Системы телевизионного наблюдения. Часть 6. - Системы видеонаблюдения - Системы охранного телевидения - Каталог статей - Системы безопасности

CCTV - аббревиатура английского термина Closed Circuit Television (Системы замкнутого телевидения). Для обеспечения комплексной безопасности сегодня уже невозможно обойтись без системы видеонаблюдения (CCTV). Современные системы видеонаблюдения позволяют отображать, записывать, хранить информацию об охраняемых объектах.

Цифровые CCTV- это системы, в основе которых лежит цифровое устройство обработки, записи, хранения изображения. Как правило, это персональный компьютер, адаптированный для подобных целей, либо устройство, имеющее в основе своей архитектуры принципы, на которых строится архитектура персонального компьютера. Стоимость такого устройства выше, чем стоимость видеомагнитофона и мультиплексора (квадратора), которые используются в аналоговых системах, если количество видеокамер превышает единицу. Однако разница в стоимости может быть незначительной, и прочие достоинства цифровой системы оправдывают эту разницу.

Цифровые системы видеонаблюдения позволяют записывать и хранить большие объемы информации. Эту информацию можно обрабатывать средствами персонального компьютера, например, выводить на принтер требуемый кадр. Такие системы не требуют менять носители информации (видеокассеты) каждые сутки. Система сама складирует и каталогизирует информацию. Качество записанного изображения значительно выше, чем у изображения, записанного на видеокассету. Пользователь цифровой CCTV всегда имеет возможность, в соответствии со своими правами, получить доступ к записанному изображению.

Как правило, система безопасности включает в себя пожарную систему, систему охраны периметра. Контроль над ними также может производить цифровая система видеонаблюдения.

Широкое применение цифровой техники в видеосистемах стало возможным только после изобретения технологий сжатия видеоизображения. Это позволило вмещать на стандартный компьютерный жесткий диск видеоинформации не меньше, чем аналоговые охранные видеомагнитофоны пишут на магнитную ленту. Причем благодаря цифровой технологии стало возможным записывать изображение с разрешением более чем 400 линий, которое было предельным для высококачественного аналогового аппарата. А если еще прибавить отсутствие потерь качества при неоднократном воспроизведении записи и, как следствие, ее долгое хранение, быстрый поиск необходимого фрагмента, быстрое копирование, широкие возможности при обработке видеоинформации и, наконец, возможность трансляции и получения данных по компьютерной сети, то становится ясно, почему цифровые системы завоевывают все большее количество поклонников.

В общем, цифровые системы видеонаблюдения обеспечивают:
- высокую помехоустойчивость и качество передачи, обработки и записи изображений;
- более простое и удобное хранение и использование получаемой информации.

Как правило, сигнал видеокамеры - аналоговый, и преобразование в цифровую форму происходит либо в цепях передачи изображения, либо в устройствах обработки, которые часто реализованы на базе компьютера и совмещают в себе функции всех устройств обработки, хранения и отображения информации.

Видеосервер

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.

Видеосерверы применяются там, где уже работает аналоговая система видеонаблюдения, но есть необходимость в передаче изображения с одной или нескольких аналоговых камер по сети или записи его на жесткий диск. При этом оператор системы видеонаблюдения может просматривать поступающее на видеосервер изображение через корпоративную или глобальную сеть практически из любой точки, а также управлять по сети поворотным устройством и трансфокатором видеокамеры, подключенной к видеосерверу.

Многие видеосерверы имеют встроенный детектор движения и входы для подключения внешних охранных датчиков; видеосерверы (имеющие функцию записи) могут также восстанавливать события, предшествующие сигналу тревоги и следующие за ним.

Архитектура и принцип работы видеосервера

Рассмотрим более подробно возможные функции видеосервера.
В видеосервере реализованы все необходимые для обработки и передачи видеоизображения компоненты. На вход видеосервера поступают аналоговые сигналы от одной или нескольких аналоговых видеокамер, которые затем оцифровываются и сжимаются. В зависимости от разрешения картинки и пропускающей способности сети, лучшие модели видеосерверов могут передавать по сети Ethernet видеоизображение со скоростью до 25 кадров в секунду (на канал) в формате PAL. В состав видеосервера входит веб-сервер, который позволяет передавать потоковое видео или последовательность кадров по сетям LAN/WAN/Internet.

Основные технические характеристики и функциональные возможности видеосервера

Число каналов видеосервера может варьироваться для разных моделей от одного до шестнадцати (на сегодняшний день и более. - прим. Admin). Этот параметр зависит от числа интегрированных в видеосервер плат видеозахвата.

Подключение видеосервера к сети

Прямое подключение видеосервера к локальной сети осуществляется через интерфейс для Ethernet. Чаще всего видеосерверы имеют 10BaseT или 10BaseT/100BaseTX интерфейс для подключения к сети.

Поддерживаемые сетевые протоколы

Видеосерверы поддерживают большинство стандартных интернет-протоколов - TCP/IP, UDP, SMTP, IGMP, ARP, RAPP, FTP и другие. В некоторых видеосерверах реализованы дополнительные сетевые функции, такие как Auto-Negotiation, которая оптимизирует скорость передачи видеопотока по сети, а также функция многоадресной передачи.

Управление поворотными устройствами видеокамер через видеосервер

Последовательные порты (R-232 и RS-485) позволяют управлять через видеосервер позиционерами Pan/Tilt/Zoom или подключать к видеосерверу периферийное оборудование (например, видеомагнитофон длительной записи). Если необходимо установить удаленное соединение видеосервера с сетью Internet, то через последовательный порт можно также подключить модем.
Механизм поддержки позиционеров Pan/Tilt/Zoom позволяет управлять поворотным устройством подключенной аналоговой видеокамеры и изменением фокусного расстояния объектива. Управление видеокамерой при помощи устройств Pan/Tilt/Zoom дает возможность фокусировать видеокамеру на отдельных деталях и наблюдать за обширным пространством с разных ракурсов. Видеосерверы поддерживают множество различных позиционеров для видеокамер наиболее известных производителей.

Оцифровка аналогового видеосигнала

Изображение с аналоговой видеокамеры сначала поступает в блок оцифровки видеоизображения - на интегрированную в видеосервер плату видеозахвата, которая преобразует аналоговый сигнал в цифровой. Типом платы видеозахвата определяется такой параметр, как стандарт сигнала цветности (PAL/NSTC), с которым работает видеосервер. Плат видеозахвата может быть несколько, и от этого зависит, сколько камер можно подключить к видеосерверу.

Сжатие видеоизображения в видеосервере

Оцифрованный видеосигнал передается в блок компрессии, где происходит преобразование видео в один из форматов сжатия. Процесс сжатия может быть реализован в видеосервере аппаратно или программно. Видеосерверы с программной реализацией сжатия дешевле, но в них обработка сигнала происходит с задержкой, которая обусловлена повышенной нагрузкой на центральный процессор. В приложениях, где необходимо создание системы видеонаблюдения реального времени, лучше использовать видеосервер с аппаратной реализацией компрессии.

Алгоритм сжатия

Используемый в видеосервере алгоритм сжатия определяет качество видеоизображения и влияет на скорость передачи видео по сети. Для получения оцифрованного потока с полосой пропускания 64 Кб - 2 Мб в видеосерверах используются алгоритмы сжатия, основанные на дискретном косинусном или вейвлет-преобразовании. Видеосерверы, сжимающие видео в формат Wavelet, обеспечивают гораздо больший коэффициент сжатия, чем видеосерверы, использующие алгоритм JPEG или MJPEG, обеспечивая высокое качество видео при относительно небольшом объеме передаваемых данных.

Обновление программного обеспечения видеосервера и хранение информации

Флэш-память служит для хранения программного обеспечения, управляющего работой видеосервера: операционной системы, управляющих программ, различных приложений и пользовательских HTML-страниц.

ОЗУ видеосервера

ОЗУ служит для хранения временных данных, которые генерируются при выполнении программ. В большинстве видеосерверов, некоторая часть ОЗУ (от 2 до 8 Мб) представляет собой так называемый видеобуфер, куда записываются текущие видеокадры.

Передача и хранение видеоинформации

Суммарная скорость передачи данных зависит от нескольких факторов, таких как количество подключенных к видеосерверу видеокамер и выбранный уровень качества видеоизображения, а также от способа подключения видеосервера к сети. Существенное влияние на этот параметр может оказать реализованный в видеосервере алгоритм сжатия. Например, MPEG-4 или Wavelet позволяют передавать высококачественное изображение даже по низкоскоростным сетям, тогда как JPEG предъявляет довольно высокие требования к полосе пропускания.
Оцифрованный и сжатый видеосигнал может храниться на жестких дисках и картах флэш-памяти, что значительно облегчает (по сравнению с записью на магнитной ленте) процесс поиска информации. При заполнении диска устаревшая видеоинформация может удаляться, освобождая место для новых кадров.

Скорость передачи видеоизображения видеосервером

Это параметр зависит от разрешения передаваемых кадров, используемого алгоритма сжатия и количества подключенных к видеосерверу камер. В технических характеристиках на видеосерверы, как правило, приводится таблица соответствия разрешения кадра и скорости передачи видеоизображения. Например, кадры с разрешением 640х480 пикселей могут передаваться со скоростью 5 кадров в секунду, тогда как скорость передачи видео с более низким разрешением может достигать 25 кадров в секунду.

Сохранение текущей видеоинформации

Видеобуфер - это часть ОЗУ, используемая для временного хранения текущей видеоинформации. Наличие видеобуфера предоставляет оператору возможность восстановления видеоинформации, ассоциированной с сигналом тревоги. В процессе работы видеосервер записывает поступающую видеоинформацию в видеобуфер и постоянно ее обновляет. Если видеосервер получает сигнал тревоги от подключенных к нему охранных датчиков или с детектора движения, то автоматически компонуется и отсылается на заранее заданный адрес e-mail или FTP набор кадров, предшествующих, следующих и соответствующих сигналу тревоги.

Программное обеспечение видеосервера

Просмотр видеоизображения и управление видеокамерой при наличии видеосервера можно осуществлять с любого сетевого компьютера, на котором установлен стандартный веб-браузер. Тем не менее, многие фирмы-производители поставляют вместе с видеосерверами эксклюзивное программное обеспечение, помогающее удаленно просматривать видеоинформацию, осуществлять настройку различных параметров камер, а также обновлять управляющее программное обеспечение видеосервера. Как правило, такое программное обеспечение совместимо только с видеосерверами и другим сетевым оборудованием того же производителя.

Возможность передачи аудиоинформации

Передача аудиоинформации по сети в большинстве случаев осуществляется посредством подключения аудио модуля, оснащенного разъемами для подключения приемников звукового сигнала. Такие аудио модули не всегда синхронизируют звук, а иногда передают его с незначительной задержкой.

Подключение к видеосерверу внешних охранных датчиков

Почти все видеосерверы ведущих производителей имеют блок цифровых входов, которые служат для подключения к видеосерверу внешних охранных датчиков (например, контактного/инфракрасного датчика или концевых переключателей). Таким образом, оператор может настроить видеосервер на срабатывание по внешнему событию. С помощью релейного выхода можно установить выполнение определенных действий, например, открывание двери. Если видеосервер имеет видеобуфер, то при поступлении сигнала тревоги он может посылать по сети набор кадров, поступивших на видеосервер до, после и в момент тревоги.

Встроенный детектор движения

Детектор движения - это программный или аппаратный модуль, основной задачей которого является обнаружение перемещающихся в поле зрения видеокамеры объектов. Детектор движения не только обнаруживает движение в поле изображения, но и определяет габариты объекта и скорость его движения. В зависимости от задач видеонаблюдения, детектор движения настраивают на обнаружение движения объектов с предельной минимизацией ложных срабатываний (фильтрацией помех), задают гибкую логику обработки тревог (тревожная запись, интеграция с другим охранным оборудованием).

Шведская компания AXIS Communications является мировым лидером в разработке и производстве устройств для сетевого видеонаблюдения. AXIS выпускает сетевые видеокамеры, цифровые видеорегистраторы, камеры слежения, видеосерверы и другое сетевое оборудование для цифровых систем видеонаблюдения. Компания имеет офисы в 14 странах мира и штат сотрудников свыше 400 человек. За прошедшие годы было установлено более 500 000 сетевых устройств AXIS на различных объектах в 70 странах мира. На Украине также известны и другие производители сетевого видеонаблюдения это D-Link, Mitsubishi Electric и др.

AXIS 250S

Технические характеристики:
- видеосервер PAL/NTSC, MPEG-2 (видео DVD-качества);
- 1 канал; 720 x 576 (352 х 288) эл.;
- встроенный WEEB-сервер, Ethernet 10/100 (TCP/IP, HTTP, FTP, SMTP, NNR, ARP, BOONP, DHCP etc.);
- до 8 Mbit/s, ALARM (4), Pre ALARM, S-VHS вход, вход аудио (стерео);
- RS-232, RS-422/485 (полудуплекс, поддержка внешней телеметрии PTZ);
- генератор время/дата/титры;
- питание 7-20В(DC);
- габариты 112 х 27 х 133 мм.

AXIS 240Q Blade

Технические характеристики:
- видеосервер PAL/NTSC, M-JPEG;
- 4 канала; до 768 x 576 эл. (10 уровней), со скоростью до 25 кадров в секунду на каждый канал;
- встроенный WEEB-сервер, Ethernet 10/100 (до 20 пользователей), до 5/6 fps,
- 11 уровней сжатия, встроенный детектор активности, Pre/Post ALARM (буфер 3MB);
- RS-232, RS-422/485 (поддержка внешней телеметрии PTZ);
- генератор время/дата/титры;
- питание 7-20В(DC);
- габариты 140 х 42 х 155 мм.

AXIS 241SA
Технические характеристики
- видеосервер PAL/NTSC, M-JPEG;
- 1 канал; до 768x576 эл. (10 уровней),
- встроенный WEEB-сервер, Ethernet 10/100 (до 20 пользователей), до 25/30 fps;
- 5 уровней сжатия, встроенный детектор активности, Pre/Post ALARM (буфер 9MB), S- VHS вход, аналоговый выход (BNC);
- аудио канал (дуплекс);
- RS-232, RS-485 (поддержка внешней телеметрии PTZ);
- генератор время/дата/титры;
- питание 7-20В (DC);
- габариты 140 х 42 х 155 мм.

Продолжение следует.