Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Сетевые цветные видеокамеры со встроенными поворотными устройствами (в том числе скоростные)

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Сетевые цветные видеокамеры со встроенными поворотными устройствами (в том числе скоростные)

Техническое обозрение

Сетевые поворотные камеры присутствуют сегодня в номенклатуре любого производителя IP-решений для CCTV. Это неудивительно: невозможно представить современную систему видеонаблюдения без PTZ-камер. Применение поворотных камер расширяет функциональность системы, предоставляя оператору возможность осуществлять видеопатрулирование протяженных областей объекта с необходимой детализацией благодаря объективу с переменным фокусным расстоянием.


М.А. Савельев

Менеджер по продажам компании Samsung Techwin

В настоящий момент на рынке IP-решений для систем видеонаблюдения наибольшее распространение получили высокоскоростные поворотные купольные IP-камеры. Впрочем, и на рынке аналоговых решений они пользуются огромным спросом. Термин Speed Dome стал нарицательным и определяет интегрированные поворотные купольные камеры как самостоятельный, отдельный класс CCTV-камер. Высокоскоростные поворотные купольные IP-камеры в качестве прототипов зачастую используют хорошо зарекомендовавшие себя аналоговые модели. Фактически производители разрабатывают специализированный IP-модуль для уже существующей камеры. Поэтому и ключевые характеристики высокоскоростных купольных IP-камер, по которым осуществляется выбор модели, аналогичны характеристикам аналоговых камер. Разумеется, за исключением интерфейса и технологий передачи данных. В то же время необходимо отметить появление высокоскоростных купольных IP-камер мегапиксельного разрешения, характеристики которых превосходят параметры аналоговых устройств.

Ключевые характеристики

В первой строке спецификации любой камеры обычно указывается тип и формат матрицы -формирователя изображения. Как уже упоминалось, в сетевых поворотных камерах многие производители используют аналоговый видеомодуль с ПЗС (CCD). Наиболее распространены форматы матриц 1/4" и 1/3". Формат матрицы не в последнюю очередь определяет чувствительность камеры: при одинаковом разрешении камера с матрицей 1/3" обладает более высокой чувствительностью, чем камера с матрицей 1/4". Кроме того, при одинаковых значениях фокусного расстояния объектива камера с матрицей 1/3" обеспечивает больший угол поля зрения по сравнению с камерой, имеющей матрицу 1/4". Помимо ПЗС (CCD) в сетевых поворотных камерах используются КМОП-сенсоры (CMOS-сенсоры). Преимуществом камер на КМОП (CMOS), в первую очередь, является более высокое разрешение (SVGA и выше), недостатком - невысокая чувствительность относительно аналогичных по разрешению и формату камер с ПЗС (CCD).

Впрочем, вопрос повышения чувствительности производители решают, применяя различные технологии. Наиболее популярной является технология "день/ночь", когда камера при недостаточном освещении переходит из режима цветного отображения в режим монохромного изображения с повышенной чувствительностью. В основе технологии "день/ночь" лежат два метода повышения чувствительности. Первый метод заключается в автоматическом отключении обработки сигнала цветности при достижении порогового значения освещенности, что позволяет увеличить чувствительность в 1,5-2 раза. Второй метод использует физический механизм, который удаляет (сдвигает) инфракрасный отрезающий фильтр от сенсора, тем самым расширяя спектральную чувствительность камеры в ИК-диапазоне. При этом электроника камеры также отключает обработку сигнала цветности. Второй метод позволяет увеличивать чувствительность в 3-5 раз в зависимости от спектральной составляющей освещения. Таким образом, если для обычной камеры цветного изображения характерным значением минимальной освещенности является 1 лк, то для камеры с функцией "день/ночь" в режиме черно-белого изображения типичным является значение 0,3 лк.

Помимо технологии "день/ночь" в сетевых поворотных камерах используется технология медленного затвора. Данная технология, известная в цифровой фототехнике как "ночной режим", имеет ограниченное применение в CCTV, так как не обеспечивает качественного изображения движущихся объектов, приводя к появлению характерного смаза. Разумеется, для поворотных сетевых камер, используемых, как правило, в режиме автосканирования области наблюдения, технология медленного затвора не представляет большого интереса.

Разрешение изображения и скорость передачи изображения - пожалуй, наиболее важные характеристики сетевых поворотных камер. В отличие от аналоговых, для сетевых камер два этих параметра взаимосвязаны, так как процессор IP-камеры имеет определенные ограничения, которые накладывает еще одна характеристика - алгоритм компрессии. В качестве алгоритма компрессии используются M-JPEG, MPEG-4 и H.264. Последний является наиболее эффективным и применяется в IP-камерах мегапиксельного разрешения. Однако алгоритм H.264 наиболее требователен к вычислительной мощности процессора. Как правило, производители сетевых поворотных камер используют одновременно два из трех алгоритмов: M-JPEG и MPEG-4 или M-JPEG и H.264. Кодируя изображение в M-JPEG, проще получить высокую скорость передачи изображения с высоким разрешением, так как упомянутый алгоритм компрессии требует меньших вычислений. Но поток M-JPEG в несколько раз больше потока гибридных алгоритмов MPEG-4 и H.264 при одинаковых характеристиках видео. Это определяет более высокие требования к пропускной способности сети. Некоторые производители выделяют в рекламных проспектах на свои модели IP-камер высокое разрешение кадра и высокую скорость для алгоритма M-JPEG. При этом они умалчивают о более скромных характеристиках для MPEG-4 и H.264. Сегодня для сетевых поворотных камер типичными характеристиками является разрешение 704х576 (4CIF) при 25 кадр/с при использовании любого из перечисленных алгоритмов. Формировать изображение более высокого разрешения способны камеры с матрицами мегапиксельного разрешения. Но здесь ряд специалистов расходится во мнениях. С одной стороны, мегапиксельные камеры предоставляют возможность анализировать изображение, используя цифровой zoom. С другой стороны, высокоскоростные поворотные купольные IP-камеры аналогового разрешения (704х576) имеют хорошие объективы-трансфокаторы, что позволяет масштабировать изображение без цифрового увеличения. При этом транслируемый по сети поток несравнимо ниже. Используя аналоговые видеомодули, производители сетевых поворотных камер предлагают модели с управляемыми объективами, кратность увеличения которых доходит до значений 35-37. Для объективов с такой кратностью обычно в камере реализуется алгоритм цифровой стабилизации изображения.

Разумеется, важным элементом сетевой поворотной камеры является поворотное устройство. Используемая в сетевых высокоскоростных купольных камерах конструкция привода хорошо отработана на аналоговых моделях и не имеет принципиальных отличий. Ременной привод обеспечивает достаточно высокую точность - в пределах 0,1 град. Скорость движения может составлять до 500 град/с. Учитывая, что сетевые поворотные камеры являются цифровыми устройствами, использующими для передачи изображения IP-сеть, к фундаментальным характеристикам необходимо отнести сетевые протоколы, обеспечивающие передачу данных. Пожалуй, наиболее важными из используемых для IP-камер протоколов являются DHCP, RTSP и технология Multicast. Протокол DHCP позволяет камере автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в IP-сети. Потоковый протокол реального времени RTSP позволяет получать изображение с камеры для наблюдения и записи с использованием различных программ и устройств мультимедиа, упрощает процесс интеграции. Наконец, технология Multicast, известная как технология групповой адресации, позволяет направить одну копию пакета сразу всем получателям. Таким образом, добавление новых клиентов, пользующихся видеокамерой, не влечет за собой увеличения пропускной способности сети.

Дополнительные функции

Необходимо упомянуть некоторые прикладные функции современных сетевых поворотных камер. Например, видеодетектор движения. Реализация видеодетектора движения непосредственно в сетевой камере является объяснимым и оправданным решением. Ряд разработчиков IP-решений для охранного видеонаблюдения реализует механизм анализа изображения в IP-камере и передачу лишь тревожных событий и изображений на станцию наблюдения. Видеопоток от камеры, записываемый сетевым видеорегистратором, может быть дополнен метаданными, обеспечивающими быстрый интеллектуальный поиск события в архиве. Подобный подход позволяет снизить нагрузку на сеть и серьезно сократить время поиска и анализа событий. Популярным алгоритмом детектора, реализуемым в сетевых поворотных камерах, является детектор автоматического слежения за целью. Оператор выбирает область детектирования, размер объекта, скорость его движения, время нахождения в области детектирования и масштаб изображения цели, после чего камера автоматически преследует и масштабирует объекты в выбранной зоне наблюдения.

Варианты инсталляции

В заключение несколько слов относительно установки сетевых поворотных камер. Каждый производитель предлагает как минимум две модели для инсталляции: в помещении и на улице. Это могут быть законченные устройства с необходимым набором кронштейнов и адаптеров или камеры модульного типа, где не только термокожух выбирается под конкретную задачу и условия эксплуатации, но и сама камера собирается путем установки IP-модуля в монтажную базу аналогового видеомодуля. Камеры модульного типа немного дороже, однако предоставляют большие возможности относительно условий эксплуатации (антивандальное, взрывобезопасное исполнение и пр.) и ремонтопригодности.                                  

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #6, 2009
Посещений: 8270

  Автор

Савельев М.А.

Савельев М.А.

Эксперт

Всего статей:  14

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций