Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Вся правда о мегапикселях

В рубрику "Видеорегистрация (DVR)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Вся правда о мегапикселях

Растет популярность на рынке продуктов стандарта HDTV, а также различных мегапиксельных устройств, не подпадающих ни под какой стандарт. Спрос на такие продукты увеличивается с каждым днем, особенно когда мы говорим о российском рынке, где потребитель всегда хочет чего-то большего, чем то, что ему в данный момент предлагают. Попробуем разобраться в этом многообразии продуктов, подходах к выбору систем видеонаблюдения высокого разрешения, актуальных проблемах данного направления, а также во многих других аспектах
А.С. Бедарев
Инженер по продажам в России и СНГ
компании "Даллмайер электроник"
(московское представительство)

Резонность выбора системы высокого разрешения

Перед тем как переходить на конкретику и разбираться в устройствах, составляющих систему высокого разрешения, поговорим о самом главном аспекте – резонности перехода на систему высокого разрешения.

Всем должно быть понятно, что чем выше разрешение изображения, которое формирует система видеонаблюдения, тем больше деталей получает пользователь такой системы и тем больше вероятность, что записанные данные можно будет использовать для дальнейшей обработки (рис. 1). Но это не всегда так! "Почему?" – спросите вы. А вот почему: камеры высокого разрешения зачастую обладают гораздо меньшей светочувствительностью, чем наши старые, добрые камеры стандартного разрешения. Это обусловлено уменьшением размера пикселей мегапиксельной матрицы, ведь теперь нужно разместить несколько миллионов пикселей на одной маленькой пластинке. В связи с этим не для всех инсталляций такие камеры вообще применимы, либо необходимо более грамотно продумывать условия освещенности на объекте.


Не всегда камеры с заявленным разрешением в 3, 5, 8, а то и 10 Мпкс могут передать такое высокое разрешение. Это связано с разрешающей способностью оптики, ведь для мегапиксельных камер применяются специализированные объективы и трансфокаторы. Разрешающая способность мегапиксельных объективов от корифеев оптической индустрии к настоящему моменту только лишь перевалила за 3 Мпкс. Это в основном говорится о разрешении в центре объектива, ближе к краю разрешающая способность резко сокращается – все это можно наглядно увидеть в ЧКХ (частотно-контрастной характеристике) объектива. Не верите? Предлагаю озадачить производителей объективов подобным вопросом в ваш следующий поход на выставку.

Важно, чтобы для крупных систем формата HD выбирались аппаратные системы записи и декодирования видео в формате реального времени - они менее подвержены "зависанию" и зачастую более производительны по сравнению с софтверными аналогами

Стандартные устройства не позволяют отображать такое высокое разрешение видеоданных (это касается разрешения выше 2 Мпкс). Исключением являются проекционные кубы и видеостены для нестандартных и очень крупных ситуационных центров, но ценовые показатели таких решений пугают, да и помещения для них должны быть соответствующих размеров.

Не нужно забывать, что записывающие устройства такого формата требуют огромных объемов архива, что не всегда решаемо даже с использованием современных HDD на 2 Тб. Обрабатывающие устройства должны обладать недюжинной производительностью, и даже для современных 4-ядерных процессоров обработка такого объема данных в режиме реального времени – непростая задача.

Канал передачи данных также должен быть соответствующим. Безусловно, для передачи видео высокого разрешения необходим выделенный канал, а когда мы говорим о магистральных каналах, то тут, безусловно, должен вестись разговор об "оптике". Стоит подумать также о режиме мультикастинга (рис. 2), который зачастую позволяет снизить загрузку сети, а также сэкономить ресурсы процессора для устройства формирования потока видео в сеть. Такой режим позволяет формировать поток лишь единожды, отправляя его всем заявленным получателям (за отправку здесь уже отвечает активное сетевое оборудование, которое должно поддерживать режим мультикастинга).


Из вышесказанного можно сделать вывод о том, что видеонаблюдение высокого разрешения применимо не ко всем инсталляциям! Нужно анализировать освещенность на объекте, не стоит гнаться за разрешением выше 2–3 Мпкс, так как зачастую оно не является реальным, кроме того, его невозможно вывести на стандартные устройства отображения. При построении систем на базе устройств высокого разрешения нужно подбирать более производительное серверное оборудование и серьезно отнестись к распределению пространства в массивах данных. Для более или менее крупных проектов сетевая архитектура должна быть тщательно продуманной и просчитанной, тут не обойтись без режима мультикастинга.

Много негативного было сказано в адрес видеосистем высокого разрешения, но я отнюдь не хочу создать плохое отношение к ним. Тем самым я лишь добиваюсь того, чтобы вы более тщательно подходили к таким решениям и заранее определяли для себя все "за" и "против". В действительности существует очень мало проектов, где стоит применять камеры высокого разрешения повсеместно. Зачастую требуется совмещенное решение, которое на базе видеокамер стандартного разрешения 720x576 пкс дополнено камерами высокого разрешения для тех мест, где действительно необходима детализация (определение лиц, номеров автомобилей, наблюдение за технологическими процессами или в системах распознавания).

Что выбрать: HDTV или многообразие мегапиксельных продуктов?

На ранних стадиях зарождения видео высокого разрешения рынок изобиловал устройствами различного разрешения – 1,3 Мпкс (1280х1024 пкс), 3 Мпкс (2048х1536), 5 Мпкс (2592х1944), 10 Мпкс (3648х2752). А теперь подумаем, на каких стандартных устройствах мы сможем отобразить всю эту массу полезной информации? Сформировать мы ее сформировали, а реально ли отобразить на стандартных устройствах? Конечно, всегда можно произвести цифровое увеличение полученных картинок, но это не выход. Именно поэтому производители озадачились стандартизацией видео высокого разрешения, и в этом помог стандарт HDTV (телевидение высокой четкости).

Стандарт HDTV предполагает два возможных типа разрешения:

  • стандарт 720p: 1280х720 точек, прогрессивная развертка, отношение сторон 16:9, частота – 24, 25, 30, 50 или 60 кадр/с;
  • стандарт 1080p: 1920х1080 точек, прогрессивная развертка, отношение сторон 16:9, частота – 24, 25 или 30 кадр/с.

Здесь p (progressive) говорит о прогрессивном сканировании матрицы. Есть также модификация этих стандартов i (от англ. interlaced) – то же самое только с чересстрочным сканированием матрицы, при этом счет идет не на кадры, а на поля в секунду.

Прелесть этого стандарта заключается в том, что современные устройства отображения в своем большинстве поддерживают данные форматы видео. Каждый день мы видим рекламные ролики про телевизоры и мониторы формата Full HD (1080p (i): 1920х1080) либо HD-Ready (720p (i): 1280х720). Мы сможем не только сформировать, записать, но и действительно отобразить видео в таком разрешении. Кроме того, разрешение приблизительно в 2 Мпкс не требует такого безумного массива данных для записи или высокой производительности оборудования, как при работе с камерами в 5, 8 и 10 Мпкс. Да и оптика для мегапиксельных камер позволяет передать это разрешение с достойным качеством. Именно поэтому предлагаю в бесконечном потоке мегапиксельных устройств искать стандартизованные устройства HDTV.

Готовые решения стандарта HD и их выбор

Многие производители на рынке предлагают большое количество продукции формата HD, но, к сожалению, найти готовое, законченное решение от одного поставщика достаточно сложно.

Большинство производителей имеет широкую линейку видеокамер формата HD, но вопрос записи такого видео и его декодирования не продуман. В качестве системы записи и отображения обычно предлагается какой-либо софтверный продукт (зачастую не "перегруженный" функциональностью), который не применим для построения более или менее крупных систем. При этом понятно, что невозможно использовать такие камеры для стыковки с системами записи и декодирования сторонних производителей – они обычно не поддерживают другие системы, а если и поддерживают, то с ограниченным функционалом. Поэтому при выборе бренда для такой системы проследите сначала наличие всей цепочки продуктов, составляющих единую систему видеонаблюдения, без сторонних продуктов. Иначе ответственность за работу такой системы не возьмет на себя ни один из выбранных брендов.

Не всегда камеры с заявленным разрешением в 3, 5, 8, а то и 10 Мпкс могут передать такое высокое разрешение. Это связано с разрешающей способностью оптики, ведь для мегапиксельных камер применяются специализированные объективы и трансфокаторы. Разрешающая способность мегапиксельных объективов от корифеев оптической индустрии к настоящему моменту только лишь перевалила за 3 Мпкс

Важно, чтобы для крупных систем формата HD выбирались аппаратные системы записи и декодирования видео в формате реального времени – они менее подвержены "зависанию" и зачастую более производительны по сравнению с софтверными аналогами.

Есть подводные камни и при выборе сетевого видеорегистратора для систем формата HD. Если NVR для IP-камер стандартного разрешения обычно может одновременно работать с 16 и 24 каналами, то, безусловно, количество камер формата HD для регистратора более ограничено. Чаще всего говорят о регистраторе от 4 до 8 каналов видео высокого разрешения в зависимости от выбранной частоты кадров, разрешения и степени сжатия. Об этом нужно также спрашивать у производителя конкретной системы.

Что касается декодеров видео формата HD, на сегодняшний день это наиболее "узкое" место в подобных системах. Это именно тот элемент, на который постоянно направлено все внимание оператора системы. Малейшее "торможение", нечеткость картинки или потеря опорного кадра группы изображений приведет к упущению деталей либо фрагментов видеопотока и недовольству оператора работой системы. Именно поэтому, перед тем как выбрать ту или иную систему, тщательно проверьте, нет ли в ней задержек при отображении, "дерганья" картинки и других проблем – все это говорит о ее неработоспособности.

H.264 – великий и могучий

Если для видеопотока в стандартном разрешении с некоторых пор вопрос о более мощной компрессии уже остро не стоит, что связано с постоянным нарастанием объема жестких дисков, то для разрешения HD это очень актуально. Действительно, ведь что мы будем делать с потоком в 10, 16, а для "многомегапиксельных" продуктов и 50 Мбит? H.264 гораздо интеллектуальнее и в некоторых доработках и модификациях справляется с разрешением Full HD, 25 кадр/с, формируя поток лишь 6–8 Мбит в зависимости от степени компрессии.

Безусловно, H.264, как и его родитель MPEG-4, построен на межкадровой компрессии и для отдельных задач (в основном для распознавания) не подходит. Тем не менее это достойная смена MPEG-4, особенно когда разговор идет о высоком разрешении.

Но, дамы и господа, позвольте закончить на этот раз. Пора бы нам уже переходить к этапу реализации. Поэтому желаю вам удачи в построении систем на базе HD!

Опубликовано: Каталог "Системы цифровой видеорегистрации (DVR)" #2, 2010
Посещений: 10084

  Автор

Бедарев А. С.

Бедарев А. С.

Инженер по продажам в России и СНГ
компании "Даллмайер электроник"
(московское представительство)

Всего статей:  5

В рубрику "Видеорегистрация (DVR)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций