Школа видеонаблюдения с использованием цифровой сети

Продолжаем публикацию глав Школы видеонаблюдения, предоставленных нашему журналу коллегами из Detektor International — известного во многих странах мира международного издания для профессионалов рынка безопасности и CCTV .

Глава 4. Запись и хранение

Совсем недавно видеомагнитофоны Time Laps, работающие в стандарте VHS, являлись единственно возможным выбором для записи видеоизображений. В наши дни эти системы стремительно вытесняются цифровыми технологиями, позволяющими достичь превосходных показателей емкости и качества изображений. В данной главе мы поближе познакомимся с этим аспектом цифрового сетевого видеонаблюдения .

Почти незаметно наш мир становится все более и более цифровым. Оглянитесь вокруг, и вы увидите, что многие товары используют цифровые технологии — автомобили, видеокамеры, микроволновые печи… В какой степени этот процесс влияет на развитие охранного бизнеса?

Недавние исследования консалтинговых фирм Frost & Sullivan и Joseph Freeman & Co. показывают, что в 2002 году спрос на цифровые системы видеоанаблюдения превысил спрос на аналоговые системы CCTV. Цифровые видеорегистраторы (DVR — Digital Video Recorders) сейчас составляют около 75% всех новых систем сетевого телевидения. Главной причиной этого технологического прорыва явился тот простой факт, что цифровые решения предлагают лучшие эксплуатационные характеристики при более выгодном соотношении «цена/качество». Давайте рассмотрим этот аспект подробнее.

Расставаясь со старыми технологиями

В магнитофонах Time Laps обычно используются стандартные кассеты VHS, где на пленке умещается до 540 тысяч кадров, что соответствует 3 часам видео­записи. Уменьшая количество кадров, записываемых в единицу времени, можно значительно увеличить время записи, однако это приведет к потере качества и информационной отдачи. Например, при записи в течение 72 часов частота будет составлять 2 кадра в секунду. Если же при этом будет использоваться 8 видеокамер, то временной промежуток между 2 кадрами, записываемыми каждой видеокамерой, составит 4 секунды.

Следующий шаг — цифровые видеомагнитофоны

Благодаря замене обычного видеомагнитофона на цифровой видеорегистратор можно достичь значительного увеличения объема записи без потери качества. Это очень неплохое решение — модернизируя таким образом систему, вы все еще сможете использовать существующие у вас аналоговые видеокамеры. Тем не менее, вы не получите возможности раскрыть как некоторые другие главные преимущества цифрового видеорегистратора, так и отдачи от полноценного использования сети. Кроме того, не отпадет необходимость в специальном коаксиальном кабеле .

Современный цифровой видеорегистратор может выполнять гораздо больше функций, чем просто производить запись. Одно из его интересных свойств — способность выявлять факт движения, причем как при самой записи, так и в отснятом материале. Кроме очевидного преимущества — отсутствие необходимости производить запись, когда ничего не происходит, это свойство помогает еще и значительно ускорить поиск необходимых фрагментов в уже отснятом массиве. Скажем, с вашего склада исчезла коробка. Используя цифровой видеорегистратор, вы можете отметить кадр, на котором коробка была еще на месте, а затем задать программу, в соответствии с которой видеорегистратор начнет сканировать видеофайл на жестком диске и включит воспроизведение только с того момента, когда в данной зоне началось движение. Так что, в считанные секунды вы узнаете, что же случилось с пропавшей коробкой.

От кассетного видеомагнитофона (VCR — Video Cassette Recorder) до видеонаблюдения с использованием интернет-протокола (IP)

Чем больше пользователи вникали в тонкости цифровых технологий, тем более отчетливо они понимали, что цифровой видеорегистратор представляет собой лишь промежуточный этап в происходящей цифровой эволюции систем кабельного телевидения. И вот уже появляется жизнеспособная, рентабельная альтернатива — видеонаблюдение с использованием интернет-протокола (IP), когда изображение передается по IP-инфраструктуре.

Вот как проходила эта эволюция:

Эра VCR (кассетных видеомагнитофонов). Сначала для записи видеосигнала использовался видеомагнитофон Time Lapse с пленкой VHS. Первые шаги по внедрению цифровых технологий в кабельное телевидение были сделаны примерно в 1990 году, когда на замену аналоговым видеокамерам пришли цифровые видеокамеры с датчиками CCD. Но они были только частично цифровыми, так как в них оставались аналоговыми соединительные элементы, а запись все еще производилась на аналоговые пленки.

Эра DVR (цифровых видеорегистраторов). Эта эра может быть условно разделена на два периода. Сначала, в 1996 году, функции записи цифрового видеорегистратора уже давали пользователю преимущества отсутствия необходимости замены пленок, устойчивого качества записи, более эффективным стал процесс поиска по отснятому материалу. Тем не менее, у цифрового видеорегистратора оставались аналоговыми входные и выходные устройства.

Второй период этой эры был отмечен появлением сетевого соединения, что стало возможным после замены обыкновенного видеомонитора на компьютер. Последние два года все чаще и чаще цифровые видеорегистраторы поставляются с сетевым или модемным интерфейсом, что позволяет отслеживать обстановку в удаленном режиме, используя стандартный компьютер.

Эра IP-наблюдения. Последний этап перевода кабельного телевидения на «цифру» затронул соединительные элементы между видеокамерами и цифровым видеорегистратором. Для многих используемых сейчас систем кабельного телевидения именно коаксиальный кабель является последним бастионом аналоговых технологий. IP-сетевые видеокамеры и видеосерверы вбили последний гвоздь в гроб аналоговых систем, сделав цифровой связь между видеокамерой и записывающим устройством, благодаря использованию стандартных компьютерных сетей, Интернета или даже беспроводных технологий.

На пути к полной цифровой функциональности

Как мы уже убедились, включение в существующие системы цифрового видеорегистратора означает лишь переход к гибридной технологии — наполовину цифровой, наполовину аналоговой. Дальнейшее движение от такого построения к полностью цифровой системе представляется вполне разумным решением, так как, с одной стороны, датчик CCD (ПЗС-матрица) уже обеспечивает получение цифрового изображения, с другой — запись на жестком диске цифрового видеорегистратора также цифровая. Невольно возникает вопрос: зачем производить конверсию с цифрового на аналоговое в видеокамерах только для того, чтобы осуществить обратную конверсию с аналогового на цифровое в видеорегистраторе? Такие многократные конверсии ухудшают эксплуатационные качества системы и повышают ее стоимость.

В чем же основные отличия двух концепций — DVR и IP-наблюдения? При варианте цифрового видеорегистратора процессы оцифровывания и сжатия происходят в записывающем устройст­ве. В случае же с IP-наблюдением значительная часть функций передается видеокамерам, включая такие «интеллектуальные» функции, как детектор движения. На базе подобных решений и создаются «умные» видеокамеры. IP-наблюдение нисколько не влияет на качество выполняемых системой функ­ций, оно просто переадресует их от цифрового видеорегистратора к видеокамерам. Это объясняет, почему сетевая камера изначально отличается большей стоимостью.

Сравнивая две концепции — DVR и IP-наблюдение

Обе концепции объединяет набор целого ряда полезных свойств и функций: запись в цифровом формате, отпадение необходимости ухода за пленкой, высокое качество изображения, быстрый и простой процесс поиска нужной информации, доступ к записанному материалу по IP-сетям и т.д. Тем не менее, более всестороннее сравнение двух технологий раскрывает, каким образом IP-наблюдение предлагает целый ряд важных преимуществ по сравнению с цифровым видеорегистратором:

• масштабируемость. IP-наблюдение обеспечивает увеличение частоты кадров и объема хранящихся данных посредством добавления к сети серверов и увеличения их дискового массива. Возможность достичь любой частоты кадров для любой видеокамеры в любой момент времени;
• более эффективная инфраструктура по ценовым характеристикам. Значительная часть существующего оборудования уже имеет соединения витой парой, так что отпадает необходимость в такой дорогостоящей составляющей системы кабельного телевидения, как монтаж электропроводки. Если же такая инфраструктура отсутствует, монтаж витой пары обходится дешевле, чем коаксиального кабеля. Кроме того, в отдельных случаях может быть использована беспроводная сеть;
• системная интеграция и сетевая конвергенция. Технология IP-наблюдения предлагает открытую, легко интегрируемую платформу. Учитывая возрастающее значение системной интеграции, трудно переоценить возможность эффективной интеграции систем контроля доступа, отопления и вентиляции, управления производственным процессом, иных прикладных программ. Единая сеть объединяет и обрабатывает всю информацию предприя­тия, включая аудио- и видеоданные, что намного повышает эффективность управления и снижает управленческие расходы;
• удаленный доступ. Любая видеоинформация, будь то в режиме реального времени или в записи, может быть получена и взята под контроль в любом месте земного шара по проводным или беспроводным сетям;
• интеллектуальные функции видеокамеры. Выявление движения, анализ событий, привязка ко времени, другие встроенные возможности позволяют видеокамере принимать решения относительно момента выдачи сигнала тревоги, отправки видеоизображения, частоты кадров при передаче, что делает более эффективными доступ к информации и процесс принятия решений.

IP-наблюдение в развитии

Точно так же, как поступательная эволюция кабельного телевидения с внедрением цифровых технологий привела с течением времени к улучшению эксплуатационных качеств систем, IP-наблюдение сулит появление новых привлекательных преимуществ для конечного пользователя:

• более совершенные интеллектуальные функции видеокамеры, такие как усовершенствованные системы выявления движения и распознавания автомобильных номерных знаков, инициирование событий, слежение за объектом и т.д.;
• более высокое разрешение, чем предельные значения аналоговых форматов NTSC и PAL — до 0,5 Mpixel. Мегапиксельные сетевые видеокамеры по­ставляются уже сейчас, а в скором времени появятся и мульти-мегапиксельные камеры;
• передача электропитания по сети Ethernet, что исключает необходимость наличия штепсельных розеток в местах расположения видеокамер и обеспечивает более простое решение вопроса бесперебойного энергоснабжения, гарантирующего работу 24 часа в день, 7 дней в неделю;
• беспроводная передача видеоизображений с использованием выгодных по стоимости стандартных технологий, таких как IEEE 802.11b, беспроводной доступ к любой видеоинформации с помощью персонального цифрового секретаря PDA (Personal Digital Assistant) или сотового телефона;
• кодирование информации, идентификация соединения, что предлагает намного более эффективное решение с точки зрения безопасности, чем при использовании любой аналоговой видеокамеры.

Итак, вопреки сложившемуся мнению, мы убедились в том, что цифровой видеорегистратор является лишь вехой в продолжающемся развитии кабельного телевидения, а отнюдь не конечной точкой этой эволюции. Решение проблем безопасности началось с аналоговых видеокамер и пленочных видеомагнитофонов. Сегодня запись стала цифровой, а так как видеокамеры тоже используют цифровую технологию, вполне естественным будет сделать шаг к полному цифровому решению.

Следующая глава будет посвящена обзору различных устройств, которые могут быть подсоединены к IP-сети.