Анализ систем видеонаблюдения

Курсовая работа Анализ систем видеонаблюдения

1. Структура и основные элементы систем видеонаблюдения

1.1 IP-системы видеонаблюдения

1.2 Аналоговая система видеонаблюдения

2. Анализ форматов видеозаписи

3. Сравнение параметров оборудования видеонаблюдения

3.1 Основные параметры камер видеонаблюдения

3.2 Устройства обработки видеосигналов

4. Обзор программного обеспечения систем видеонаблюдения

4.1 Полнофункциональное программное обеспечение NetStation

4.2 OnGuard VideoManager

4.3 EverFocus Power Plus

Заключение

Список использованных источников камера видеозапись программное обеспечение видеонаблюдение

Введение

Система видеонаблюдения — система аппаратно-программных средств, с целью видеонаблюдения.

Сегодня системы видеонаблюдения являются одним из самых эффективных технических средств обеспечения безопасности, которое позволяет оперативно или по прошествии некоторого срока зарегистрировать факт совершения того или иного противоправного действия, помимо этого установка видеонаблюдения дает возможность контролировать качество работы сотрудников, общую ситуацию на объекте.

Необходимое оборудование подбирается в зависимости от целей, которые преследует Заказчик, заказывая установку системы видеонаблюдения. Стоимость оборудования и монтажа системы может сильно различаться в зависимости от поставленных целей. Есть довольно простой способ для определения цены оборудования системы видеонаблюдения. Например, цена цветной камеры видеонаблюдения приблизительно вдвое выше чёрно-белой камеры. Уличная камера видеонаблюдения с автоматической регулировкой диафрагмы (часто бывает очень важно при изменяющемся освещении на улице), где-то в полтора раза больше стоит, чем такая же уличная, камера видеонаблюдения, но без АРД. Камеры видеонаблюдения с высокой чёткостью (560−600 ТВЛ) стоят где-то на 30−40% дороже, чем стандартные (420 ТВЛ). Нюансов очень много и грамотно подобрать оборудование видеонаблюдения, чтобы оно удовлетворяло всем требованиям Заказчика и в тоже время не зашкаливало в ценовом диапазоне, может только специалист.

Система видеонаблюдения — это сложная структура, включающая в себя и человеческий фактор, который очень часто способствует выходу из строя некоторых компонентов системы. Поэтому нередко обслуживание системы видеонаблюдения бывает необходимо. Сервисное обслуживание позволяет избежать простоя системы в нерабочем состоянии и, следовательно, избежать ситуаций, когда охраняемый объект остается без видеонаблюдения. Конкретный состав системы видеонаблюдения объекта определяется специалистом на месте.

В данной работе будет раскрыта тема:-«Анализ систем видеонаблюдения». Будут выполнены следующие цель и задачи:

1)Сделан анализ форматов видеозаписи;

2)Проведено сравнение параметров оборудования видеонаблюдения;

3)Сделан обзор программного обеспечения систем видеонаблюдения.

1. Структура и основные элементы систем видеонаблюдения

Существуют аналоговые и IP-системы видеонаблюдения.

1.1 IP-системы видеонаблюдения

Основными компонентами систем сетевого видеонаблюдения являются сетевая камера, видеокодер или видеосервер (применяется для подключения аналоговых камер), сеть, сервер и система хранения, а также программное обеспечение для управления системой видеонаблюдения и записи видеоинформации. Сетевые камеры и видеокодеры созданы на базе цифровых технологий, поэтому они обладают возможностями, недоступными аналоговым камерам. Сеть, системы хранения и серверы — стандартное ИТ-оборудование. Способность использовать обычное сетевое оборудование — одно из главных преимуществ сетевого видео.

Типовая система видеонаблюдения состоит из следующих элементов: одна или несколько сетевых камер, компьютер или сетевое хранилище для записи видеоархива. Для работы такой системы также нужна локальная сеть, проводная либо беспроводная (Wi-Fi).

Рисунок 1. Типовая структура системы IP-видеонаблюдения Основные задачи, которые позволяет решать подобная система видеонаблюдения:

1)наблюдение за объектом в режиме реального времени с возможностью одновременной записи изображения на сетевое хранилище;

2)наблюдение за работой сотрудников и за посетителями;

3)запись видео по срабатыванию аппаратного датчика движения и/или внешнего датчика, например, при открытии входной двери и т. д.;

4)уведомление на e-Mail по срабатыванию датчиков;

5)просмотр записанного видеоизображения с помощью компьютера, как в локальной сети, так и удаленно;

6)удаленный просмотр видео в режиме реального времени с мобильного телефона (смартфона).

1.2 Аналоговая система видеонаблюдения

Это классическая система на базе аналоговых видеокамер, и передачей сигнала изображения по коаксиальному кабелю.

Все аналоговые видеокамеры имеют матрицу ПЗС. Эти видеокамеры представляют собой оптические устройства, ПЗС-матрицы которых формируют видеосигнал из светового потока, проходящего через объектив и группу линз и попадающего на эту матрицу.

Объективы для камер видеонаблюдения устанавливаются на видеокамеры с целью увеличения дальности ее работы, улучшения технических параметров и приспособления видеокамеры к конкретным условиям работы. Для видеонаблюдения за движущимися объектами используют объективы с переменным фокусным расстоянием — трансфокаторы. В условиях быстро меняющейся освещённости применяют объективы с автодиафрагмой. На скрытые камеры скрытой системы видеонаблюдения устанавливаются объективы типа Pin-Hole. Поворотные устройства для камер видеонаблюдения. Для расширения угла обзора видеокамеры и слежения за движущимися объектами видеонаблюдения, камеры устанавливают на поворотные устройства. Механизм поворотного устройства перемещает видеокамеру в горизонтальном и вертикальном направлениях, и позволяет оператору системы видеонаблюдения просматривать одной видеокамерой достаточно большие площади охраняемой территории. Базовый блок производит постоянный контроль наличия и исправности всех модулей и клавиатур в системе. По мере необходимости в любой момент времени в систему может быть добавлен или удален любой модуль

Устройства записи видеоинформации (видеомагнитофоны, видеорегистраторы, видео рекордеры — DVR, видеосерверы) предназначены для записи, хранения и последующего воспроизведения изображений, поступающих от камер. Устройства цифровой записи (видеорекордер, видеонакопитель или видеорегистратор) осуществляют запись видеоинформации в цифровом формате непосредственно на жесткий диск. Как правило, цифровые видеорегистраторы последних моделей оснащены системой, реагирующей на движение в кадре — детекторы движения, и автоматически записывающей это видео, а так же имеют сетевую плату для подключения видеорегистратора к системе видеонаблюдения по LAN/WAN сети. Различают одноканальные видеорегистраторы и многоканальные 4, 6, 8, 16. Мониторы вывода изображения и просмотра архива записи. Могут быть построены на базе лучевой трубки или ЖК матрицы.

Источник вторичного питания 12 В. или 24 В Рисунок 2. Структура аналоговой системы видеонаблюдения

2. Анализ форматов видеозаписи

Основными характеристиками современных форматов видео файлов являются:

1)Накладные расходы на хранение информации (насколько больше выходной файл, чем полезная информация, которую он хранит)

2)Поддержка расширенных возможностей современных видео и аудиокодеков (B-кадры, переменный битрейт, переменная частота кадров …)

3)Поддержка хранения дополнительной информации (главы, субтитры, метатэги, системы защиты авторских прав …)

4)Поддержка потокового воспроизведения

5)Открытость либо закрытость формата Корпорации-гиганты по производству программного обеспечения и международные организации в основном разрабатывают готовые мультимедийные решения, частью которых являются форматы файлов для хранения аудио и видео. Примером является формат AVI для Video for Windows, формат MOV для QuickTime и т. д. Часто такие форматы являются закрытыми и поддерживают только определенные, «свои» кодеки аудио и видео.

В противовес такому подходу в мире развивается движение бесплатного и открытого программного обеспечения. Одним из самых успешных проектов такого типа является формат Matroska.

AVI — формат медиаконтейнера разработанного корпорацией Microsoft как часть технологии Video for Windows в 1992 г. Расшифровывается AVI как — Audio/Video Interleaved. AVI разработан на основе Resource Interchange File Format (RIFF) в основе которого лежит принцип разбиения информации на блоки или «chunk». Каждый блок подписан соответствующим FourCC тэгом, содержит информацию о количестве байт данных в блоке и сами данные. Чанки могут быть различной длины, но обязательно кратной 2.

AVI файл обычно содержит:

1)Заголовок RIFF с fourCC 'avi', содержащий общую информацию, необходимую для определения типа файла

2)Заголовки потоков данных (fourCC — 'strl') с описанием типа и формата потока

3)Один чанк с fourCC 'movi' содержащий пакеты аудио и видео данных

4)Индексный чанк (fourCC — 'idx1') содержащий таблицу индексов (16 байт на каждый чанк в чанке 'movi')

Рисунок 3. Структура AVI файла

Файлы AVI поддерживают несколько потоков аудио и видео, но это возможности используются редко. Большинство файлов AVI используют расширения разработанные группой Matrox OpenDML феврале 1996 года. Эти расширения поддерживаются корпорацией Microsoft и неофициально называются AVI 2.0.

Характерными чертами формата AVI являются:

отсутствие стандартного способа кодирования информации о пиксельных пропорциях, благодаря чему плееры не могут выбрать это значение автоматически (его можно выбрать вручную);

AVI формат не поддерживает материалы с переменной частотой кадров;

AVI формат не предназначен для хранения видео закодированного кодерами использующими B-кадры (при декодировании не обеспечивает доступа к будущим кадрам для декодирования текущего). Хотя и разработаны подходы для обеспечения этих функций, они выходят за рамки оригинальной спецификации и могут вызвать проблемы при воспроизведении на плеерах, не поддерживающих данных расширений формата AVI;

AVI файлы не могут надежно хранить некоторые специфичные типы данных с переменным битрейтом (например, mp3 аудио с частотой дискретизации менее 32 кГц);

Накладные расходы для хранения одного часа видео составляют около 5Мб.

ASF — формат медиаконтейнера разработанного компанией Microsoft для хранения потокового аудио и видео. Формат ASF является частью технологии Windows Media. Разработанный в 1998 году, стандарт должен был стать универсальным форматом хранения и воспроизведения потокового видео и аудио.

Существует две версии формата — ASF 2.0 и ASF 1.0. Версия ASF 1.0 распространена больше и большинство файлов с расширениями '.wma' или '.wmv' используют первую версию формата. Корпорация Microsoft никогда не публиковала документацию по первой версии формата в отличие от второй версии, которая хорошо документирована.

Как и любой другой формат медиаконтейнера — формат ASF описывает только структуру потока данных. Расширение файлов формата ASF — '.asf', '.wma' или '.wmv'. Файл формата ASF может содержать так же и метаданные (артист, альбом, жанр, режиссер фильма и т. д.). Расширение '.asf' используется для файлов содержащих аудио и видео данные закодированные сторонними кодеками (не windows media), '.wma' - для файлов содержащих только аудио данные закодированные кодеком windows media, '.wmv' - для файлов содержащих как аудио так и видео данные закодированные кодеками windows media. При создании формата ASF разработчики руководствовались следующими требованиями:

1)поддержка эффективного воспроизведения с медиасерверов, HTTP серверов и локальных устройств

2)поддержка различных наборов данных в одном файле (аудио, видео, аудио+видео)

3)поддержка масштабируемости качества аудио и видео при передаче по каналам различной пропускной способности

4)поддержка контроля за потоком данных, особенно в системах с ограниченной пропускной способностью

5)независимость от конкретной операционной системы, протокола передачи данных Как и формат AVI структура потока ASF использует для хранения данных блоки типа «chunk» (чанк). Каждый файл формата ASF содержит как минимум два чанка. Это — заголовочный чанк файла и чанк с данными файла. Кроме этого файл может содержать индексный чанк. Заголовочный чанк файла ASF содержит общую информацию о файле — размер файла, количество потоков, метод коррекции ошибок, используемый кодек. Так же в заголовочном чанке содержатся метаданные. Это единственный из чанков верхнего уровня который может содержать другие чанки. Чанк данных содержит потоки данных организованные в пакеты. Индексный чанк содержит пары значение типа индекс/ключевой кадр для эффективного быстрого перемещения по файлу. Индекс может быть значением времени или номером видео кадра. Каждый чанк начинается с глобального идентификатора (GUID) и поля размера чанка. Это позволяет корректно воспроизводит файл при нарушениях в порядке передачи чанков.

Motroska (MKV) — это открытый стандарт мультимедиа контейнера. Проект Matroska вылился из проекта MCF (Multimedia Container Format) в результате разногласий по использованию Extensible Binary Meta Language (EBML). EBML позволил разработчикам формата Motroska добиться значительных преимуществ при будущем расширении формата, позволяя сохранять обратную совместимость версий.

Формат Motroska проектировался с учетом всех требований к современному мультимедиа контейнеру и поддерживает следующие возможности:

1)быстрый поиск по файлу

2)поддержка нескольких потоков видео в одном файле

3)устойчивость к ошибкам

4)разбивку файла на разделы

5)поддержку нескольких потоков субтитров

6)поддержку нескольких потоков аудио

7)потоковое воспроизведение (HTTP и RTP протоколы)

8)меню К основным преимуществам формата Matroska по сравнению с самым популярным форматом последних лет, каким является AVI, относятся — поддержка аудиодорожек с переменным битрейтом, поддержка видео с переменной частотой кадров, обнаружение ошибок видео потока, поддержка практически всех современных аудио/видео кодеков.

Для файлов в формате Matroska используются три расширения файлов .mkv — для видео (с аудио или без него), .mka — для файлов содержащих только аудио и .mks — для файлов субтитров. Основным форматом файлов стандарта MPEG-4 является ISO Base Media File Format. Он описывает общие принципы организации данных при хранении их в файле и является основой многих других форматов файлов. Рисунок 2 поясняет отношения между форматом файлов ISO Base Media File Format и другими форматами.

Рисунок 4. Иерархия форматов мультимедийных файлов

В основе приведенных форматов файлов лежит концепция пакетно-структурированного файла. Пакетно-структурированный файл состоит из серии пакетов данных, для которых указан их размер и тип. Поле типа — это обычно четыре печатных символа (FourCC).

При создании форматов файлов был использован объектно-ориентированный подход, заимствованный у предшественника — формата файлов QuickTime. Это означает, что файл формата MPEG-4 легко разбивается на отдельные объекты, а структура этих объектов определяется исходя из их типа и позиции. Все пакетно-структурированные файлы начинаются с пакета 'типа файла', в котором указывается спецификация и назначение файла.

Формат файлов MPEG-4 — это гибкий и расширяемый формат для обмена, управления, редактирования и воспроизведения мультимедийных данных. Воспроизведение может быть локальным по отношению к системе хранящей файл MPEG-4 или потоковым с использованием различных протоколов передачи данных.

Файл MPEG-4 имеет логическую, временную и физическую структуру. Причем эти структуры не обязаны быть связаны друг с другом. Логическая структура файла MPEG-4 в свою очередь состоит из нескольких синхронизированных по времени треков (track). Треки представляют из себя последовательности пакетов аудио, видео или других данных с маркерами времени для их взаимной синхронизации.

Физическая структура файла MPEG-4 отделяет порции медиаданных от данных необходимых для временного, логического и структурного их разделения.

Каждый поток аудио или видео данных заключен в отдельный трек. Заголовки каждого трека содержат специфическую информацию определяющую, например, тип кодека, параметры декодирования и т. п. Так же форматом MPEG-4 поддерживаются защищенные потоки данных, используемые для защиты авторских прав (digital rights managment — DRM).

Поддержка потокового воспроизведения в формате MPEG-4 реализована через hint tracks. Треки hint tracks содержат инструкции серверу о порядке формирования пакетов данных для передачи их с использованием определенного протокола (например, RTP — real time protocol).

Формат файлов QuickTime был разработан корпорацией Apple для хранения различных мультимедийных данных. Как заявлено на сайте Apple — это идеальный формат для обмена мультимедийными данными между устройствами, приложениями и операционными системами, так как он может быть использован для хранения практически любых структур мультимедиа данных.

Формат QuickTime является объектно-ориентированным и содержит гибкий, простой в работе и легко расширяемый набор объектов. Новые объекты, используемые в последних версиях формата QuickTime, просто игнорируются более старыми версиями для обеспечения совместимости.

Формат файлов QuickTime послужил основой для создания форматов файлов MPEG-4 и JPEG-2000.

Видеофайл формата QuickTime состоит из нескольких треков (track) с различными данными (аудио, видео, субтитры и т. д.). Каждый трек содержит либо данные закодированные определенным кодеком, либо ссылки на данные находящиеся в другом файле. Треки представляют собой сложные иерархически организованные структуры, составными элементами которых являются «атомы» (atom). Атомы могут содержать внутри себя другие атомы или данные. В самом общем случае можно сказать, что файл формата QuickTime является набором атомов. Спецификация не накладывает никаких ограничений на порядок следования атомов в файле QuickTime.

Файлы формата QuickTime обычно имеют расширение .mov, .qt или .moov, а при передаче в сети интернет идентифицируются по mime-типу «video/quicktime» .

QuickTime файлы поддерживают видео и аудио кодеки, которые поддерживает технология QuickTime. Из наиболее распространенных — Cinepak, H.261, H.263, H.264, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 (Part 2), Sorenson Video 2 и Sorenson Video 3. Поддержка некоторых кодеков предоставляется за отдельную плату. К достоинствам файлов формата QuickTime можно отнести поддержку B-кадров, аудио с переменным битрейтом, видео с переменной частотой кадров, разбивку на главы, поддержку субтитров и метаданных (тэгов). К недостаткам — отсутствие поддержки меню.

Формат RealMedia — это стандарт медиаконтейнера от компании RealNetworks. Формат файлов RealMedia имеет расширение «.rm». Файлы RealMedia могут воспроизводиться на локальном компьютере или потоковым методом при передаче по сетям с использованием различных протоколов.

Впервые формат RealMedia был представлен миру в 1997 году. До восьмой версии формата RealMedia видео внутри файла кодировалось кодером стандарта H.263. Начиная с восьмой версии компанией RealNetworks используется собственный, проприетарный кодек для кодирования видео. RealVideo кодеки определяются по четырехсимвольным кодам (FourCC) RM10, RM20, RM30 и RM40. Два первых кода относятся к кодеку стандарта H.263, последние — к проприетарному кодеку RealVideo. Дополнительно к собственным кодекам файлы RealMedia могут хранить Mpeg-4, QuickTime и Windows Media видео. Файлы RealMedia оптимизированы для потокового воспроизведения в сети интернет, поэтому аудио и видео информация в них кодируется с постоянным битрейтом для гарантированного соответствия пропускной способности интернет соединения. Для потокового воспроизведения файлов RealMedia используется протокол RTSP (Real Time Streaming Protocol). Однако этот стандартный протокол используется только для установления и управления соединением, аудио и видео данные передаются с использованием проприетарного протокола компании RealNetworks — RDTP (Real Data Transport Protocol). Для поддержки аудио и видео с переменным битрейтом компания RealNetworks разработала новый формат файлов использующий расширение «.rmvb». Эти файлы в основном предназначены для хранения и воспроизведения видео на локальных компьютерах. Формат RealMedia использует FourCC (four character codes) для идентификации элементов файла. FourCC — это 32-битный код, состоящий из четырех или менее символов в кодировке ASCII. Основным строительным блоком файлов RealMedia является 'чанк' (chunk). Каждый чанк состоит из следующих полей:

1) FourCC — 32-битный идентификатор чанка

2) 32-битное поле определяющее размер данных хранящихся в чанке

3) данные чанка Чанки могут входит в состав друг друга создавая сложные структуры.

Так как файл RealMedia состоит из частей описываемых тэгами, в нем жестко не определен порядок следования чанков кроме заголовка файла, который должен находиться в первом чанке. Большинство приложений записывает в заголовочную часть файла RealMedia стандартные заголовки, а именно:

1) RealMedia File Header (должен находиться в первом чанке)

2) Properties Header (общие свойства медиафайла)

3) Media Properties Header (специфичные свойства медиафайла)

4) Content Description Header (название, автор, авторские права и т. д.)

После заголовочной части файла идет часть файла с данными. Эта часть состоит из заголовка Data Header Section и группы пакетов медиаданных. Заголовок определят начало медиаданных которые обычно хранятся в одном чанке. Однако, если размер файла очень большой, данные могут храниться в нескольких чанках. Пакеты медиаданных хранят порции информации из определенных медиапотоков. Пакеты разных потоков чередуются друг с другом и вместе составляют информационную часть файла. Кроме заголовочной и информационной части в файлах RealMedia есть индексная часть. В индексной части храниться информация необходимая для быстрого перемещения по файлу во время воспроизведения (быстрый поиск пакетов данных).

3. Сравнение параметров оборудования видеонаблюдения

К оборудованию видеонаблюдения относят камеры различного типа, квадраторы, мультиплексоры, видеорегистраторы, матричные коммутаторы и видеосерверы.

3.1 Основные параметры камер видеонаблюдения

В настоящее время все камеры видеонаблюдения описываются при помощи технических параметров, которыми определяется не только качество изображения, но и возможность работы в определенных условиях окружающей среды. Основные технические параметры камер видеонаблюдения включают в себя: размер датчика, разрешение, чувствительность, соотношение сигнал/шум, температуру, питание, подключение к монитору и элементы управления.

Размер матрицы — размер преобразователя матрицы приведен в дюймах. Большинство видеокамер используют чувствительные элементы с диагональю матрицы 1/3? и ¼?, но, так же встречаются размеры 1?, 2/3?, ½?, и 1/6?. Размер сенсора является очень важным техническим параметром, так как под его размер мы выбираем объектив. Размер матрицы дает возможность использовать объектив такого же или чуть большего размера. Например, имея матрицу диагональю ¼?, мы можем использовать объектив с такой же диагональю, или больше, например, ½?. Обычно, чем больше матрица, тем лучше качество изображения, поскольку большая матрица позволяет использовать большее количество пикселей. Однако на практике, будьте осторожны с этим правилом, так как качество изображения зависит не только от размера чувствительного элемента.

Разрешение камеры — еще один важный параметр, который определяется, как способность различать камерой генерируемые изображения мелких деталей. Разрешающая способность определяется, в большинстве случаев, в телевизионных линиях (ТВЛ), либо в пикселях. У камеры разрешающая способность тем больше, чем больше размер проецируемого изображения. Основные категории камер из-за разрешающей способности: 240−380 ТВл (камера с низким разрешением), 420 — 480 ТВл (стандартное разрешение видеокамеры — самое распространенное), около 600 ТВл (высокое разрешение), более 700 телевизионных линий (камера Мп).

Чувствительность — по определению, способность камеры производить заданное качество в данных условиях освещения и при заданном отношении сигнал/шум. Чувствительность дана для конкретных условий, в которых была измерена. Чувствительность определяется значением Lux (люкс). 0 Lux — означает возможность работать абсолютно без света. Исправить (улучшить) чувствительность камеры помогает наличие функции автоматической регулировки усиления AGC (АРУ).

Отношение сигнал/шум — отношение сигнал-шум говорит нам о возможности камеры генерировать изображение определенного качества. Отношение сигнал/шум определяется в децибелах при отключенной функции автоматической регулировки усиления (АРУ). Отношение сигнал-шум косвенно связано со светочувствительностью камеры наблюдения.

Рабочая температура — максимальный диапазон температуры воздуха, при которой камера может работать стабильно и безупречно. Температурный диапазон зависит от места использования камеры, и поэтому для большинства уличных камер составляет от -20 до +50° C, в то время, как для внутренних камер от 10 до 45° C выше ноля. Температурный режим в значительной степени зависит от качества строений и дополнительных элементов. В случае, если установка камер происходит на улице, для того, чтобы поддерживать надлежащие условия эксплуатации применяют специальные элементы, такие, как обогреватели, вентиляторы, герметичные корпуса (термокожухи) или другие средства охлаждения или нагрева техники. Питание камеры — профессиональные камеры (в том числе и ip камеры), как правило, запитываются от 12 В постоянного тока, 24 В переменного тока и 230 В переменного тока. В случае переменного тока 12 В потребление тока обычно составляет от 100 мА до 250 мА. Камеры видеонаблюдения, которые оснащены объективом с автодиафрагмой характеризуются большей потребляемой мощностью, примерно на 40−80 мА. Блок питания с 230 В переменного тока, как правило, используется, когда уличные камеры необходимо обеспечить питанием для дополнительных элементов, таких как обогреватели, вентиляторы и т. д.

Регулирующие элементы в камерах — в сопутствующем оборудовании современных аналоговых камер видеонаблюдения можно найти много дополнительных регулирующих элементов. С помощью элементов управления пользователь может оптимально адаптировать камеру к работе в данных условиях.

Таблица 1: Сравнение параметров проводных купольных камер

Таблица 2. Сравнение параметров проводных уличных камер

Таблица 3: Поворотные мегапиксельныеWi-Fi IP-камеры

Таблица 4. Уличные Wi-Fi IP камеры

3.2 Устройства обработки видеосигналов

Квадраторы (quad compressor) предназначены для одновременного отображения на экране монитора видеонаблюдения изображений от нескольких, обычно 4 видеокамер, в режиме реального времени. Квадратор делит экран монитора видеонаблюдения на четыре прямоугольные области, в каждой из которых помещается изображение от видеокамеры, подключенной к соответствующему видеовходу квадратора. Одновременно с выводом видеоинформации на монитор, квадрированные изображения через квадратор поступают на видеомагнитофон. Как правило, квадраторы устанавливают в небольшие системы видеонаблюдения офисов, магазинов, гаражей, автостоянок и пр.

Цифровая обработка аналогового видеосигнала. Поступающий в квадратор аналоговый видеосигнал сначала оцифровывается, а затем сжимается до размера соответствующей области экрана. На выходе квадратор формирует аналоговый видеосигнал, в котором представлены видеосигналы всех четырех квадрантов. Современные квадраторы, как правило, оцифровывают видеосигналы и выдают окончательное изображение размером 512×512 или 1024×1024 пикселей. Ввиду того, что картинок на экране четыре, количество пикселей каждого изображения в четыре раза меньше, чем полноэкранного. И, следовательно, качество каждого изображения, которое передается на монитор видеонаблюдения и записывается на видеомагнитофон, заметно хуже, чем полноэкранного. Квадраторы, переключаемые в полноэкранный формат, обрабатывают видеосигнал по-разному. В наиболее простых моделях квадраторов одно из четырех ранее оцифрованных изображений просто растягивается на весь экран. В более дорогих моделях в полноэкранном режиме видеосигнал оцифровывается с максимальным возможным для данной модели разрешением. Отображение видеоинформации от 1, 2, 3 и 4 видеокамер на экране. Как правило, все квадраторы формируют на выходе изображение от одной видеокамеры в полноэкранном формате. Некоторые квадраторы имеют функцию PIP- «кадр в кадре» и функцию SPLIT — обеспечивающую одновременный вывод на экран монитора видеонабюдения изображения как всех четырех, так и одной, двух или трех видеокамер. Многие квадраторы позволяют вместе с видеоинформацией записывать номер видеокамеры, текущее время и дату. Для одновременного отображения видеоинформации на мониторе видеонаблюдения от более чем 4 видеокамер, используются мультиплексоры.

Подключение к охранной сигнализации. Практически все квадраторы имеют входы тревоги для подключения к ним охранной сигнализации. При получении сигнала тревоги (срабатывании охранного датчика) изображение соответствующей «тревожной» видеокамеры выводится на экран монитора видеонаблюдения в полноэкранном режиме и в этом же режиме записывается на видеомагнитофон.

Контроль пропадания видеосигнала. Многие квадраторы имеют функцию контроля пропадания видеосигнала. В этом случае отсутствие видеосигнала воспринимается квадратором как тревожная ситуация, включается звуковая сигнализация, а на экран монитора видеонаблюдения выводится последнее изображение перед пропаданием видеосигнала.

Дополнительные функции квадраторов. Существует достаточно широкий спектр дополнительных функций, встречающихся у различных моделей квадраторов. К таким функциям относятся: цифровое увеличение изображения на экране монитора видеонаблюдения, автоматическое и ручное «замораживание» кадра, балансировка яркости изображений всех видеокамер для создания равнояркого квадрированного изображения, выход реле тревоги, защита от несанкционированного доступа, возможность дистанционного управления и пр.

Мультиплексоры — это приборы, обрабатывающие видеоизображения, получаемые от нескольких видеокамер, анализирующие изображение и передающие их в заданном формате на видеомонитор.

В зависимости от типа используемых видеокамер применяются чёрно-белые или цветные устройства обработки видеосигналов. Получая на видеовходы сигналы от различных видеокамер, мультиплексор выстраивает во времени цепочку по одному кадру от каждой видеокамеры в заданном порядке.

Все входящие видеосигналы обрабатываются цифровым сигнальным процессором и синхронизируются в единую последовательность кадров. Ввиду того, что сигналы от различных видеокамер могут приходить на мультиплексор не одновременно, кадры, имеющие задержку относительно обрабатываемого сигнала, могут быть процессором пропущены. Поэтому достаточно часто в мультиплексоры устанавливают по два процессора синхронизации сигналов на четные и нечетные кадры, в результате чего производится цифровое запоминание и правильная их синхронизация без пропусков.

В настоящее время производятся мультиплексоры, которые могут подключаться к LAN/WAN сетям. Так мультиплексоры компании Kalatel серии DVMR CTX имеют сетевые карты и могут работать в локальной сети при одновременном подключении к нему до 20 операторов системы видеонаблюдения. Кроме этого, используя компьютер и мультиплексоры DVMR CTX, оператор может дистанционно управлять настройками видеокамер, установленных на поворотные устройства, и самими устройствами. Дуплексные мультиплексоры серии DVMR также могут работать в компьютерной сети, позволяя просматривать записанные кадры на обычном компьютере.

Кроме того мультиплексоры могут иметь дополнительные функциональные возможности, такие как «замораживание» кадра, контроль пропадания видеосигнала, цифровое увеличение изображения, балансировка яркости изображений.

Многие мультиплексоры имеют встроенный детектор движения с настраиваемой чувствительностью. При появлении активности в зоне видеонаблюдения и срабатывании детектора движения, изображение с соответствующей видеокамеры будет автоматически переключено в полноэкранный режим просмотра на видеомониторе. При записи на видеомагнитофон кадры от этой камеры получают повышенный приоритет и записываются чаще, чем от других видеокамер.

Таблица 5. Квадраторы и мультиплексоры

Видеорегистраторы (видеомагнитофоны) предназначены для записи, хранения и последующего воспроизведения изображений, поступающих как от видеокамеры, так и от устройства обработки видеосигналов. Аналоговые видеомагнитофоны могут записывать до 960 часов видео на одну видеокассету стандарта VHS.

Принцип действия цифрового регистратора — тот же, что и у видеомагнитофона, но видеозапись осуществляется в цифровом формате непосредственно на жёсткий диск. Как правило, современные цифровые видеорегистраторы оснащены системой, реагирующей на движение в кадре, и автоматически записывающие эти видео, а также сетевой платой для подключения к системе видеонаблюдения по компьютерной сети.

В последние годы многие производители видеомагнитофонов для видеонаблюдения начали устанавливать в один корпус с видеомагнитофоном и мультиплексоры. Такое совмещение в едином корпусе мультиплексора и видеорегистратора позволяет пользователям не только сократить число блоков в стойке системы видеонаблюдения, но и повысить надежность всей системы за счет исключения кабельных соединений между мультиплексором и видеорегистратором.

Таблица 6: Сравнение параметров видеорегистраторов

Многофункциональные матричные коммутаторы. Как правило, матричные коммутаторы устанавливают в системы видеонаблюдения с числом телекамер более 16. Современные коммутаторы позволяют автоматически отслеживать ситуацию на объекте, выводить изображение с видеокамеры наблюдения на заданные видеомониторы или устройства видеозаписи, и оперативно перенаправлять сигналы тревоги с охранных датчиков по заранее запрограммированным алгоритмам. На крупных объектах, требующих высокую степень безопасности, матричные коммутаторы являются центральным звеном системы видеонаблюдения, которая может объединять до 1000 единиц различного оборудования. В своем составе матричные коммутаторы имеют блоки управления телекамерами, мультиплексорами, устройствами цифровой видеозаписи, а также они оснащены входами и выходами для подключения охранной сигнализации. Кроме этого матричные коммутаторы могут иметь аудио входы/выходы, программное обеспечение для управления с компьютера и позволяют наращивать число входов/выходов путем добавления модулей. Элементы матричного коммутатора представляют собой электронные переключатели, которые дают возможность в любой момент времени соединять между собой элементы системы видеонаблюдения, сохраняя при этом режим согласования нагрузки. При этом изображение от одной камеры можно вывести сразу на несколько мониторов или выводить последовательно на один монитор изображения с нескольких видеокамер. Кроме этого, матричные коммутаторы переключают сигналы тревоги с охранных датчиков, а также выполняют многие другие заранее запрограммированные функции. Для идентификации устройств в системе видеонаблюдения и записей в видеоархиве, многие матричные коммутаторы имеют генератор текста, который позволяет добавлять текст к видеоизображению. Генератор текста может накладывать на изображение телекамеры текущую дату и время, идентификационный номер телекамеры и другую информацию. Несмотря на то, что матричные коммутаторы работают с большим числом устройств и обладают широким спектром регулировок, они просты в настройке и имеют достаточно удобный интерфейс. В больших системах матричные коммутаторы работают с выносными клавиатурами и могут управляться несколькими операторами. Для исключения разногласий при одновременном управлении с различных пультов предусмотрена система паролей и приоритетов. Выносные клавиатуры выпускаются в различных конфигурациях и позволяют управлять не только матричным коммутатором, но и телекамерами, устройствами записи и др.

Таблица 7. Многофункциональные матричные коммутаторы

Сетевые видеосерверы. Видеосервер — это устройство, предназначенное для работы в составе аналогово-цифровой системы видеонаблюдения и преобразования аналогового видеосигнала в цифровой формат для последующей передачи его по компьютерной сети или записи на жесткий диск или другой цифровой носитель информации.

Принцип работы видеосервера такой: на вход видеосервера поступают сигналы от одной или нескольких аналоговых видеокамер, которые затем оцифровываются и сжимаются. Используемый в видеосервере алгоритм сжатия определяет качество видеоизображения и влияет на скорость передачи видео по сети.

Обычно для получения оцифрованного потока с хорошей полосой пропускания используются алгоритмы сжатия, основанные на дискретном косинусном или Wavelet-преобразовании. Видеосерверы, сжимающие видео таким способом, обеспечивают гораздо больший коэффициент сжатия, чем форматы JPEG или MJPEG, обеспечивая при этом достаточно высокое качество изображения при относительно небольшом объеме передаваемых данных. Это позволяет оператору просматривать поступающее изображение практически из любой точки мира, а также управлять по сети поворотным устройством и трансфокатором подключенной к видеосерверу видеокамеры.

Таблица 8. Сравнение параметров видеосерверов

4. Обзор программного обеспечения систем видеонаблюдения

Существует множество различного программного обеспечения для систем видеонаблюдения, рассмотрим некоторые из них.

4.1 Полнофункциональное программное обеспечение NetStation

Профессиональное ПО NetStation представляет собой многофункциональный программный продукт для построения аналогово-цифровых систем видеонаблюдения. Он может работать со всеми IP-камерами и IP-серверами марки Smartec, а также с оборудованием многих других производителей, в том числе мегапиксельным, поэтому предоставляет обширные возможности конфигурирования системы. Это программное обеспечение позволяет осуществлять удаленное видеонаблюдение с поддержкой графических планов eMap, запись, поиск и воспроизведение видео, управление PTZ-устройствами и может быть установлено, как на компьютер, так и на КПК или смартфон. ПО NetStation рассчитано на 32 канала видео и звука, а возможность мультисерверной конфигурации позволяет создавать с его помощью системы неограниченного масштаба.

Программное обеспечение NetStation предназначено для мониторинга видеои аудиоинформации, поступающей с сетевых и/или аналоговых камер видеонаблюдения. Помимо IP-камер Smartec, ПО совместимо с IP-камерами таких ведущих производителей, как AXIS, Arecont Vision, Bosch, Sony, IQinVision, Lumenera и Sanyo. Оно предоставляет возможность создания и использования гибридной системы из 32 камер. Это весьма актуально при необходимости расширения систем видеонаблюдения с сохранением уже установленных аналоговых камер. Программа NetStation в равной степени подходит для создания как небольших систем, состоящих из 4 камер видеонаблюдения, так и крупных, в которых задействовано несколько сотен камер, она состоит из серверного и клиентского приложений и позволяет создавать различные мультисерверные конфигурации.

Меню архива предлагает интуитивно понятные, но в то же время функционально насыщенные настройки. Для каждого канала записи программа видеонаблюдения NetStation позволяет создавать свой временной отрезок, позволяющий легко отслеживать произошедшие события. Контрольная панель архива дает возможность осуществлять «перемотку» записи видеонаблюдения в любом направлении с тремя скоростями. Также предусмотрен поиск движения в заданных зонах и создание закладок, осуществляемые вручную или автоматически. Следует отметить возможность создания специального альбома со скриншотами с камер видеонаблюдения, видео которых защищено водяными знаками, а также наличие функции резервного копирования данных архива в формате AVI для их записи на DVD/CD-носители или сетевое хранилище.

Управление PTZ-функциями доступно с помощью клавиатуры, джойстика, мыши или меню ПО. Эта программа видеонаблюдения позволяет вести запись аудио с 32 сетевых камер видеонаблюдения. Нужный аудио фрагмент можно легко найти в архиве, в том же месте где хранятся и видеозаписи. Кроме того, можно назначить активацию записи по детектору звука, а также задать ее качество и объем. Важной особенностью NetStation является то, что на все события с камер, аудиособытия и сигналы с тревожных входов программа позволяет назначить выполнение специфических функций, таких как включение записи, исходящая команда, подключение к клиенту, а также почтовые уведомления.

Клиентское приложение предоставляет пользователю возможность неограниченного количества удаленных подключений к «живому» видео, архиву и множеству функций. Для КПК типа PocketPC и мобильных телефонов бесплатно предлагается Mobile Client, позволяющий осуществить удаленный доступ к видеоархиву системы видеонаблюдения посредством беспроводного подключения. В этой версии программа видеонаблюдения может быть установлена практически на любой КПК или мобильный телефон, работающие под управлением операционной системы Windows Mobile или Symbian OS.

Последние версии ПО обеспечивают многопользовательский доступ к системе видеонаблюдения, совместимы с операционными системами Windows 7 от Home Premium и выше, поддерживают интеграцию с POS и ATM терминалами, а также интерактивные карты объектов (eMap). Все компьютерные системы видеонаблюдения поддерживают возможность полнофункционального удаленного администрирования по сетям 802.11b, 802.11g и 802.3 при любом типе подключения — от модемного до беспроводного GPRS-соединения. При использовании роботизированных купольных камер видеонаблюдения дистанционное управление их вращением и масштабированием производится в режиме реального времени.

Программное обеспечение поддерживает применяемый в системах видеонаблюдения алгоритм дифференциальной компрессии видеосигнала. Фактически, приемлемое качество работы с видеоархивом программа видеонаблюдения обеспечивает даже в случае низкоскоростного модемного или GPRS-подключения.

Ключевые возможности ПО NetStation:

1)удаленное видеонаблюдение и синхронизированное аудиопрослушивание в режиме реального времени;

2)удаленный просмотр и прослушивание записанного видео;

3)поддержка формата HDTV и мегапиксельных камер;

4)полнофункциональное удаленное администрирование;

5)запись видео и аудио от IP-камер (в том числе мегапиксельных);

6)поддержка дистанционного управления тревожными входами и выходами системы;

7)удаленное управление роботизированными купольными телекамерами;

8)поддержка до 4 мониторов VGA одновременно: Multiscreen, Spot, просмотр архива;

9)графический навигатор поиска в архиве, режим Snap-Shot;

10)поддержка интерактивных графических планов eMap;

11)аналитика: поиск в архиве по движению;

12)мониторинг в реальном времени текущей емкости дискового пространства;

13)деинтерлейсинг;

14)клиентское ПО для коммуникаторов на базе Android, Apple iOS, Win Mobile 5/6, Blackberry, Symbian OS и PC на базе Windows;

15)два типа организации УРМ (удаленных рабочих мест) — с помощью клиентского ПО и посредством WEB-доступа. Сетевой ресурс]URL: http://www.smartec-cctv.ru/news/programma-videonabludenie.htm (25.04.13)

4.2 OnGuard VideoManager

Компания Lenel Systems International выпустила новую версию ПО VideoManager для создания мультиканальных систем видеонаблюдения, которые могут объединять свыше 3000 IP-камер, в том числе и рассредоточенных по всему миру. VideoManager работает с форматами сжатия видео MPEG-4 и MJPEG, имеет удобные средства настройки и встроенные инструменты для анализа видео, а также предоставляет возможность выбирать разрешение IP-камер в диапазоне от базового (320×240 пикселей) до высокого (720×480) и управлять поворотными IP-камерами видеонаблюдения.

OnGuard VideoManager позволяет реализовать системные решения различного уровня сложности в соответствии с требованиями конкретного объекта. Новая программа видеонаблюдения обладает гибкими настройками и предоставляет на выбор оператора различные режимы видеозаписи: непрерывный режим, запись отдельных кадров или событий и синхронная запись видео и звука. При этом запись и хранение информации программа осуществляет на стандартных устройствах: на дисках сервера, на сетевых устройствах или на сети устройств хранения данных.

Программа видеонаблюдения поддерживает различные алгоритмы реакции системы на тревожные события. Построенная на базе OnGuard VideoManager событийно-управляемая система видеонаблюдения отличается оперативностью вывода событийной видеоинформации на мониторы, широковещательной передачей данных сразу нескольким приложениям и возможностью обработки сложных событий. Новая программа оперативно реагирует на все тревожные события и запускает в системе видеонаблюдения соответствующие процессы: запись, мониторинг, анализ событий и др.

Совместно с приложением OnGuard Alarm Monitoring новая версия программы видеонаблюдения позволяет выводить мультимедийный графический план объекта с указанием местоположения тревожных точек и видео с установленных там IP-камер. VideoManager поддерживает управление поворотными устройствами камер видеонаблюдения в выбранном помещении, автоматическое включение записи по сигналу тревоги и активацию туров патрулирования купольных камер.

Для подробного анализа полученных видеоданных программа видеонаблюдения имеет весь необходимый инструментарий. ПО позволяет защитить записи от стирания или перезаписи, а также экспортировать фрагменты видеозаписи в любых стандартных форматах для воспроизведения с помощью Lenel Video Player или стандартных медиаплееров, например, Windows Media Player. Записи, хранящиеся в журнале тревожных событий, позволяют выбрать через программу карту доступа интересующего сотрудника или тревожную точку, и просмотреть видеозапись всех событий, связанных с использованием этой карты или активностью в данной точке.