistema di videosorveglianza una delle prime domande che ci si pone è: “Digital Video  Recorder (VDR) o Network Video Recorder (NVR)?” Abbandonando a priori ogni altra tecnologia passata, del tipo: Video Recording Time Laps (VHS)

Vediamo di analizzare in primis quali sono le caratteristiche di base di uno e dell’altro sistema.

Dital Video  Recorder (DVR)

E’ un apparato atto alla registrazione delle immagini video su supporto digitale. Di norma è basato su un PC con Software Windows o Linux, con ingressi video analogici (PAL o NTSC), normalmente da 1/4/8/16/24 e 32 ingressi. Il Video segnale in ingresso viene compresso attraverso delle schede di video compressione. Il segnale video digitalizzato viene reso disponibile per l’archiviazione sul supporto, di solito Hard Disk IDE, S-ATA o SCSI.
Diverse modalità di compressione video si sono susseguite negli ultimi anni, dalla compressione di tipo Jpeg, a Motion Jpeg, a Wavelet ed ora nella maggior parte dei casi si utilizza la compressione video MPEG-4. Avrete notato che non ho citato la compressione video MPEG-2, questa nei sistemi di videosorveglianza è stata decisamente ignorata o per lo meno utilizzata in rarissimi casi. Probabilmente non perchè di bassa qualità, ma per il suo framerate (4CIF@25fps=5.000Kbps), che non si sposava con il costo degli Hard Disk e la tecnologia dei PC del momento. Le prestazioni di un DVR possono andare dai 25/50 ai 400fps (immagini per secondo) disponibili comprensivamente per l’apparato e da suddividersi per il numero di telecamere collegate e registrate. Questo significa che un appartato con una velocità complensiva di registrazione di 25fps, potrà registrare al massimo 2,5fps per 10 telecamere collegate. Per registrare fino a 25fps in un DVR da 16 ingressi bisogna avere una velocità di registrazione complessiva di almeno 400fps. Da notare che in molti DVR la velocita di registrazione e la compressione dell’immagine è la stessa utilizzata per la trasmissione su rete.

Network Video Recorder (NVR)

Non lo definirei “un apparato” ma un “sistema di registrazione”, dato che fanno parte di esso diversi apparati, tra cui: le telecamere IP, i video codec, gli switch di rete ed il server di registrazione. Di norma il server di registrazione è una PC di ottime prestazioni ed elevate caratteristiche finalizzate alla registrazione di dati video streaming, che varia di potenza di calcolo dai 120Mbps ai 280Mbps. Un sistema di video registrazione NVR di norma può essere utilizzato sia in piccoli sistemi, anche con una sola telecamera IP, risultando estremamente conveniente se l’infrastruttura di rete è già esistente, ancor di più quando esisteste anche un server che possa accettare il software di video registrazione digitale. Un sistema di registrazione su IP non necessariamente è basato su telecamere IP, dato che il segnale video analogico può essere facilmente digitalizzato da un apparato di video codifica (semplicemente detto “codec”). L’utilizzo di codec esterni alla telecamera permettono di utilizzare liberamente telecamere analogiche con prestazioni diverse, oltre a poter integrare impianti esistenti di tipo tradizionale. Un codec video può codificare le immagini e renderle disponibili con uno streaming video di tipo Unicast o Multicast (rimando ad un prossimo post l’approfondimento). Gli streaming video disponibili in rete vengono presi e registrati dal Video network Recorder che provvedera ad indicizzarli per essere poi richiamati in un secondo momento.
Un NVR di ottime capacità permette di registrare anche fino a 70 telecamere (Video Stream) in contemporanea alla velocità di 25fps e compressione D1 (4CIF), per un baudrate di 4Mbps è necessaria una potenza di calcolo del server di almeno (280Mbps). Il che significa che se si registra ad un framerate di 12,5fps e baudrate di 2Mbps a parità di qualità di registrazione D1 (4CIF) si possono registrare anche fino 140 telecamere in contemporanea. (approfondimenti successivi verranno dedicati ai sistemi video su IP)

La progettazione di un sistema di videosorveglianza deve prevedere diverse conoscenze, che vanno dalla fotografia alle reti di comunicazione, passando per la meccanica per arrivare alle implicazioni legate alla legge sulla privacy. Forse, uno dei settori tecnologici che incontrano la più vasta gamma di interazione tra tecnologie diverse.

Un sistema di videosorveglianza, prevede di avere conoscenze in materia meccanica per la scelta dei materiali per una corretta installazione. Per prevenire sia il degrado dovuto alle intemperie, sia una stabilità della posizione della telecamera. Le vibrazioni continue possono influire sulla posizione preimpostata e quindi nel tempo potrebbe influire con i sistemi di Motion Detection o di analisi immagini correlati alla telecamera stessa. 
Il braccio e la custodia della telecamera sono due parti fondamentali del sistema, dato che devono proteggere sia dalle intemperie che dai tentativi non autorizzati di spostamento dell’angolo di visione. Quindi, la scelta deve essere eseguita seguendo dei criteri ben precisi, al fine di garantire la massima stabiltà e disponibilità nelle diverse condizioni di esercizio.
Un’altro fattore determinante della buona riuscita del progetto è il palo di sostegno. In molti casi ho visto utilizzare pali di sostegno che normalmente vengono utilizzati per l’illuminazione. Questi pali, non hanno una buona stabilità, quindi, in situazioni di vento o vibrazioni le stesse vengono amplificate, per arrivare alla telecamera. Dobbiamo pensare che l’operatore non dovrà visionare solo ed esclusivamente quella telecamera, quindi l’oscillazione in contemporanea di diverse telecamere visionate non sarebbe un bell’esercizio per gli occhi di nessuno. Un palo di tipo circolare di diametro 20cm è un buon palo per essere utilizzato per altezze anche fino a 6m o una robusta staffa a parete.
Superato il fattore meccanico dell’installazione bisogna pensare al posizionamento e alla corretta angolazione per ottenere una ottiva visione dell’area da supervisionare. Tenendo presente che l’illuminazione naturale ed artificiale variano durante l’arco della giornata e dell’anno. Quindi, dovranno essere evitate il più possibile posizioni di visione verso l’orizzonte o verso fonti di luce con forte intensità.
Un immagine stabile, priva di oscillazioni e con variazioni di luce non repentine è la situazione ideale per essere utilizzata dai sistemi di registrazione, trasmissione digitale e analisi immagini. Un immagine poco stabile è causa di maggiore attività del encoder video, quindi in caso di utilizzo di un sistema di codifica con VBR (Variabile Bit Rate), si ha sempre l’utilizzo di tutta la banda disponibile, vanificando ogni effetto del VBR.