Системы IP-видеонаблюдения. Обзор

Основные преимущества систем IP видеонаблюдения перед аналоговым видеонаблюдением:

1. Конец проблем с чересстрочной разверткой.

Аналоговые камеры видеонаблюдения высокого разрешения (4CIF) работают в режиме чересстрочной развертки, то есть каждый кадр состоит из двух полукадров (полей), содержащих четные и нечетные строки изображения (более подробно о построчной и чересстрочной развертке). Когда в области отображения происходит перемещение объектов, даже с незначительной скоростью, изображение движущихся предметов, особенно их края, становятся расплывчатым – появляется так называемый эффект «гребенки». Он возникает из-за задержки при обновлении полей с четными и нечетными строками кадра. Сетевые IP камеры используют прогрессивное сканирование – метод, который обеспечивает более качественное отображение движущихся объектов. Эта более передовая технология позволяет формировать единый полный кадр, состоящее из нечетных и четных строк, что обеспечивает совершенно четкие изображения даже с объектами, движущимися с высокой скоростью.

2. Технология Power Over Ethernet.

Подача питания на аналоговую камеру зачастую вызывает определенные проблемы и влияет на стоимость системы, не в меньшую сторону. Стандарт IEEE 802.3af для передачи питания по Ethernet (PoE), является удачным решением, значительно экономя средства при использовании оборудования на его основе – отсутствует необходимость создания силовой инфраструктуры для питания IP камер. Недоступный для аналоговых камер, протокол Power over Ethernet подразумевает, что IP камеры получают питание от коммутаторов, поддерживающих этот стандарт, или специальных конвертеров по стандартному сетевому кабелю (витая пара) 5 категории, по которому передаются данные и видео. Это сулит максимум выгоды пользователям, так как используется единый стандарт, который поддерживается всеми сетевыми устройствами, можно использовать технику разных производителей, не опасаясь, что возникнут проблемы с ее совместимостью. Использование протокола PoE дает еще одно преимущество: все оборудование, в том числе и IP камеры, может быть подключено через источник бесперебойного питания, и в случае перепадов напряжения или отключения питания система останется работоспособной.

3. Многомегапиксельное разрешение.

Аналоговые камеры поддерживают телевизионные стандарты NTSC/PAL, которые передают видео с разрешением, соответствующим 0.4 мегапиксела при 4CIF. После появления мониторов высокого разрешения, позволяющих отображать информацию с разрешением более одного мегапиксела, пользователи начали выдвигать повышенные требования и к устройствам получения видео – видеокамерам. Повышенные требования к разрешающей способности камер стали появляться и на рынке систем видеонаблюдения. Более высокое разрешение IP камер (до 10Мп) обеспечивает просмотр более мелких деталей и может покрыть большие области просмотра. Это гарантирует, что инвестиции в системы безопасности на базе IP камер не будут потрачены впустую, так как без дополнительных затрат на обработку изображения можно распознать лицо нарушителя, различные мелкие предметы или их части. Мегапиксельные IP камеры также могут быть использованы вместо камер с трансфокаторами, а в ряде случаев и камер с позиционерами (PTZ камеры).

4. Интеллект на уровне камеры.

Современные IP камеры имеют встроенный детектор движения в заданной зоне контроля с требуемыми параметрами, микрофон, динамик, систему управления событиями и обработки сигналов тревоги, таким образом камера сама (без видеорегистратора) может решать, когда необходимо передавать видео, с какой скоростью и в каком разрешении и когда нужно информировать оператора системы наблюдения о необходимости проведения мониторинга или принятии решения о противодействии вторжению. Не далек день, когда IP камеры, используя новые интеллектуальные алгоритмы, смогут распознавать номера машин, определять количество людей в кадре, анализировать уровень их агрессивности и т.д. Сейчас эти задачи уже решаются на уровне видеосервера.

Интеллектуальность на уровне IP камер позволяет намного более производительно и эффективно использовать ресурсы оборудования в системе видеонаблюдения, чем обработка видео потока на DVR или центральном сервере системы. Сетевые IP камеры решает еще одну глобальную проблему аналогового видеонаблюдения: нехватку вычислительных ресурсов для анализа и обработки большого количества видео каналов в режиме реального времени. IP камеры оснащены аппаратными средствами и возможностями, которые значительно превосходят аналоговые камеры в задачах анализа изображения, позволяя создавать, устанавливать и успешно эксплуатировать крупномасштабные интеллектуальные системы видеонаблюдения.

5. Интегрированный контроль PTZ и портов ввода/вывода.

Для управления PTZ устройством аналоговой камеры, требуется дополнительный кабель по которому будут передаваться только команды на позиционер, прокладка которого требует дополнительных затрат. В некоторых случаях это невозможно сделать в принципе. Технологии, реализованные в IP камерах, позволяют контролировать и управлять PTZ по тому же кабелю, по которому передается видео. В PTZ и купольных IP камерах команды на управление позиционером и трансфокатором посылаются по IP сети, обеспечивая большую гибкость и экономя средства. К тому же, IP камеры могут принимать и обрабатывать сигналы тревоги, поступающие с датчиков и управлять внешними исполнительными устройствами через цифровые порты ввода/вывода. Все это позволяет использовать меньше кабеля, затратить меньше средств, увеличить функциональные возможности системы и расширить возможности интеграции. В некоторых случаях имеется возможность заменить PTZ камеры, используя IP камеры «рыбий глаз», которые осуществляют круговой контроль (360°) пространства. За счет программной обработки видео можно получить «нормальные» варианты изображений (до 4-х видов 90° или до 2-х видов 180°).

6. Встроенный звук.

Для некоторых приложений становится все более важным передача звука параллельно с видео. В аналоговых системах передача звука возможна только по выделенным аудио линиям, отдельным от каналов передачи видео. IP камеры решают эту проблему, обрабатывая аудио информацию непосредственно в камере, синхронизируя ее с видео или даже объединяя в тот же видео поток, и затем посылая по сети для контроля и/или записи. Звуковой канал может быть как одно- так и двунаправленным, что позволяет не только получать, но и передавать звук на объект наблюдения.

7. Безопасность коммуникаций.

С аналоговой камеры видеосигнал передается по коаксиальному кабелю без какого либо шифрования или установления подлинности передающего устройства. Таким образом, практически не существует препятствий для несанкционированного подключения и снятия видеосигнала, а в худшем случае, замены сигнала от камеры другим видео сигналом. IP камеры могут шифровать видео, посылаемое по сети, гарантируя, что видео поток не буден доступен для несанкционированного просмотра и вмешательства в него извне. Система может также устанавливать идентификацию подключения, используя сертификаты шифрования, с определенной IP камерой, таким образом устраняя возможность несанкционированного проникновения в линию связи. IP камера может добавлять зашифрованные "водяные знаки" в видео поток, данные с информацией относительно изображения, времени, местоположения, пользователей, тревог и т.д., чтобы обеспечить безопасность тракта передачи информации.

8. Гибкая, рентабельная инфраструктура.

Аналоговое видео обычно передается по дорогому коаксиальному кабелю. Качество изображения ухудшается при увеличении расстояния или наличия помех от индустриальных и бытовых электросетей.  Требуется обратить особое внимание на необходимость качественного заземления и экранирования кабельной сети аналогового видеонаблюдения. Еще более усложняет ситуацию необходимость создания кабельных систем для подачи питания, передачи звука, сигналов с датчиков и команд на исполнительные устройства, управления PTZ устройствами.

Системы IP-видеонаблюдения лишены этих недостатков, при этом они позволяют решать эти проблемы с меньшими затратами и обеспечивают дополнительную функциональность. Сети на основе IP - устоявшаяся, стандартизированная технология, что означает, что затраты на ее организацию сравнительно невелики. В отличие от аналоговых систем, видео потоки на основе IP могут передаваться по всему миру, используя возможности уже существующей инфраструктуры. Информации по IP сетям передается пакетами, поэтому по одной линии могут передаваться множество потоков данных различных типов. При построении систем IP видеонаблюдения можно использовать недорогой Ethernet кабель UTP категории 5e. По одной линии Ethernet могут одновременно передаваться сотни видео потоков со скоростью до 1 Гигабита в секунду.

9. Действительно цифровые решения.

CCD сенсор в аналоговых камерах генерирует аналоговый сигнал, который оцифровывается в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) для последующей обработки сигнала в DSP (процессоре цифровой обработки сигнала). Затем сигнал переводится обратно в аналоговый для его дальнейшей передачи по коаксиальному кабелю. Наконец в DVR или сервере с платами видеозахвата сигнал еще раз преобразуется в цифровую форму (ЦАП) и с возможным дополнительным сжатием видеопотока для записи. В результате получается минимум три преобразования А-Ц-А, в каждом из которых происходит потеря качества изображения.

В IP камерах изображение с цифрового сенсора не конвертируется вообще, и далее может передаваться в цифровом виде без дополнительных преобразований с минимальной деградацией изображения.

10. Низкая стоимость владения.

Все инновационные решения, которые применяются в сетевых камерах и описаны выше, ведут к снижению как первоначальных вложений, так и затрат на эксплуатацию. Цена сетевой камеры действительно может быть выше аналоговой, если рассматривать только камеры. Но если сравнивать стоимость за канал, то система, построенная на сетевых камерах, превосходящих аналоговые по функциональности и гибкости, становится сопоставима с аналоговыми системами, использующими DVR, а зачастую оказывается дешевле их.

Более низкая стоимость систем IP видеонаблюдения получается из-за использования в них сетевого и компьютерного оборудования, поддерживающего открытые отраслевые стандарты, которые используют все производители в IT секторе, в отличии от часто несовместимых между собой аппаратных средств аналоговых систем, в том числе и DVR. Это радикально упрощает управление и затраты на оборудование, в особенности для больших систем, где устройства хранение и серверы существенная часть общей стоимости решения. Дополнительную экономию обеспечивает использование единой инфраструктуры. При проектировании  систем видеонаблюдения с большим числом камер аналоговые системы вообще нельзя построить или стоимость этих систем становится абсолютно неприемлемой.

Сети на основе IP – Internet, LAN, WAN с различными методами связи как проводными, так и беспроводными, могут параллельно использоваться другими приложениями (например СКУД) и являются менее дорогой альтернативой традиционным аналоговым сетям.

Все инновационные решения, которые применяются в сетевых камерах и описаны выше, ведут к снижению как первоначальных вложений, так и затрат на эксплуатацию. Цена сетевой камеры действительно может быть выше аналоговой, если рассматривать только камеры. Но если сравнивать стоимость за канал, то система, построенная на сетевых камерах, превосходящих аналоговые по функциональности и гибкости, становится сопоставима с аналоговыми системами, использующими DVR, а зачастую оказывается дешевле их.

Более низкая стоимость систем IP видеонаблюдения получается из-за использования в них сетевого и компьютерного оборудования, поддерживающего открытые отраслевые стандарты, которые используют все производители в IT секторе, в отличии от часто несовместимых между собой аппаратных средств аналоговых систем, в том числе и DVR. Это радикально упрощает управление и затраты на оборудование, в особенности для больших систем, где устройства хранение и серверы существенная часть общей стоимости решения. Дополнительную экономию обеспечивает использование единой инфраструктуры. При проектировании  систем видеонаблюдения с большим числом камер аналоговые системы вообще нельзя построить или стоимость этих систем становится абсолютно неприемлемой.

Сети на основе IP – Internet, LAN, WAN с различными методами связи как проводными, так и беспроводными, могут параллельно использоваться другими приложениями (например СКУД) и являются менее дорогой альтернативой традиционным аналоговым сетям.