В. Танин
технический ЗАО «Хиквижн»
"Алгоритм Безопасности" № 6, 2014 год
Повсеместное использование систем видеонаблюдения способствует развитию оборудования и технологий, применяемых в камерах. Прочную нишу на рынке видеонаблюдения занимает IP-видео-наблюдение. Растущая популярность сетевого видеонаблюдения связана с удобством использования, огромным разнообразием ассортимента оборудования, полезных технологий, позволяющих улучшать качество изображения, выгодно использовать имеющиеся ресурсы оборудования и эффективно использовать человеческие ресурсы.
Безусловно, с течением времени развивается не только IP-видеонаблюдение. Одним из альтернативных решений в области видеонаблюдения является стандарт HD-SDI. Но стандарт HD-SDI целесообразно использовать, чтобы усовершенствовать уже существующую аналоговую систему видеонаблюдения, и то если качество существующих сетей позволяет это сделать, или если нет возможности проложить сеть для IP-видеонаблюдения. Потребителю необходимо решить, стоит ли развертывать систему высокого разрешения, если необходимостью является базовое видеонаблюдение, в этом случае экономически выгодно было бы использовать IP-системы.
Несмотря на то, что, казалось бы, все игроки рынка осведомлены, какие функции бывают у IP-оборудования и в чем их практическая польза, на поверку после прочтения предыдущего номера оказалось, что не все, или же искажают факты намеренно, чтобы представить их в выгодном свете. Именно поэтому, справедливости ради, нам захотелось пройтись по основным функциям IP-оборудования и рассказать, что есть что и для чего, дабы не вводить читателей данного журнала в заблуждение.
ЧТО МОЖЕТ ПРЕДЛОЖИТЬ IP-ВИДЕОКАМЕРА?
Возможно, из-за обилия информации о всевозможных функциях и технологиях IP-камер у некоторых потребителей возникло мнение о том, что единственной их функцией является повышение коммерческой привлекательности, и в IP-видеонаблюдении эти функции практически неприменимы. Возможно, некоторые из-за собственного нежелания, незнания или пс другим причинам не в состоянии донести их практическое применение до своих клиентов, поэтому объясняют данные функции как ухищрения маркетологов. Чтобы разобраться в этом вопросе, рассмотрим основные характеристики IP-видеокамеры.
Одним из самых важных параметров является разрешение. Разрешение камеры определяет степень детализации получаемого с камеры изображения. То есть «картинка» в 3-мегапикселной камере будет информативнее, чем в камере с разрешением 1,3 мегапикселя: при увеличении изображения детали будут более четкими и «прорисованными». Как правило, камеры с большим разрешением стоят больше своих собратьев с маленьким разрешением к тому же имеют определенную специфику применения, и использовать камеры большого разрешения следует правильно в зависимости от поставленной задачи. Давайте разберемся в плюсах и минусах большого разрешения. Основным плюсом является высокая степень детализации, она позволяет произвести эффективное цифровое масштабирование и обеспечить большую точность аналитики изображения Обратимся к минусам. С ростом степени детализации при увеличении разрешения видеокамеры растет битрейт с камеры. Еще одним минусом является то, что при увеличении разрешения происходит снижение чувствительности. Так как при использовании стандартного размера матрицы размер пикселя становится меньше,и света на него попадает меньше, это снижает видимость в условиях плохой освещенности. Таким образом, мы плавно перешли к следующему параметру камеры - чувствительности.
Чувствительность определяет минимальное значение освещенности, при котором камера способна различать объекты. То есть, при выборе чувствительности камеры необходимо отталкиваться от характеристик места установки камеры и освещенности на нем.
Но не стоит ставить крест на IP-камерах большого разрешения, так как прогресс не стоит на месте, и благодаря развитию современных технологий можно значительно увеличить чувствительность камер большого разрешения. Это связано с появлением новых матриц с высоким разрешением, в которых каждый пиксель имеет два режима усиления сигнала: в одном случае - относительно низкое усиление при высокой освещенности, в другом - при низкой освещенности усиление значительно возрастает. Такая технология позволяет серьезно увеличить чувствительность видеокамеры.
Если нет необходимости или возможности осветить наблюдаемый объект для обеспечения видеонаблюдения в темное время суток или при низком освещении, необходимо использовать ИК прожекторы или встроенную ИК подсветку видеокамер. Использование ИК прожекторов требует кропотливой установки для организации наилучшего освещения. С встроенной ИК подсветкой все намного проще, ее действие распространяется именно на сцену съемки. А такая функция IP-камер, как смарт-ИК, позволяет автоматически регулировать интенсивность инфракрасных светодиодов.
Очень полезной функцией является переключение «день/ночь», которая перекочевала еще из аналогового видеонаблюдения в IP. С помощью этой функции камера переключается с дневного режима в ночной, чувствительность камеры возрастает в несколько раз. Эффективным способом является использование механического ИК фильтра, не пропускающего ИК излучение. В режиме «день» он находится перед матрицей, так как она чувствительна к ИК излучению, и это может привести к искажению цветов, а в режиме «ночь» фильтр сдвигается для получения большей детализации изображения в условиях низкой освещенности.
В процессе установки удобной функцией является ABF (Auto Back Focus). Она позволяет настроить фокус камеры нажатием одной кнопки, что очень упрощает жизнь при установке камеры, тем более известно, как сложно настроить фокус камеры с большим разрешением.
Одним из преимуществ IP-видеонаблюдения является существование встроенных технологий, которые позволяют улучшать качество изображение с камеры, тем самым избавляя поток видео от нежелательной информации. Рассмотрим некоторые из них.
Если перед объективом находятся одновременно и ярко освещенные участки, и затененная территория, за которой все же необходимо наблюдать, то имеет смысл использовать функцию широкого динамического диапазона (WDR), который позволяет «выровнять» освещенность. Существует два вида реализации: аппаратная и программная.
Чтобы минимизировать различные шумы и дефекты изображения, используется функция цифрового шумоподавления (2D, 3D DNR), в ее основе лежит анализ сигнала с течением времени. Работа этой функции заключается в сравнении одного кадра с другим и устранении особенностей отдельного кадра. 3D DNR позволяет обеспечить пространственное снижение шумов, эта технология состоит в сравнении пикселей с соседними пикселями и нахождении нежелательных шумов в пределах одного кадра.
Использованием видеоаналитики сейчас никого не удивишь. Есть особые ситуации, например, когда заказчик планирует переложить большинство задач по мониторингу на видеокамеру или программное обеспечение. В таком случае нужно не только качественное детализированное изображение, которое будет обрабатывать «машинный мозг», но и дополнительные (интеллектуальные) функции в оборудовании. О плюсах и минусах использования встроенной видеоаналитики в камерах, а не программного обеспечения, можно говорить бесконечно. Плюсами является обработка и аналитика сигнала на стороне камеры, что позволяет предъявлять меньшие требования к аппаратному обеспечению, снижает битрейт и, как следствие, требования к каналам передачи данных и устраняет необходимость в дорогостоящем программном обеспечении. Встроенная видеоаналитика позволяет осуществлять контроль за настроенной зоной видеонаблюдения, позволяет как просто подсчитать количество людей, попавших в поле зрения камеры, так и количество вошедших и вышедших людей из настроенной области. Существуют камеры, которые могут анализировать сцену наблюдения: строят тепловые карты, могут рассказать о самых посещаемых и малопосещаемых секторах, что может быть особо полезно в маркетинговых исследованиях. Причем установка такого оборудования, например, в супермаркетах, позволит не только получать такую информацию для собственных целей, но и предоставлять ее маркетологам компаний-производителей на платной ежемесячной основе. Крайне полезными функциями видеоаналитики являются такие, как обнаружение изменения сцены, расфокусоровки, потери видео. При наступлении событий такого вида камера сможет подать сигнал и привлечь внимание оператора для скорейшего устранения неполадок.
Наравне с вышеназванными функциями видеоаналитики стоит также упомянуть такие, как распознавание людей, функции анализа поведения наблюдаемого объекта, обнаружение изменений звука, которые могут использоваться как сами по себе, так и для настройки записи в архив при наступлении события, что позволяет существенно оптимизировать дисковое пространство для архива. Возможности видеоаналитики постоянно совершенствуются, а вместе с развитием функций развивается аппаратная составляющая камер, поэтому не стоит удивляться такому большому количеству задач, возложенных на камеры видеонаблюдения.
С момента появления на рынке видеонаблюдения IP-камер, они позиционировались как самостоятельные устройства. Пользователь может использовать камеру как одиночное устройство, может строить системы видеонаблюдения на основе сервера и специализированного программного обеспечения или же использовать сетевые видеорегистраторы. По сравнению с аналоговым видеонаблюдением использование IP-камер намного проще. Например, камера с функциями видеоаналитики является законченным устройством, которое само обрабатывает и анализирует поток, тем более, если в камере присутствует возможность записи на SD-карту. IP-системы видеонаблюдения являются легко масштабируемыми, единственными ограничениями для которых могут явиться пропускная способность сети, а также характеристики «железа», на базе которого построена система. Факторами снижения нагрузки на пропускную сеть является использование встроенной аналитики, применение функций улучшения качества изображения, которые позволяют «очистить» видеопоток. Быстрый процесс интеграции нового оборудования в различное программное обеспечение для централизованного управления позволяет подключать к системе камеры различных производителей.
Вопрос передачи видеосигнала сIP-камер на большие расстояния успешно решается посредством использования оптоволокна. Использование протоколов TCP/IP не предполагает «подвисания» системы, так как при грамотном проектировании сети для нужд видеонаблюдения даже при большой нагрузке задержка будет минимальной и не будет играть никакой роли. По поводу зависания камеры при обращении нескольких пользователей хотелось бы сказать следующее. Камера рассчитана на подключение определенного количества пользователей, и при превышении максимального значения срабатывает механизм ограничения подключений.
ЧТО ЖЕ ВЫБРАТЬ?
Прежде чем делать выбор, необходимо понять и обозначить для себя, какие характеристики видео вам необходимо получить, в каких целях вы будете использовать видеонаблюдение, и на каком объекте оно будет установлено. Следует понимать, что нет идеальной камеры, и на разных объектах требуются совершенно разные характеристики. Только после тщательного анализа всех факторов можно приступать к выбору камеры.
В первую очередь следует обратить внимание на разрешение. Чем больше разрешение, тем больше деталей на изображении можно получить, тем качественнее картинка. Однако разрешение само по себе не является определяющим фактором при выборе камеры.
В зависимости от особенностей применения и внутренние, и наружные камеры могут потребовать наличия дополнительных функций: WDR, высокой светочувствительности, передовых режимов шумоподавления, инфракрасной подсветки, компенсации встречной засветки и т.д.
Наравне с разрешением, светочувствительность является важнейшим параметром IP-камеры, и на нее следует обращать особое внимание. Обычно светочувствительность у монохромных камер гораздо выше, чем у цветных. Однако специальные технологии позволяют повысить этот параметр, поэтому сейчас на рынке предлагается немало цветных IP-камер с чувствительностью от 0,001 Лк.
Не существует идеальной, универсальной камеры, главное обозначить для себя, какие цели вы преследуете. Хорошая система видеонаблюдения строится путем комбинирования разных разрешений и функций в зависимости от целей и условий видеонаблюдения в той или иной части объекта. Построение систем видеонаблюдения на базе IP-камер позволяет удовлетворить потребности самого придирчивого потребителя.
В данной статье мы не изобретали велосипед заново, мы просто еще раз сделали акцент на важных, на наш взгляд, моментах, которые ни в коей мере не являются просто «маркетинговыми штучками»...
