Версия для печати   

Выбор видеокамер для систем безопасности


По теме: Технические средства охраны


Особенности выбора видеокамер, применяемые в системах безопасности

IP-камера интерфейса Ethernet 100 должна обеспечивать:
· иметь меню ручного управления параметрами камеры;
· вырабатывать синхронизирующие импульсы для корректного считывания информации с матрицы камеры;
· оцифровывать видеосигнал;
· формировать выходной сигнал стандарта TCP/IP;
· на основе полученной информации управлять электронным затвором и, при наличии, автоматической регулировкой диафрагмы (АРД);
· осуществлять компрессию (обычно H.264, MJPEG), причем считается необходимым иметь возможность формировать сигнал как с межкадровой компрессией, так и без нее;
· осуществлять наложение текстовой информации на видео;
· работать по сети Ethernet с несколькими пользователями;
· передавать метаданные;
· записывать видеоинформацию в буфер.

IP-камера интерфейса Ethernet 100 осуществляет следующие функции:
1) Цифровоешумоподавление (2D, 3D, DNR - Digital Noise Reduction).
2) Увеличение динамического диапазона.
Режим HDRi (High Dynamic Range image) - чаще всего применяется в фотографии,
· Режим WDR (Wide Dynamic Range) - содержит, как минимум, три технологии.
Первая представляет собой программную реализацию режима WDR и основана на использовании процессора цифровой обработки изображения. Упрощенно говоря, при оцифровке видеопроцессор предоставляет больше бит для градаций серого, и тем самым обеспечивается больше возможностей по глубине динамического диапазона.
· Вторая - аппаратная реализация WDR - применяется в телекамерах, использующих матрицы Sony с двойным сканированием, как Double Scan, Double Speed. При этом матрица формирует два предизображения - с нормальной экспозицией и недо- или переэкспонированное, путем суммирования которых получается сбалансированное по контрасту изображение.
· Третья технология PIXIM: за счет попиксельной регулировки времени накопления и оцифровки информации с сенсора обеспечивается возможность работы даже в условиях особо контрастного освещения.
3) Цифровую стабилизацию изображения (DIS - Digital Image Stabilization).
4) Формирование несколько потоков.
5) Автофокусировку.
6) Переход из дневного режима работы в ночной и обратно.
7) Простейшую видеоаналитику (типа пересечения линии, детекции движения, сопровождения движущегося объекта, выделения области интересов и т.д.).
8) Управление яркостью ИК подсветки во избежание пересвечивания объекта наблюдения.
9) Запись видеоинформации на SD-карту памяти.

Матрица IP-камеры размером в 10 Мп по своей информативности ненамного превосходит 2 Мп матрицу IP-камеры. Данный факт объясняется тем, что увеличение размерности (Мп) матрицы автоматически приводит к снижению количества кадр/с, поскольку в настоящее время специализированные процессоры или ПЛИС не успевают в реальном времени обрабатывать такие объемы информации. Особенно это становится критичным при использовании режимов WDR.
По чувствительности 10 Мп матрица проигрывает 2 Мп матрице в 4 раза. В данный момент речь идет о матрицах одной структуры (CMOS-матрицы). Проигрыш по чувствительности CMOS-матрицы матрицам структуры CCD будет еще большим. Дело в том, что чем меньше размер пиксела, тем меньше света на него попадает и соответственно меньше отклик по напряжению на данное воздействие.
Еще одним побочным эффектом малого размера пиксела является низкое значение соотношения сигнал/шум. Редко где можно встретить это соотношение для широкоформатных мегапикселных матриц структуры CMOS более 48 дБ, а иногда оно не превышает 44 дБ. У высококачественных видеокамер соотношение сигнал/шум должно находиться в пределах 50-52 дБ. Так нужно ли нам разрешение в 10 Мп, если соотношение сигнал/шум при этом будет 44 дБ?
Стандартные IP-камеры используют стек протоколов TCP/IP. Обычно работают или с протоколами TCP, или UDP.
С протоколом UDP компьютерные приложения могут посылать сообщения (в данном случае называемые датаграммами) другим хостам по IP-сети без необходимости предварительного сообщения для установки специальных каналов передачи данных. UDP подразумевает, что проверка ошибок и исправление либо не нужны, либо должны исполняться в приложении.
TCP - это транспортный механизм, предоставляющий поток данных с предварительной установкой соединения, что дает уверенность в достоверности передачи информации. В отличие от UDP, TCP гарантирует целостность передаваемых данных и уведомление отправителя о результатах передачи.
Работа по протоколу UDP подразумевает возможность потери информации, что для серьезных охранных приложений недопустимо, а использование протокола TCP приводит к временным задержкам при передаче информации и, при больших нагрузках на сеть, - к "подвисанию" системы. Дело в том, что при создании протоколов TCP/IP не ставилась задача оптимизировать их для передачи видеосигнала.
Обращение нескольких пользователей по сети (количество у разных изделий находится в диапазоне 3-10 пользователей) гарантировано "подвешивает" процессор IP-камеры. Поэтому для многопользовательских приложений IP-камеры должны подключаться через IP-видео-регистраторы (NVR) или иные коммутирующие IP-устройства, что сильно искажает идеологию IP-видеокамеры как самостоятельного функционально законченного устройства.
Через каждые 100 м необходимо поставить свитчер, роутер или иное IP-устройство, выполняющее роль усилителя/повторителя.
Сложность настройки сетевых IP-устройств, несовместимость (или неполная совместимость) протоколов и программного обеспечения приводит к тому, что у пользователя теряется понимание работы конкретной системы.
Стандартные "антивирусники" непредсказуемо "тормозят" работу сетевых устройств, а если их не ставить, то очень скоро можно ожидать полного краха ваших надежд. Единственным реальным решением проблемы вирусного заражения, которое встречалось автору, являлась реализация операционной системы на базе максимально урезанной ОС Linux с размещением этой ОС на специализированной флеш-карте.
IP-видеокамеры уверенно занимают свое место на рынке видеонаблюдения, но в настоящее время существует несколько альтернативных вариантов развития охранного телевидения:
· Аналоговые видеокамеры с матрицей повышенного разрешения;
· Видеокамеры стандарта HD-SDI;
· Видеокамеры "машинного зрения".

Аналоговые решения
ttD-матрицы класса EXview HAD CCD II (на основе ICX673AKA) с эффективным разрешением 97бх582 пикселя и великолепной чувствительностью. Преимущество в чувствительности CCD-матрицы перед CMOS становится еще более выраженным, с учетом того, что ССР имеют более низкий уровень шума и однородности изображений при более высоких рабочих температурах.
Разрешение по вертикали для этой матрицы определяется стандартом PAL, а вот по горизонту можно получить порядка 650-700 ТВЛ.
Лучшие результаты дает использование матрицы с процессором Effio-P (Enhanced Features and Fine Image - процессор с расширенными возможностями и прекрасным изображением). Видеокамеры, реализованные на данных технических решениях, могут быть достаточно доступны по цене.
Альтернативным вариантом является использование матрицы CMOS Exmor IMX138 с процессором FH8520. Матрица IMX138 благодаря технологии Exmor обладает хорошей чувствительностью и низким уровнем шума.

Стандарт hd-sdi
Важнейшим путем развития охранного телевидения является развитие стандарта HD-SDI (High Definition Serial Digital Interface) - название стандарта SMPTE292M, который представляет собой цифровой последовательный интерфейс для передачи сигнала высокого разрешения, обеспечивает передачу видеоданных со скоростью 1,485 Гбит/с. .
Существуют Dual Link HD-SDI - для ТВЧ с прогрессивной разверткой, позволяет передавать до 2,970 Гбит/с посредством двух физических соединений HD-SDI;
· 3G-SDI - для передачи ТВЧ с прогрессивной разверткой потоком до 2,970 Гбит/с посредством одного коаксиального кабеля и т.д.
· Наглядное представление возможностей по разрешению 1080i/p по сравнению с 720p и стандартом PAL. Здесь показано, что если зафиксировать угол зрения (угол зрения на рисунке примерно одинаков), то разрешение по горизонту у HDTV больше по сравнению с PAL, у Full HD - разрешение еще больше.
· 576i/p - 576x720 пикселей принимаем за точку отсчета: 576i/p - 576x720 пикселей = 1
· 720p - 720x1280 пикселей тогда имеет лучшее разрешение в соотношении 1,25х1,78
· 1080i/p - 1080х1920 пикселей тогда имеет лучшее разрешение в соотношении 1,88х2,67
В стандарте HD-SDI камера не осуществляет компрессирование видеосигнала. Наконец-то камера занимается своим прямым назначением - трансляцией максимально возможной информации от сенсора к видеорегистратору, поэтому в сигнале отсутствует задержка и искажение, свойственные различным алгоритмам компрессии.
Передача информации осуществляется в цифровом виде по коаксиальному кабелю, поскольку "витая пара" не позволяет передавать такой объем информации. При передаче используется канальное кодирование с модифицированным кодом без возвращения к нулю (БВНМ) в сочетании со скремблированием. Интерфейс является самосинхронизируемым. Кадровая синхронизация осуществляется специальным синхронизирующим пакетом данных, состоящим из последовательности подряд идущих 10 единиц и 20 нулей (20 единиц и 40 нулей для HD). Помимо видео, в поток SDI могут быть включены вложенный звук, субтитры, тайм-код и другие виды метаданных.
Запись и сжатие осуществляется на видеорегистраторе. Возможности видеорегистратора по реализации более качественных профилей алгоритмов компрессии позволяют производить хранение и передачу далее в сеть более качественной видеоинформации (не говоря уже о прямом выводе информации на монитор оператора).
Достоинством стандарта HD-SDI является то, что различные алгоритмы видеоаналитики имеют возможность работать с некомпрессированным видеосигналом. Подкупает и простота развертывания и подключения камер HD-SDI к видеорегистратору. Не обходится и без недостатков.
Если качество сигнала является приоритетным, то пока стандарт HD-SDI является лучшим решением.

Видеокамеры машинного зрения
Видеокамеры машинного зрения являются специализированными камерами, отличающимися повышенными параметрами (это может быть разрешение, количество кадр/с, чувствительность и т.д.) от традиционных видеокамер. Видеокамеры машинного зрения требуют обстоятельного обсуждения и анализа, поскольку именно в этом классе видеокамер встречаются наиболее интересные технические решения.
Различные производители камер машинного зрения предлагают на отечественном рынке свою продукцию.

Выводы и рекомендвции
1. IP-камерам стандарта Ethernet 100 присущи как достоинства, так и недостатки.
2. У большинства IP-камер стандарта Ethernet 100 произведение количества пикселей на fps для матриц 1,3 Мп, 2,07 Мп, 3 Мп, 5 Мп, 10 Мп практически не изменяется.
3. Сдерживающим фактором повышения информативности видеокамер является не количество пикселей в матрице, а возможности по обработке "на борту" камеры данной информации.
4. Аналоговые видеокамеры значительно улучшили свои технические характеристики. Наблюдается переход Мп-матриц IP-видеокамер в аналоговые приложения.
5. Имеет большие перспективы стандарт видеонаблюдения HD-SDI.
6. Использование камер машинного зрения может резко улучшить технические характеристики охранного телевидения.
7. Сдерживающим факторам широкого внедрения видеокамер стандартов HD-SDI и камер машинного зрения является их более высокая цена по сравнению со стандартными IP-камерами.

oxrana1.ru
2015-02-09 01:00:21




Комментарий к статье (0) |  Версия для печати |  Вернуться назад |  Поиск статей







Вакансии этого дня

Охранник школа Парнас от 24000 руб
Оператор видеонаблюдения от 31000 до 32000 руб
Контролеры на склад от 28000 руб



Работа в ЧОП Император
  • Работа в ЧОП Император
Работа в ООО ОО Летучий Голландец. Санкт-Петербург
  • Работа в ООО ОО Летучий Голландец. Санкт-Петербург
Работа в ЧОП АКМ Групп
  • Работа в ЧОП АКМ Групп




Работа в ООО «Форт-плюс» Барнаул
Балтик эскорт групп Ассоциация охранных предприятий. Санкт-Петербург
Работа в ООО Остенхофф. Москва
Работа в Элит секьюрити
Работа в ЧОП Аванпост, Санкт-Петербург