Цифровая система видеонаблюдения представляет собой систему наблюдения, способную захватывать изображения и видео, которые могут быть сжаты, сохранены или отправлены по сетям связи. Такие системы могут использоваться практически для любой среды.
Содержание
Общие данные
Основное различие между цифровым видеонаблюдением и аналоговым в том, что первое способно захватывать и сохранять видеосигнал в цифровом формате. Поскольку данные записываются в цифровой среде, это устраняет необходимость в любом преобразовании. Большинство решений могут управляться из любого места и обеспечивать взаимодействие. Камеры подключены к сети, а кадры архивируются в цифровой форме, что считается экономичным для большинства предприятий.
Существует множество преимуществ, связанных с рассматриваемыми средствами. По сравнению с аналоговыми, комплекты IP видеонаблюдения легче устанавливать и использовать.
Они имеют превосходное качество для видео и звуковых данных, а по сравнению с аналоговым сигналом цифровая информация может передаваться быстрее. Кроме того, у видео или изображений нет проблем с ухудшением качества.
Масштабируемость также лучше, чем у традиционных аналоговых систем. Камеры могут обеспечить более широкие углы обзора и четкость для захваченных изображений или видео. По сравнению с аналоговым цифровое видеонаблюдение является более рентабельным.
Производительность среди сотрудников, которые занимаются вопросами безопасности и мониторинга, становится выше благодаря возможностям систем IP видеонаблюдения.
Принцип действия
IP-камера фиксирует и отправляет видеоматериалы по IP-сети, что позволяет пользователям просматривать, записывать, сохранять и управлять своими изображениями видеонаблюдения локально или удаленно по сетевой инфраструктуре. Эта камера IP-безопасности может быть размещена везде, где есть IP-подключение к сети. Она имеет свой собственный IP-адрес и, в отличие от веб-камеры, не требует подключения к ПК для работы.
Наряду с потоковой видеосъемкой камеры IP-сети могут включать в себя ряд дополнительных функций, таких как панорамирование / наклон / масштабирование, обнаружение движения, аудио-наблюдение, интеграция с сигнализациями и другими системами безопасности, автоматические оповещения, интеллектуальная видеоаналитика и многое другое. Многие IP-камеры также могут отправлять несколько потоков видео, используя различные технологии сжатия для просмотра в реальном времени и архивирования.
Типовая схема
Для связи между компонентами используется витая пара. В видеорегистраторе находится приемник, а в камере передатчик видео. Такое решение дает создать высококачественное видеонаблюдение. Сетевой коммутатор предоставляет подсоединение большего числа камер. Сетевой видеорегистратор необходим для записи, отображения и хранения записанного материала. Через интернет реализуется доступ к IP видеонаблюдению. С помощью модема или Ethernet-кабеля коммутатор соединяется с маршрутизатором, который имеет доступ в интернет. Удаленный доступ к камерам и регистраторам создается после осуществления настроек.
Базовые компоненты
Камеры. IP-камеры – это камеры интернет-протокола, которые позволяют домовладельцам и предприятиям просматривать видеоизображение с камеры через любое интернет-соединение, доступное через компьютер или 3G-телефон. Интернет-протокол – это протокол, используемый для передачи данных через сеть с коммутацией пакетов с использованием пакета интернет-протокола, также называемого TCP / IP. О принципах действия и устройстве видеокамер предлагаем прочесть здесь.
Сервер. IP-сервер является сердцем цифрового видеонаблюдения. Он напрямую взаимодействует с камерами – запрашивает изображения, передает изображения клиентам и сохраняет их для просмотра. Сервер работает как автономное приложение на автономном оборудовании или в виртуальных средах.
Кабели. В IP видеонаблюдении применяется кабель «витая пара» или Ethernet. Передаваемые сигналы можно разделить на видеосигнал, питание и вспомогательные сигналы. У «витой пары» существуют такие разновидности, как UTP, FTP и STP, которые отличаются типом экранирования. Если вам необходимо увеличить длину кабеля UTP, то потребуется применение активных и пассивных усилителей.
Программное обеспечение. Программное обеспечение для управления видео является ключевым компонентом любого решения для видеонаблюдения. Это программное обеспечение, которое предоставляет инструменты для мониторинга и анализа наблюдений, а также записи.
Бесплатные программы для видеонаблюдения
Программное обеспечение видеонаблюдения, как правило, имеет графический пользовательский интерфейс (GUI), который удобен для пользователя и легко адаптируется к масштабируемой системе видеосети. Некоторое программное обеспечение для наблюдения пользователю сотового телефона проверять камеры, перематывать назад и просматривать записанные кадры и даже изменять частоту кадров при просмотре любой камеры в беспроводной сети.
Самое основное программное обеспечение камеры IP-наблюдения обеспечивает просмотр в реальном времени, запись и извлечение видеоматериалов. Более продвинутые программные платформы предлагают одновременный просмотр нескольких камер и несколько режимов записи (включая непрерывную, запланированную и инициированную запись).
Другие функции могут включать в себя возможность обработки больших файлов изображений с высокой частотой кадров, возможностью быстрого поиска, контролем панорамирования / наклона / масштабирования, поддержкой звука и удаленным доступом через веб-браузер, а также сотовые телефоны и другие карманные устройства.
Ниже представлено бесплатное программное обеспечение, которым можно воспользоваться при построении собственной системы цифрового видеонаблюдения.
XProject Go. Имеется free-версия флагманского продукта XProject Go. Данная версия поддерживает максимум восемь IP-камер и один сервер, позволяет хранить архив на протяжении пяти дней.
ZoneMinder. Свободное программное обеспечение с открытым исходниками также подойдет для видеонаблюдения. Работает на любом дистрибутиве Linux.
Axxon Next. Разработчиком является российская компания ITV. Axxon Next – это открытая программная платформа с дружелюбным для пользователя интерфейсом.
Xeoma. Бесплатный режим дает использовать не более 8 источников видео и не более трёх модулей.
Сравнение технологии IP и AHD
AHD стандарт является следующим поколением стандартов HD-CVI и HD-TVI. Аналоговые HD стандарты были созданы в основном для обновления старых систем, чтобы не менять уже проложенные кабеля. А также для обеспечения работой тех специалистов, которым было не осилить IP технологию, установка аналоговых HD камер ничем не отличается от устаревших аналоговых систем.
К плюсам IP видеонаблюдения можно отнести:
- качество изображения
- масштабируемость
- просмотр на мобильных гаджетах
- выгода в системах с большим количеством камер
Минусами являются – недешевое программное обеспечения для записи архива, необходимость создания новых компьютерных сетей для системы, цена за оборудование.
Достоинства AHD систем:
- простота установки
- просто создавать гибридные системы
- при переходе от аналоговых систем действующая кабельная сеть может быть применена
Недостатками являются – для больших систем дорого протягивать кабели, стоимость AHD видеорегистраторов в сравнении с IP.
Уличное цифровое видеонаблюдение
При наружном использовании подойдут фиксированные или pan-tilt-zoom камеры (PTZ). Pan-tilt-zoom-камера – камера, которая поддерживает удаленное управление направлением и зумом.
Погодостойкие или со встроенными обогревателями или кулерами также являются некоторыми из вариантов, которые говорят сами за себя.
Плохое освещение – одна из самых распространенных причин плохого изображения. Для достижения наилучших результатов необходимо, чтобы освещение было достаточным и сбалансировано в диапазоне обзора каждой камеры. Свет должен быть направлен на объект, а не прямо в объектив. Неравномерное освещение может быть вызвано числом
таких факторов, как использование прожекторов, слишком много солнечного света, света
что отражается на блестящих объектах, или просто отсутствует. Для улицы подойдут CCD камеры с CMOS матрицами день/ночь.
Сильный свет, направленный к объективу, вызывает высокие контрасты. Это может привести к тому, что лицо человека будет скрыто в тени, что может сделать идентификацию трудной или даже невозможной. Неравномерное освещение также может затруднить определение того, отражает ли небольшое изменение в кадре реальное изменение окружающей среды или же оно является результатом освещения. Чтобы избежать этих проблем, важно использовать правильную камеру и правильное освещение. Эти два параметра зависят друг от друга. При установке камеры выберите динамическую область, чтобы камера была отрегулирована в соответствии с динамикой света в области, которую она будет контролировать.
Установка цифрового видеонаблюдения
Первым делом в создании является выбор камер и их местоположений. Последнее должно обеспечить максимальный охват по желаемой области.
Внутреннее использование: кухня, боковые окна, лестница или спальня дома, а также задняя часть магазина или склада, офис лучше контролируется с помощью скрытых камер.
Купольные или bullet камеры обычно используются для контроля передних и задних дверей. Bullet-камера – это камера в вытянутом корпусе со встроенным объективом и кронштейном.
Если вы собираетесь следить ночью, вам нужна камера с низким освещением или ночным видением с инфракрасными датчиками вокруг объектива, чтобы осветить темную область.
Расположите объектив камеры на ваш объект, а простые винты помогут закрепить камеру к потолку или стене, если крепежные винты не включены. Bullet-камеры имеют отверстия для крепления к стене или потолку. Некоторые купольные камеры монтируются как детектор дыма; вы устанавливаете кронштейн, а камера поворачивается на кронштейне. Другие требуют сначала снять купол, а затем вы установите камеру на потолок и установите купол. Вы можете вернуться позже, чтобы отрегулировать положение или объектив.
Размещение камеры
Размещение камеры можно охарактеризовать как обзорным, так и подробным. Размещение камеры влияет на разрешение, частоту кадров и используемый кодек.
Обзор. Камера с обзорной сценой контролирует большую площадь, такую как автостоянка или камера движения, которая просматривает заторы транспортных средств или количество припаркованных автомобилей. Поскольку детали не важны, камеры стандартной четкости с использованием широкоугольного объектива могут быть достаточными. Предпочтительным кодеком может быть MPEG-4 с относительно низкой частотой кадров, 1-5 кадров в секунду.
Обзорные камеры могут быть дополнены камерой с подробным представлением, сфокусированной на ключевой области, представляющей интерес, или на PTZ-камеру для обеспечения анализа в реальном времени областей, представляющих интерес, с более высоким разрешением.
Детальный вид. Размещение детального представления нацелено на наблюдение за конкретной областью интересов с более высоким разрешением, чем обзор. Детальный вид используется для контроля операций в пунктах продажи и распознавания лиц или номерных знаков. Детальный вид может иметь возможность PTZ, или камера может быть близка к предметной области или иметь объектив с длинным фокусным расстоянием. Мегапиксельные или HD-камеры могут быть применены для обеспечения достаточного количества пикселей на дюйм для точного представления объекта.
Количество камер на каждое место. Количество камер в любом здании или объекте может сильно варьироваться в зависимости от требований к охвату и характера применения. Хотя существуют небольшие помещения, где требуется только одна IP-камера, в большинстве случаев даже небольшой офис потребует большего количества камер, которые изначально ожидались бы.
Настройка IP-камеры
При настройке новой IP-камеры несколько параметров играют определенную роль в обеспечении соответствующего качества изображения и частоты кадров. При использовании MJPEG видео потоков, следующие настройки изображения могут быть настроены: разрешение, частота кадров, и качество. Установка частоты кадров определяет количество видеоданных, сгенерированных в заданный промежуток времени.
Для потоков видео MPEG-4 и H.264 можно настроить разрешение, скорость передачи и качество.
Более высокие значения генерируют больше видеоданных каждую секунду, переводя их в более плавное видео и более точное представление поля зрения. Более высокое значение также преобразуется в более крупные размеры архивных файлов.
Частота кадров
По мере повышения качества изображения и частоты кадров повышаются также и требования к пропускной способности. Выбранная частота кадров должна соответствовать требованиям наблюдения, но она не должна быть выше требуемой и должна быть тщательно рассмотрена, так как частота кадров влияет как на пропускную способность, так и на требования к хранению.
Движущиеся изображения записываются со скоростью 24 кадра в секунду (fps).
Телевизоры используют 25 кадров в секунду (PAL) или 30 кадров в секунду (NTSC), как и аналоговые видеокамеры. Эти полные скорости движения не нужны для всех типов видеонаблюдения, и в большинстве случаев достаточно 12-15 кадров в секунду.
Ниже приведены некоторые отраслевые рекомендации:
- Кассовый аппарат, кассовые станции – от 12 до 15 кадров в секунду
- Школьные или офисные коридоры -5 кадр/с
- Парковочные места, камеры движения, обзорные сцены – от 1 до 3 кадров в секунду
- Спортивные стадионы в несезонные дни – менее 1 кадра в секунду
Движение в отношении размещения камеры
Если камера находится там, где объект перемещается к камере или вертикально, количество кадров в секунду может быть меньше, чем если объект перемещается из стороны в сторону или горизонтально в поле зрения. Скорость субъекта также рассматривается. Камеры, наблюдающие за бегом или ездой на велосипеде, могут потребовать более высокие частоты кадров, чем человек, идущий.
Прогрессивное сканирование
Аналоговые камеры захватывают изображения с использованием метода чересстрочной развертки, чередуются нечетные и четные линии сканирования. Между сканированием нечетных и четных линий, составляющих все изображение, существует приблизительно 17 мс задержки. Из-за этой небольшой задержки между проходами сканирования, объекты, движущиеся в кадре, могут выглядеть размытыми при неподвижных объектах. Большинство IP-камер используют прогрессивную развертку, которая не подвержена этой проблеме. Изображение с прогрессивной разверткой имеет меньше размытости движения, чем сканированное изображение с чересстрочной разверткой.
Полезное видео
Узнайте 9 важнейших отличий IP и AHD видеонаблюдения.
Заключение
IP-видеонаблюдение – это инновационный подход к реализации функций управления. Цифровое видеонаблюдение имеет более широкую автономность, преимущество автоматизации многих операций и режима программируемой видеозаписи. Стоит отметить способность разрешения цифровых камер. Сегодня он в десять раз лучше, чем версия аналоговой камеры, что позволяет получить подробные изображения небольших объектов наблюдения.
Основным преимуществом IP-видеонаблюдения является способ передачи видео. Можно запрограммировать систему на отправку данных через Интернет. Также возможно настроить оборудование для его включения при реагировании на датчик движения и многое другое.
