Системи IP-відеоспостереження. Огляд

Основні переваги систем IP відеоспостереження перед аналоговим відеоспостереженням:

1. Кінець проблем з черезрядковою розгорткою.

Аналогові камери відеоспостереження високого дозволу (4CIF) працюють в режимі черезрядковості, тобто кожен кадр складається з двох полів (полів), що містять парні і непарні рядки зображення (більш докладно про порядкову та черезрядкову розгортку). Коли в області відображення відбувається переміщення об'єктів, навіть з незначною швидкістю, зображення рухомих предметів, особливо їх краю, стають розпливчастим - з'являється так званий ефект «гребінки». Він виникає через затримку при оновленні полів з парними і непарними рядками кадру. Мережеві IP камери використовують прогресивне сканування - метод, який забезпечує більш якісне відображення рухомих об'єктів. Ця більш передова технологія дозволяє формувати єдиний повний кадр, що складається з непарних та парних рядків, що забезпечує абсолютно чіткі зображення навіть з об'єктами, що рухаються з високою швидкістю.

2. Технологїя Power Over Ethernet.

Подача живлення на аналогову камеру найчастіше викликає певні проблеми і впливає на вартість системи, не в меншу сторону. Стандарт IEEE 802.3af для передачі живлення по Ethernet (PoE), є вдалим рішенням, значно заощаджуючи кошти при використанні обладнання на його основі - відсутня необхідність створення силової інфраструктури для живлення IP камер. Недоступний для аналогових камер, протокол Power over Ethernet передбачає, що IP камери отримують живлення від комутаторів, що підтримують цей стандарт, або спеціальних конвертерів по стандартному мережевому кабелю 5 категорії, по якому передаються дані і відео. Це обіцяє максимум вигоди користувачам, так як використовується єдиний стандарт, який підтримується всіма мережевими пристроями, можна використовувати техніку різних виробників, не побоюючись, що виникнуть проблеми з її сумісністю. Використання протоколу PoE дає ще одну перевагу: все обладнання, в тому числі і IP камери, може бути підключено через джерело безперебійного живлення, і в разі перепадів напруги або відключення живлення система залишиться працездатною.

3. Багатомегапіксельний дозвіл.

Аналогові камери підтримують телевізійні стандарти NTSC / PAL, які передають відео з роздільною здатністю, відповідним 0.4 мегапікселя при 4CIF. Після появи моніторів високого дозволу, що дозволяють відображати інформацію з роздільною здатністю більше одного мегапікселя, користувачі почали висувати підвищені вимоги і до пристроїв отримання відео - відеокамер. Підвищені вимоги до роздільної здатності камер стали з'являтися і на ринку систем відеоспостереження. Більш високий дозвіл IP камер (до 10Мп) забезпечує перегляд більш дрібних деталей і може покрити великі області перегляду. Це гарантує, що інвестиції в системи безпеки на базі IP камер не будуть витрачені даремно, так як без додаткових витрат на обробку зображення можна розпізнати особу порушника, різні дрібні предмети або їх частини. Мегапіксельні IP камери також можуть бути використані замість камер з трансфокаторами, а в ряді випадків і камер з позіционерамі (PTZ камери).

4. Інтелект на рівні камери.

Сучасні IP камери мають вбудований детектор руху в заданій зоні контролю з необхідними параметрами, мікрофон, динамік, систему управління подіями і обробки сигналів тривоги, таким чином камера сама (без відеореєстратора) може вирішувати, коли необхідно передавати відео, з якою швидкістю і в якому дозволі і коли потрібно інформувати оператора системи спостереження про необхідність проведення моніторингу або прийняття рішення щодо протидії вторгнення. Не далекий день, коли IP камери, використовуючи нові інтелектуальні алгоритми, зможуть розпізнавати номери машин, визначати кількість людей в кадрі, аналізувати рівень їх агресивності і т.д. Зараз ці завдання вже вирішуються на рівні відеосервера.

Інтелектуальність на рівні IP камер дозволяє набагато більш продуктивно і ефективно використовувати ресурси обладнання в системі відеоспостереження, ніж обробка відео потоку на DVR або центральному сервері системи. Мережеві IP камери вирішує ще одну глобальну проблему аналогового відеоспостереження: брак обчислювальних ресурсів для аналізу і обробки великої кількості відео каналів в режимі реального часу. IP камери оснащені апаратними засобами і можливостями, які значно перевершують аналогові камери в задачах аналізу зображення, дозволяючи створювати, встановлювати і успішно експлуатувати великомасштабні інтелектуальні системи відеоспостереження.

5. Інтегрований контроль PTZ і портів введення / виводу.

Для управління PTZ пристроєм аналогової камери, потрібен додатковий кабель яким передаватимуться тільки команди на позиціонер, прокладання якого вимагає додаткових витрат. У деяких випадках це неможливо зробити в принципі. Технології, реалізовані в IP камерах, дозволяють контролювати і управляти PTZ по тому ж кабелю, по якому передається відео. У PTZ і купольних IP камерах команди на управління позиціонером і трансфокатором надсилаються по IP мережі, забезпечуючи більшу гнучкість і заощаджуючи кошти. До того ж, IP камери можуть приймати і обробляти сигнали тривоги, що надходять з датчиків і управляти зовнішніми виконавчими пристроями через цифрові порти введення / виводу. Все це дозволяє використовувати менше кабелю, затратити менше коштів, збільшити функціональні можливості системи і розширити можливості інтеграції. У деяких випадках є можливість замінити PTZ камери, використовуючи IP камери «риб'яче око», які здійснюють круговий контроль (360 °) простору. За рахунок програмної обробки відео можна отримати «нормальні» варіанти зображень (до 4-х видів 90 ° або до 2-х видів 180 °).

6. Вбудований звук.

Для деяких додатків стає все більш важливим передача звуку паралельно з відео. В аналогових системах передача звуку можлива тільки по виділених аудіо лініях, окремим від каналів передачі відео. IP камери вирішують цю проблему, обробляючи аудіо інформацію безпосередньо в камері, синхронізуючи її з відео або навіть об'єднуючи в той же відео потік, і потім посилаючи по мережі для контролю і / або запису. Звуковий канал може бути як одно- так і двонаправленим, що дозволяє не тільки отримувати, але й передавати звук на об'єкт спостереження.

7. Безпека комунікацій.

З аналогової камери відеосигнал передається по коаксіальному кабелю без будь якого шифрування або встановлення автентичності передавального пристрою. Таким чином, практично не існує перешкод для несанкціонованого підключення та зняття відеосигналу, а в гіршому випадку, заміни сигналу від камери іншим відео сигналом. IP камери можуть шифрувати відео, що посилається по мережі, гарантуючи, що відео потік не буде доступний для несанкціонованого перегляду та втручання в нього ззовні.Система може також встановлювати ідентифікацію підключення, використовуючи сертифікати шифрування, з певною IP камерою, таким чином усуваючи можливість несанкціонованого проникнення в лінію зв'язку. IP камера може додавати зашифровані "водяні знаки" в відео потік, дані з інформацією щодо зображення, часу, місця розташування, користувачів, тривог і т.д., щоб забезпечити безпеку тракту передачі інформації.

8. Гнучка, рентабельна інфраструктура.

Аналогове відео зазвичай передається по дорогому коаксіальному кабелю. Якість зображення погіршується при збільшенні відстані або наявності перешкод від індустріальних та побутових електромереж. Потрібно звернути особливу увагу на необхідність якісного заземлення та екранування кабельної мережі аналогового відеоспостереження. Ще більш ускладнює ситуацію необхідність створення кабельних систем для подачі живлення, передавання звуку, сигналів з датчиків і команд на виконавчі пристрої, управління PTZ пристроями.

Системи IP-відеоспостереження позбавлені цих недоліків, при цьому вони дозволяють вирішувати ці проблеми з меншими витратами і забезпечують додаткову функціональність. Мережі на основі IP - усталена, стандартизована технологія, що означає, що витрати на її організацію порівняно невеликі. На відміну від аналогових систем, відео потоки на основі IP можуть передаватися по всьому світу, використовуючи можливості вже існуючої інфраструктури. Інформації по IP мережах передається пакетами, тому по одній лінії можуть передаватися безліч потоків даних різних типів. При побудові систем IP відеоспостереження можна використовувати недорогий Ethernet кабель UTP категорії 5e. По одній лінії Ethernet можуть одночасно передаватися сотні відео потоків зі швидкістю до 1 гігабіта в секунду.

9. Дійсно цифрові рішення​.

CCD сенсор в аналогових камерах генерує аналоговий сигнал, який оцифровується в аналого-цифровому перетворювачі (АЦП) для подальшої обробки сигналу в DSP (процесор цифрової обробки сигналу). Потім сигнал переводиться назад в аналоговий для його подальшої передачі по коаксіальному кабелю. Нарешті в DVR або сервері з платами відеозахоплення сигнал ще раз перетворюється в цифрову форму (ЦАП) і з можливим додатковим стисненням відеопотоку для запису. У результаті виходить мінімум три перетворення А-Ц-А, в кожному з яких відбувається втрата якості зображення.

В IP камерах зображення з цифрового сенсора не конвертується взагалі, і далі може передаватися у цифровому вигляді без додаткових перетворень з мінімальною деградацією зображення.

10. Низька вартість володіння.​

Всі інноваційні рішення, які застосовуються в мережевих камерах і описані вище, ведуть до зниження як первинних вкладень, так і витрат на експлуатацію. Ціна мережевої камери дійсно може бути вище аналогової, якщо розглядати тільки камери. Але якщо порівнювати вартість за канал, то система, побудована на мережевих камерах, що перевершують аналогові по функціональності і гнучкості, стає порівнянна з аналоговими системами, що використовують DVR, а найчастіше виявляється дешевше їх.

Більш низька вартість систем IP відеоспостереження вдається через використання в них мережевого і комп'ютерного устаткування, що підтримує відкриті галузеві стандарти, які використовують всі виробники в IT секторі, на відміну від часто несумісних між собою апаратних засобів аналогових систем, в тому числі і DVR. Це радикально спрощує управління і витрати на обладнання, особливо для великих систем, де пристрої зберігання і сервери істотна частина загальної вартості рішення. Додаткову економію забезпечує використання єдиної інфраструктури. При проектуванні систем відеоспостереження з великим числом камер аналогові системи взагалі не можна побудувати або вартість цих систем стає абсолютно неприйнятною.

Мережі на основі IP - Internet, LAN, WAN з різними методами зв'язку як дротовими, так і бездротовими, можуть паралельно використовуватися іншими додатками (наприклад СКУД) і є менш дорогою альтернативою традиційним аналоговим мережам.