Зернистість IP камери. Інфрачервоне підсвічування

На сьогоднішній день існує маса функцій камер відеоспостереження, по-перше це пов'язано з тим кожен виробник іде шляхом постійного поліпшення характеристик своєї продукції. По-друге одні й самі функції можуть називатися по-різному в різних виробників, у нашому випадку може бути ще й різний переклад, т.к. локалізацією у Росії зазвичай займається дистриб'ютор. По-третє, і це найсумніше, багато нових функцій є лише маркетинговими прийомами, просто новими назвами вже існуючих функцій.

Все це робить завдання коректного вибору відеокамери вкрай складним навіть для технічної підкованої людини.
У цій статті ми розглянемо лише найпоширеніші помилки, що зустрічаються при виборі камер відеоспостереження. І жодним чином не розглядатимемо помилки при проектуванні та монтажі, хоч їх і не менше.

Помилка №1.Очікувати від камери відеоспостереження такої ж якості зображення як за «телевізором»
Причиною даного дуже поширеного помилки є насправді мета, як професійної телевізійної чи побутової камери, і у камери відеоспостереження одна - запис відеозображення. Однак відмінностей набагато більше, ніж подібності.

Камери відеоспостереження створені для роботи 24 години на добу, 365 днів на рік, протягом 10 років безперервно.

І явна відмінність ціна, ціна навіть досить простих побутових камер нараховується від 30 000 рублів, ціна на середні за характеристиками IP камери відеоспостереження починається від 7 000 рублів. Потік даних від камери відеоспостереження в середньому в чотири рази менше, ніж від побутової камери. Це пов'язано з тим, що камера видоспостереження передають зображення по мережі, а побутова пише на вбудований носій.

• IP камери відеоспостереження -ціна від 3 840 рублів

Звичайно це позначається на якості не на краще. Камери відеоспостереження створені для роботи 24 години, 365 днів на рік, протягом 10 років. Саме так якщо ви подивіться гарантійний термін на багато камер саме 10 років. Жодна побутова камера не зможе працювати у такому режимі.

Висновок:
Камери відеоспостереження та побутові камери та тим більше професійні телевізійні камери – це різні пристрої, вони створені для різних завдань та порівнювати їх некоректно.

Помилка №2. Чим більша роздільна здатність, тим краще камера
Важливо не замінювати поняття, з метою відеоспостереження однією з найважливіших завдань є деталізація тобто. можливість розглянути всі деталі та подробиці. Звичайно дозвіл сильно впливає на можливості деталізації, але не тільки воно. Якщо звернути увагу на характеристики камер відеоспостереження з різною роздільною здатністю ми побачимо, що всі камери мають однаковий фізичний розмір сенсора як правило 1/2,7 або 1/3 а значення мегапікселів від 1.3 МП до 3 МП. Тобто збільшення кількості мегапікселів досягається за рахунок зменшення розмірів пікселя, а значить буде зменшуватися поверхня, яка припадає на один піксель, і значить буде зменшуватися світлочутливість в цілому.

Якщо ми порівняємо світлочутливість камери з однаковим розміром сенсора та різною кількістю мегапікселів, то однозначно побачимо, що світлочутливість камери з меншою кількістю мегапікселів буде вищою.

На цьому відео наочно порівнюється сенсор IMX 225 - 1.3Мп та сенсор IMX 323 - 2Мп

Висновки:
Оптимальними на Наразідля більшості завдань єдозвіл від 1,3 до 2 Мп . Якщо вам потрібна камера з більш високою роздільною здатністю, фізичний розмір матриці теж має бути більшим.

Помилка №3. Чим більша світлочутливість, тим краще камера
Напевно одна з найбажаніших, але й найдорожча характеристика, щонайменше збільшення світлочутливості тягне за собою мінімум 30% збільшення вартості камери. Спробувавши розібратися і порівняти значення світлочутливості, ви зіткнетеся з низкою проблем.

Перша проблема
Виміри значень світлочутливості ненормовані, тобто. кожен виробник заміряє по своєму, хтось заміряє на сенсорі, хтось на камері в цілому, хтось на об'єкті на який дивиться камера. Як ви розумієте, це будуть три різні значення.

Друга проблема
Система вимірювань мало стандартизована, звичайно є міжнародна одиниця освітленості люкс (ЛК), і вона звичайно стандартизована, але багато параметрів при її розрахунку не враховуються, наприклад, чи відображене світло чи ні, в якому діапазоні має бути світло, в якому спектрі і т.д.

Третя проблема
З багатьох причин коректно порівняти можна лише однієї серії матриць. Все це робить завдання коректного порівняння світлочутливості камер, дуже складним навіть для досвідченої в системах відеоспостереження людини.

Висновки:
У більшості випадків вибираючи камери з високою світлочутливістю ви переплачуєте за штучно завищені значення. Однією з найнадійніших метрик реального значення світлочутливості є розмір матриці, чим більше розмір матриці, тим більше значення світлочутливості.

Якщо високі значення світлочутливості є необхідними для вас. Кращим виходом буде використовувати камери тільки перевірених виробників, або звертатися до фахівців з відеоспостереження, які мають великий практичний досвід проектування, монтажу та обслуговування систем відеоспостереження.

Помилка №4. Використання лише камер ALL-IN-ONE
Одне з останніх маркетингових хитрощів, яке якщо не вдивлятися, уважно звучить цілком привабливо. До плюсів камер ALL-IN-ONE можна віднести і малі габарити, і досить широкий функціонал у невеликому всепогодному корпусі, зручності транспортування та монтажу. IP камераBewardяскравий представник сімейства ALL-IN-ONE

Але як ви напевно вже зрозуміли навіть найпривабливішим фронтендом (front-end), часто ховається не однозначний бекенд (back-end). І перший мінус – це зниження загального функціоналу камери. У таких маленьких камерах просто фізично неможливо розмістити велику матрицю, велика кількістьсвітлодіодів.

Як правило в таких камерах застосовується об'єктив формату М12, як наслідок зменшення діапазону фокусних відстаней, і зменшення кількості світла, що захоплюється об'єктивом, як наслідок низька світлочутливість. Відносна всепогодність таких камер до -20 градусів за Цельсієм. Так само в таких камерах зазвичай відсутні сухі контакти.

Висновки:
Якщо у вас складна експозиція, якщо потрібне потужне підсвічування, якщо камери буде працювати при морозах, що значно перевершують -20 градусів за Цельсієм, якщо вам потрібна система безпечного холодного старту, сухі контакти. То ALL-IN-ONE не ваш вибір.

Помилка №5. Антивандальність убереже камеру від будь-яких впливів
Важливо розуміти якщо зловмисник задумає розбити антавандальну камеру і він має чимось крім голих рук, наприклад молотком, він так чи інакше виведе камеру з ладу. Тобто. Завдання антивандальних камер протриматися час достатньо для того, щоб зняти нападників, для подальшої їх ідентифікації.

Відповідно якщо ви заздалегідь з високим ступенем ймовірності припускаєте, що камеру захочуть вивести з ладу, то можливо вам потрібно вибирати не антивандальну камеру, а просто варто розташувати камеру в недосяжності від зловмисників, наприклад на великій відстані, або на великій висоті, природно характеристики і розташування така камера повинна дозволяти їй ідентифікувати людей. Один із надійних показників антивандальності, це відповідність європейському стандарту EN 62262 захисту електроустаткування від зовнішніх впливів. Відповідно до якого чим більше значення IK-коду тим більше ударостійкістю має камера.

Перегляньте тестування удароміцності камер відеоспостереження Axis

Висновки:
Уважно продумуйте ті завдання, які стоять перед камерою і умови в яких буде вестися зйомка, найпростіші рішення не завжди найправильніші.

Помилка №6. Чим більша дальність ІЧ підсвічування тим краще
Тонкий технічний момент полягає в тому, що збільшення дальності ІЧ підсвічування відбувається, як правило, за рахунок застосування. коліматорної лінзи .


Важлива особливість застосування коліматора полягає в тому, що збільшення дальності підсвічування досягається за рахунок зменшення кута огляду.
Другий негативний момент якщо звернути увагу на картинку, навіть та частина кадру, яка має інформативність (фігура молодої людини), досить сильно засвічена. Усе це у купе значно знижує інформативність отриманого зображення.

Висновки:
Збільшення дальності ІЧ підсвічування має досягатися збільшенням потужності ІЧ діодів, або їх кількості. Якщо коліматор застосовується, то важливо застосовувати лише адаптивні коліматорні лінзи. Застосування трансфокаторного підсвічування, дозволить при зміні зуму камери, так само рівномірно із зумом підлаштовувати дальність підсвічування. Наприклад, таке підсвічування є на камері Beward B89L3270Z18.

Помилка №7. Заощаджувати на вуличних камерах
Загальновідома істина - скупий платить двічі, у випадку з вуличними камерами відеоспостереження не зовсім вірна, у випадку з вуличними камерами скупому платити доведеться тричі або навіть чотири рази.
Навіть у Москві дуже холодні дні зовсімне рідкість , А температурний мінімум зафіксований у Москві дорівнює -42 °C.

Більшість китайських і європейських брендів виробляють камери відеоспостереження в температурному діапазоні до -20°C. Тому вихід такої камери з ладу навіть у Москві цілком імовірний. Специфіка вуличних камер відеоспостереження полягає в тому, що розташовуються вони як правило на значній висоті. Заміна камери взимку на висоті, задоволення не дешеве. І не мене важливе питання на що міняти, міняти на таку ж камеру, отже, з високим ступенем ймовірності зіткнуться знову з такою ж проблемою. Якщо ж міняти на камеру іншого виробника, тобто ймовірність зіткнуться з проблемами сумісності.

Висновки:
Якщо вашою частиною вашої системи відеоспостереження є вуличні камери, особливу увагуприділіть характеристикам і вибору виробника.

Помилка №8. Думати, що ONVIF гарантує сумісність обладнання
З одного боку ONVIF звичайно універсальний стандарт, який використовується всіма провідними виробниками. Один з основних моментів який варто мати на увазі це те, що існують різні версії даного стандарту. Якщо у вас відеореєстратор підтримує формат ONVIF 2.0, то швидше за все він не зрозуміє IP камеру, що підтримує ONVIF 1.4.

Висновки:
Завдання інтеграції обладнання різних виробників складне і підходити до неї потрібно з максимальною увагою, і навіть у такому разі висока ймовірність, що 100% сумісності досягти не вдасться.

Корисні матеріали

Для детального налаштування якості зображення IP камери існує окремий пункт меню: Параметри зображення, що викликається з меню Система. Для доступу до нього найпростіше скористатися програмою CMS, хоча у WEB-інтерфейсі камери є ідентичний пункт.

Розпишемо по порядку призначення кожного параметра.

Exposure mode (Витримка)
Задає режим електронного затвора камери. У режимі "Автоматично" - камера сама визначає витримку залежно від освітленості об'єкта, регулюючи світловий потік на матрицю. Тим самим загальна яскравість картинки буде оптимальною. Не слід змінювати значення за промовчанням цього параметра, якщо у вас не встановлено об'єктив з автоматичною діафрагмою (У більшості IP камер діафрагма відсутня, її роль виконує електронний затвор).
При необхідності можна вручну встановити постійну витримку - 1/50, 1/100, 1/250, 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/4000, 1/100000
У цьому випадку слід враховувати, що при зміні освітленості об'єкта зображення може стати занадто темним або занадто пересвіченим, оскільки камера вже не керує цим параметром.

Minimum time (min час)/Maximum time (max час)
Можна встановити межі витримки (у мілісекундах).

Day/Night mode (День/ніч)
Управління режимом "день-ніч". Автоматично - камера переходить із кольорового режиму в чорно-білий і назад при досягненні порога освітленості. При необхідності можна вручну встановити постійно кольоровий (за достатньої нічної освітленості або при використанні особливо чутливої ​​матриці типу IMX185) або чорно-білий режим.

BLC
Back Light Compensation (Компенсація зустрічного засвічення). Ця технологія призначена для вирівнювання яскравості темних ділянок зображення, жертвуючи детальністю на яскравих ділянках шляхом підвищення загальної яскравості картинки. Приклад: значну частину зображення займає небо, щоб побачити особу людини на цьому фоні, ця функція підвищує загальну яскравість, тим самим обличчя стає помітним, а ділянка неба стає пересвіченою і втрачає детальність.

Auto Iris (Діафрагма)
За наявності об'єктива з автоматичною діафрагмою, цю опцію слід увімкнути. У більшості IP камер діафрагма відсутня, тому ця опція не впливає на зображення.

Profile (Баланс білого)
Визначення середовища, в якому працює камера. Можливі варіанти: Automatic (Автоматично), Outdoor (вулиця) та Indoor (приміщення). Впливає на колірний тон зображення.

ІЧ-фільтр (IR_CUT)
Режим роботи ІЧ фільтра. Синхронно з ІЧ підсвічуванням (IR Synchronous Switch) - фільтр спрацьовує при включенні ІЧ підсвічування камери. Рекомендується використовувати за промовчанням.
Автоматично (Automatically Switch) - інфрачервоний фільтр перемикається при переході камери з денного режиму в нічний і назад. Рекомендується використовувати тільки за відсутності ІЧ підсвічування у камери, так як має недолік - при дуже плавній зміні освітленості, так званий "м'який вечір", якийсь час відбувається циклічне перемикання день-ніч, поки освітленість не знизиться значно (це пов'язано з особливістю роботи камери нічному режимі: при відкритті ІЧ фільтра загальний світловий потік збільшується рахунок інфрачервоної складової, і його вже стає достатньо для денного режиму, а після включення денного режиму потік знову зменшується).

AE Reference (АЕ еталон)
Задає еталонне значення рівня яскравості картинки, під яке налаштовується значення витримки електронного затвора. Найменші значення дадуть темну картинку, великі – світлу. Рекомендоване значення 50.

AE Sensitivity (Відчує)
Задає інтервал у секундах, через який камера підлаштовує витримку.

Dnc Threshold (Перекл Д/Н)
Встановлення порога, коли камера переходить з денного режиму в нічний і назад. Актуально при установці параметра ІЧ-фільтр (IR_CUT) у стан Автоматично (Automatically Switch). Камера змінює режим день-ніч одночасно з перемиканням ІЧ фільтра.

DWDR
Digital Wide Dynamic Range – це технологія розширення динамічного діапазону. Використовується для поліпшення видимості темних ділянках, підвищуючи у цих областях посилення. Це дозволяє зробити темні ділянки контрастнішими і розрізнити об'єкти навіть на них. Актуально для нічного режиму. Підвищення посилення підсилює і шум, тому рекомендується спільно з цією опцією включати шумоподавлювач, так як шум збільшує загальний бітрейт і, відповідно, зменшує глибину архіву.

Defogging (Антитуман)
Функція з'явилася порівняно недавно, у прошивках березня 2015 її ще не було. Штучно підвищує контрастність на однорідних ділянках зображення, цим трохи компенсує втрату чіткості в туманну погоду і при запотіванні скла камери.

AGC (АРУ)
Auto Gain Control (Автоматичне регулювання коефіцієнта посилення) відеосигналу. Додаткова цифрова корекція яскравості дозволяє підняти яскравість на темній картинці. Актуально для нічного режиму. Рекомендується використовувати або AGC або DWDR, але не обидві опції разом, тому що їх спільне використання погіршує результат.

Slow shutter (Медлзатвор)
При дуже слабкому освітленні зображення все ж таки може бути отримано шляхом збільшення часу відкриття затвора на час одного або навіть декількох кадрів. Зворотною стороною цього рішення стає розмазування об'єктів, що рухаються. Значення Ні (None) – не дозволяє використовувати цю технологію, High (Сильний) – дозволяє використовувати максимальну витримку. Рекомендоване значення Low (Слабкий).

DayNTLevel (ШП день)/NightNTLevel (ШП ніч)
Налаштування шумоподавлювача в денному та нічному режимах. 0 - шумоглушник відключений, 5 - максимальне шумозаглушення. Рекомендоване значення для дня – 2-3, для ночі – 4-5.

Mirror (Відзеркалити)
Дзеркальне відображення зображення щодо вертикальної осі.

Flip (Перевернути)
Дзеркальне відображення картинки щодо горизонтальної осі.

Anti flicker (Антифлікер)
Усунення мерехтіння від ламп денного світла тощо.

IRSwap (Реверс ІЧ)
Переключення режиму інфрачервоного фільтра на зворотне. Цю опцію слід використовувати лише при неправильному підключенні (зворотній полярності) ІЧ фільтра, тобто у випадках, коли фільтр днем ​​відкритий (зображення рожеве), а вночі закритий (зображення дуже темне навіть при ІЧ підсвічуванні).

Ефективність нічного відеоспостереження.

Більшість IP-камер в даний час обладнані матрицями КМОП. Лише останні кілька років на ринку почали з'являтися IP-камериз матрицями ПЗЗ. Аналогові камери в основній своїй масі будуються на матриці типу ПЗС. Якщо розглядати роботи цих матриць темний часдіб, то пропускаючи різні наукові викладки та нюанси роботи цих матриць, перейдемо відразу до висновку. А висновок у тому, що матриці типу ПЗЗ набагато краще пристосовані до нічної зйомки, ніж матриці КМОП. Саме тим, що практично всі IP-камери будуються на матриці КМОП, обумовлена ​​проблема роботи цих камер у темний час доби. Будь-яка система відеоспостереження заснована на простій істині «є світло - є зображення». Для IP-систем відеоспостереження параметр освітленості набуває ще більш важливого значення, оскільки він впливає і на продуктивність. На відміну від IP-систем, в аналоговому відеоспостереженні освітленість в основному впливає лише на якість зображення.

Іншим важливим параметром, що впливає швидкість передачі сигналу (отже, і ефективність системи) є шум. У темряві продуктивність камери падає і це веде до збільшення шумів відеосигналу. Відеосигнал із поганим співвідношенням сигнал/шум (тобто містить багато шумів) погано стискається кодеками. Погане стиснення у свою чергу збільшує обсяг переданих даних і завантажує канал. Для розуміння серйозності такої проблеми, варто сказати, що з настанням ночі бітрейт від камери може збільшуватися до 10 разів.

Оскільки до сучасних систем відеоспостереження (і аналоговим і IP) пред'являються досить високі вимоги, необхідно цілодобове спостереження за будь-якої погоди, то повноцінна робота відеокамер спостереження у нічний час суттєво впливає на загальну ефективність системи.

IP-відеоспостереження працює за такими ступенями:

1. Формується потік відео.
2. Кодування та стиснення відеопотоку.
3. Передача відеопотоку каналами зв'язку.
4. Зберігання та архівування відеосигналу.
5. Аналіз відеоданих.

Для того щоб зрозуміти як темрява впливає на зображення, що передається, розглянемо кожен ступінь окремо. На етапі формування відеопотоку істотний вплив на зображення надає автоматичне регулювання посилення (АРУ). Це регулювання посилює сигнал за низького освітлення. Але разом із сигналом посилюється і шум, утворюється зернистість.

Отже, АРУ створює більше шуму і, отже, збільшується обсяг даних, що передаються.

Інфрачервоне підсвічування дозволяє рівномірно висвітлити об'єкт та отримати прийнятне відношення сигнал/шум = 15 дБ. Зображення, отримане без використання ІЧ підсвічування, несе багато шумів, що призводить до зниження показника сигнал/шум = 5 дБ. Маючи менше інформативності, файл із зображенням без ІЧ підсвічування (з шумами) має великий розмір. Це призводить до значного зростання бітрейту.

Алгоритми стиснення дозволяють зменшити розмір файлу, але постраждає якість зображення. Стиснення завжди вимагає йти на компроміс між якістю та розміром. Найпопулярнішими алгоритмами стиснення сьогодні є JPEG, M-JPEG (MPEG) та H.264. Ці алгоритми відрізняються гарною компресією та низькими втратами інформації при стисканні. Вони засновані на таких принципах перетворення інформації:

• Усунення інформації із відеосигналу, яка не помічається людським оком.
• Усунення зайвої інформації, що дублюється в декількох кадрах, що йдуть поспіль.

Шум, що виникає при використанні АРУ, заважає ефективній роботі алгоритмів стиснення. Сучасні алгоритми можуть помилково інтерпретувати шуми або зернистість зображення, що виникають при використанні систем АРУ. Таким чином, шуми можуть розглядатися як корисна інформація. Відповідно, така інформація не може бути видалена або стиснута.
Таким чином, у нічний час зображення стискаються набагато гірше (через шуми). Це призводить до великих розмірів файлів, які ще й містять непотрібну інформацію.

Прямий зв'язок між нічною роботою, стисненням та швидкістю очевидна.

Може здатися, що проблему можна вирішити відключенням АРУ, але ми отримаємо практично марне зображення в нічний час. А для забезпечення безпеки нічне відеоспостереження має дуже важливе значення (значна частка всіх незаконних дій відбувається у темний час доби).

Найбільш ефективним способом, забезпечити відеоспостереження у нічний час - використовувати інфрачервоне освітлення області спостереження. Сьогодні використовуються або відеокамери з вбудованим ІЧ підсвічуванням, або ІЧ прожектора. Використання ІЧ освітлення дозволяє досягти хорошого зображення від відеокамер з високим показником сигнал/шум. У такому разі система АРУ ​​стає не затребуваною і не заважає роботі алгоритмів стиснення.
Нижче наведено 2 кадри, зроблені відеокамерою спостереження одного і того ж об'єкта. Слід звернути увагу на розмір файлів з ІЧ підсвічуванням і без їх інформативності.

Підбиваючи підсумки, нагадаємо, що будь-яке охоронне відеоспостереження має забезпечувати контроль об'єкта 24 години 7 днів на тиждень. Основні складнощі виникають під час використання нічного відеоспостереження. Вночі темні зображення, посилені функцією АРУ, що містять багато шумів, не дозволяють ефективно працювати алгоритмам стиснення. Це призводить до великого трафіку в мережі та може значно ускладнити роботи всієї системи відеоспостереження (та інших систем, що використовують цю мережу). Для запобігання таким проблемам використовують ІЧ підсвічування області спостереження, яка дозволяє підвищити якість зображення та його інформативність.

Головне питання, яке виникає при побудові системи охоронного відеоспостереження з використанням ІЧ підсвічування - з якою ефективністю фоточутлива матриця, що реєструє випромінювання у видимому спектрі, фіксуватиме ІЧ випромінювання у ближньому діапазоні. Як показують розрахунки, при використанні інфрачервоного підсвічування, сигнал від відеокамери в нічний час буде еквівалентний сигналу від цієї відеокамери з природним денним освітленням без використання інфрачервоного підсвічування.

Існує кілька особливостей отриманого за допомогою ІЧ підсвічування зображення. Такими особливостями є трава, дерева або інша рослинність, що відображається з високою яскравістю. Таке спотворення може призвести до помилки, пов'язаної з тим, що спостерігач може переплутати нічні зображення з денними. Відбите ІЧ світло здатне значно збільшувати яскравість заднього плану, що робить зображення погано сприймається. Людське тіло теж своєрідно відбиває ІЧ світло. Більш щільні частини шкіри, волосся та кровоносні судини, окуляри та косметика можуть поглинати значну частку ІЧ освітлення. У разі риси особи спотворюються і розпізнавання особи може бути достовірним.

Характеристики приміщення теж можуть мати несприятливий вплив на ІЧ освітлення. Наприклад, скляні вікна на верхніх поверхах високих будівель, кахель або певна фарба можуть відображати світло зі сліпучою яскравістю, блокуючи таким чином спостереження на об'єкті.

ІЧ підсвічування може бути вбудованими в камери відеоспостереження (ІЧ-камери) або ж винесеними (ІЧ-прожектори). відеоспостереження. При такому розташуванні важливо, щоб дотримувалися певних умов.

Основною вимогою при організації інфрачервоного освітлення є рівномірне висвітлення об'єкта в рамках кадру. Якщо ця умова не забезпечується, то малоконтрастні деталі будуть невиразні. Коли відеокамери потрапляють у неосвітлені ділянки об'єкта, це призводить до втрати зображення.

Кут ІЧ підсвічування повинен відповідати куту огляду відеокамери, в деяких ситуаціях рекомендується встановлювати ІЧ-прожектор під меншим кутом, ніж у камери.

Потрібно також враховувати, що ІЧ-прожектори з однаковою потужністю, але різними кутами освітлення висвітлюватимуть об'єкт по-різному. Прожектор з вужчим кутом висвітлюватиме об'єкт на більш далеку відстань. ІЧ-прожектори з кутами від 30 до 100 градусів найбільш доцільні, так як рідко використовуються відеокамери на невеликі відстані з кутом менше 30 і більше 100 градусів.

Таким чином, застосування інфрачервоного підсвічування з камерами відеоспостереження - це компромісний варіант візуалізації картини, що спостерігається між тепловізорами і камерами з високочутливим сенсором, при слабкій освітленості у вечірній або нічний час.

Для ефективної охорони об'єкта слід детально опрацьовувати всі аспекти роботи системи, приділяти увагу роботі системи відеоспостереження в нічний час і при необхідності використовувати ІЧ підсвічування.

Технічні параметри камер відеоспостереження та основні поняття

Коротко розглянемо основні параметри та визначення:

Модульна відеокамера- це квадратний корпус розміром 32х32 мм, у якому встановлено друкована платаіз кріпленням для об'єктива.

Купольна відеокамераабо Dome camera це модульна відеокамера, яка поміщена в півсферу або кулю, з майданчиком для кріплення. Виготовлятися можуть як із металу, так і з пластику. В основному використовується всередині приміщень з температурним режимом -10 +50С, але існують і купольні відеокамериз температурним діапазоном -30 +50С, потрібно дивитись в інструкції технічні характеристики. Такі камери підходять для вуличного встановлення. В основному корпус такої камери виконаний з металу. Ця камера виходить універсальною, її можна легко встановити як усередині приміщення, так і зовні.

Цифровий відеореєстратор- цей пристрій схожий на відеомагнітофон, тільки замість магнітної стрічки запис ведеться на жорсткий диск. Відеореєстратори зазвичай керуються Windows або Linux. Вибір будь-який операційної системине впливає на систему відеоспостереження. Також існують відеосервери, влаштовані на базі персонального комп'ютера.

Чутливість відеокамери (Min. Illumination). Зазвичай чутливість камери написана в інструкції, характеристики. Виражається чутливість у ЛК (люксах), тобто це здатність матриці відеокамери через об'єктив зібрати якнайбільше світла, що відбивається від об'єкта. Чим менше це число, тим чутливіша камера, наприклад, 1,2 лк це гірше ніж 0,2 лк і гірше ніж 0,02 лк і т.д. Освітленість уночі при повному місяці становить 0,1 лк, тобто камера добре бачитиме, якщо її чутливість менше 0,1 лк. Але швидше за цей параметр більше підходить для професіоналів, так як більшість людей не дивляться його.

Порада: Чим менша цифра, тим краще.

Роздільна здатність (Resolution) .

Аналогові камери.

Вимірюється у ТВЛ (телевізійних лініях). Чим більший цей дозвіл, тим дрібніші деталі будуть на кадрі добре і чітко видно. Дані про дозвіл одержують за допомогою тестових таблиць, проведених випробувань у лабораторіях. Порада така: що вище і більше число ТВЛ, то якісніша картинка. Для ССD (ПЗС) матриці максимальною роздільною здатністю є 600 ТВЛ, але за допомогою різних алгоритмів програм, можна витягнути цей дозвіл до 750 ТВЛ, але це вже веде до подорожчання камери і це максимум, що можна вичавити для аналогових камер без застосування в них інших технологій.

Цифрова камера IP.

Вимірюється у кількості та співвідношенні кількості пікселів на екрані один до одного. Наприклад HD роздільна здатність це 1280х720 пікселів, а Full HD це 1920х1080 пікселів. Відповідно, чим більше ці числа, тим якісніша і чіткіша картинка.

Порада: Чим більше ці числа, тим краще.

Відношення сигнал/шум (S/ NRatio) . Це таке співвідношення корисного сигналу до перешкод, і залежить воно від якості ПЗЗ матриці та електронних комплектуючих камери, зовнішніх магнітних впливів і температури, воно чітко видно при поганій освітленості, це як «мурашки, сніг, зернистість» на екрані, так званий шум. Бажано щоб у камер співвідношення сигнал/шум було не менше 48 дБ (децибел), але на практиці я не зустрічав жодної камери у якої б ця цифра змінювалася, в меншу сторону, а у більшу так і пишуть «більше 48 дБ»

Порада: Чим більша ця цифра, тим чіткішою буде картинка.

Балансбілого(ATW, WBабоWhite Balance).Цей параметр потрібний для того, щоб камера зрозуміла який колір білий і вже від нього будувала правильні інші кольори. Це потрібно для передачі камерою правильних, точних кольорів зображення на екрані, тобто від білого кольору будуються всі інші кольори. При різному висвітленні білий може змінювати відтінок. Зазвичай у камерах використовуються автоматичні налаштування.

Порада: У всіх стандартних камерах використовується автоматична настойка визначення балансу білого. Краще так і залишити, але й не в кожній камері його можна поміняти.

Синхронізація (Sync.). Це такий процес, при якому забираються перешкоди, наведені від різних джерел живлення. Наприклад, камера отримує живлення від однієї розеткової групи, а монітор від іншої, у зв'язку з різними коливаннями частоти різних фаз, на екрані може з'явитися «земляна петля» - перешкода у вигляді петлі, вона може бути дуже помітна для ока, а може й не видно Зовсім, тому в камерах відбувається синхронізація, щоб виключити перешкоду. У всіх сучасних камерах ця функція є.

Режими запису відеоспостереження

Існують 5 видів запису:

1.Безперервний запис- це запис, який ведеться безперервно 7 днів на тиждень 24 години, налаштовується у відеореєстраторі, шляхом налаштування інтервалу часу запису. Зазвичай визначається діапазон від 00:00 до 23:59.

2. Запис за розкладом- це запис який користувач налаштовують самостійно щодо дня тижня та часу.

3. Запис по тривозі- цей запис починається коли в реєстратор надходить певний сигнал. Використовується, наприклад, коли до реєстратора додатково приєднані датчики руху, датчики відкриття дверей, датчики розбивання скла або шуму, датчики вібрації і т.д. Реєстратор повинен бути обладнаний тривожними входами. Така організація відеоспостереження та форма запису – відмінна альтернатива запису за рухом. Цей режим значно заощаджує місце на жорсткому диску та збільшує величину архіву.

4. Запис з руху- це запис, який буде вестися, якщо в об'єктиві відеокамери є рух, тобто чергування темних і світлих полів. Запис руху налаштовується у відеореєстраторі і налаштовується для кожної камери окремо. Налаштовується чутливість і також можна налаштувати зони, під час руху в яких розпочнеться відеозапис.

Порада: я б не радив встановлювати відеоспостереження за рухом у таких місцях, де є постійний рух, це вулиця з деревами, кущами, дорога з машинами, що проїжджають, при перешкодах і наведеннях на екрані. Хоча цей запис і заощаджує обсяг, з нею іноді бувають проблеми зникнення відеоінформації і як кажуть у невідповідний момент. Найкраща альтернатива це записи по тривозі.

5. Запис у ручному режимі- цей запис є актуальним, коли є спостерігач і який може включити запис у ручному режимі, тобто натиснувши кнопку.

Характеристики об'єктивів

Об'єктивце пристрій, у якому підібрані різні лінзи, передачі сфокусованого зображення на матрицю. Об'єктиви бувають із фіксованим ( див. таб. 2) та змінним фокусною відстанню, так звані варіооб'єктиви або «варики» (див. розділ Варіооб'єктиви). Фіксовані об'єктиви не можуть міняти кут огляду, а варіооб'єктиви можуть.

Фокусна відстань (f). Маленька латинська літера (f) позначає фокусну відстань об'єктива і показує кут його зору та ступінь збільшення об'єкта шляхом збирання променів світла, що виходить від предмета в точку (у фокус). (див. ) Чим менше число f, тим об'єкт буде далі, але кут огляду ширший і навпаки.

Формати зображень

Об'єктив бачить зображення у вигляді кола, а матриця камери, яка збирає зображення він, має формат 4:3. Цей формат співвідношення сторін надійшов із фотографії. Де 4 це ширина, а 3 це висота, тому ми отримуємо прямокутне зображення, а решта обрізається матрицею.

Матриці бувають різних форматів, але найчастіше на сьогоднішній день використовується матриця форматом 1/3 дюйма, це 4,8х3,6 мм. Зумовлено це співвідношенням ціни виробництва та якістю зображення.

ПАМ'ЯТАЙТЕ: що більше матриця, тим більше об'єктів буде на ній і тим дрібніші деталі можна буде розглянути, відповідно картинка буде краще.

Це стосується вибору фотоапарата! Якщо його матриця менша ніж 1/3, особисто моя думка, чіткість буде погана, навіть за умови дуже великого розміру знімка. Професійні фотоапарати мають матрицю 1 дюйм (2,54 см по діагоналі), тому і фотографії виходять дуже якісними. Так що не женіться за розміром знімка та мегапікселями, а дивіться фізичну величину матриці.

Телебачення відходить від формату 4:3 для покращення показу фільмів у розмірі 16:9. Цей розмір вважається розміром телебачення HD (1920х1080), тобто високою чіткістю.

Таб. 1 Розміри матриць у відеоспостереженні

1” (дюйм)	12,7x9,5 (ширина х висота, мм)
	8,8x6,6
	6,4x4,8
	4,8x3,6
	3,4x2,4

Який об'єктив вибрати для розпізнавання обличчя на відстані

Кути огляду, відстань та висота. І як визначити?

Об'єктиви з різною фокусною відстанню (f). Цей параметр написаний на коробці камери, може бути написаний у різному вигляді, Приклад: lens 4,3 або просто 3,6 мм), дає різні кути огляду. Кут огляду людського ока прийнято рахувати 30 градусів, цьому відповідає об'єктив з фокусною відстанню (f), приблизно 8 мм. Тобто якщо Ви купите камеру з об'єктивом 8 мм, то камера бачитиме завширшки так само як і Ви, коли дивіться нерухомо на об'єкт. А щоб визначити ширину спостереження Вам потрібно скористатися простою формулою:

Визначення ширини спостереження

W=СxD/f;

Де W - це ширина на відстані D від об'єкта, що вимірюється в метрах

З- це ширина матриці, зазвичай використовують матрицю 1/3 і дорівнює вона 4,8 мм

D-це відстань до об'єкта спостереження, що вимірюється в метрах.

Приклад: камера з об'єктивом (f = 4,3 мм). Ви хочете дізнатися, яку ширину буде бачити камера на відстані 10 метрів від неї.

W = 4,8 х 10/4,3 = 11,2 метра.

Щоб визначити висоту, яку побачить камера потрібно, ширину W розділити на 1,33.

Висота H дорівнюватиме 11,2 / 1,33 = 8,4 метра.

Якщо відома відстань до об'єкта та його ширина, а Вам потрібно дізнатися, з якою фокусною відстанню (f) купити камеру, можна скористатися зворотною формулою:

Визначення фокусної відстані (f)

f = CxD/W, де f- фокусна відстань, що шукається, вимірюється в мм.

Не забудьте тільки, що камери з об'єктивами випускаються з фіксованими фокусними відстанями, наприклад 2,4 мм, 2,6 мм, 3,6 мм, 4,3 мм, 4,8 мм, 6 мм, 8 мм, 12 мм, 16 мм і так далі, тобто якщо у Вас f вийшло 2,8, вибирайте найменший, тобто 2,6.

А щоб дізнатися кут огляду камери, скористайтеся таблицею

Фіксовані об'єктиви

Таб. 2 Кути огляду камери для матриці 1/3 дюйма.

Фокусна відстань f (мм)	градуси

Варіооб'єктив

Якщо ви не хочете займатися розрахунками або сумніваєтеся у виборі, купіть камеру з варіооб'єктивом, це означає, що у неї можна змінювати фокусну відстань, тобто наближати та видаляти, звужувати та розширювати поле зору камери. На коробці зазвичай написано, наприклад, f = 2,8-12 мм, 8-16 мм. За допомогою налаштування можна знайти оптимальний кут і ширину огляду.

Є ручне керуванняфокусною відстанню на об'єктиві камери та дистанційне, яке використовується в поворотних камерах (PTZ) як функція ZOOM (наблизити, видалити).

CCD(ПЗЗ) та CMOS (КМОП) камери

CCD (ПЗС) - це прилад із зарядним зв'язком або фотоприймач. Основна кількість аналогових камер випущених у світі – це камери з ПЗС матрицею. Якщо коротко, то до цього моменту ці матриці були набагато чутливішими до світла, вони бачили набагато краще в темряві, ніж їхнє нове покоління CMOS матриці. Чіткість ПЗЗ також була на висоті, особливо у чорно-білих. ПЗЗ матриці називаються аналоговими тому, що вони переробляють цифровий сигнал в аналоговий, а стандарти аналогового телебачення обмежені роздільною здатністю 768х576, тому робити ПЗЗ матриці більшого дозволу немає сенсу. Так як ПЗС матриця дуже чутлива до кольору, що дуже добре в умовах поганого освітлення, але погано при яскравому освітленні, тому що кількість червоного кольору перенасичує матрицю і зображення пливе, тобто межі об'єктів стають нечіткими, для боротьби з цим ефектом вигадали механічний ІЧ фільтр (інфрачервоний фільтр), який встановлюється поверх матриці та зрізає частину світлового потоку червоного діапазону, але це доробка веде до подорожчання. Багато дешеві камери не мають цього фільтра, а програмно вирішують це завдання, але це все позначається на якості картинки, навіть можуть змінюватися місцями кольору, так що при виборі камери, бажано, щоб у неї стояв ІЧ механічний фільтр.

CMOS (КМОП) - на зміну матриці ПЗС поступово приходить КМОП матриця і ось чому, вона дешевша у виготовленні, вона не перетворює цифровий сигнал на аналоговий і назад зі втратою якості, на цій матриці можна зробити будь-який дозвіл картинки, тому що вона цифрова, менше чіпів використовується для цієї технології, але вона однаково менш чутлива, ніж ПЗЗ матриця. Прогрес не стоїть дома і чутливість постійно підвищується. І на щастя на допомогу CMOS матриці приходить ІЧ підсвічування.

На базі цієї матриці роблять камери IP (інтернет протокол) які мають дозволи такі як 1, 3,5, 10 мегапікселів, а цей дозвіл вже 3648x2752, що приблизно дорівнює 30 аналоговим камерам, якби вони показували одну картинку частинами. А чим вищий дозвіл, тим дрібніші деталі чітко можна побачити на картинці.

Порада: при хорошому освітленні можна ставити CCD та CMOS

При помірному освітленні CCD, а CMOS з ІЧ

При поганому освітленні CCD з ІЧ та CMOS з ІЧ

Це все за матрицями, все дуже коротко, бо теми дуже великі.

Провід для відеокамер

Провід для живлення

Чим більше перетин кабелю, тим менше падіння напруги і менше опір. Скажу коротко, при постійній напрузі 12, падіння напруга буде приблизно 1 на 100 метрів при перетині кабелю 0,75 мм. Тобто, якщо камера у Вас знаходиться на відстані 200 метрів від блоку живлення, то блок живлення повинен видавати 14 В. Вольтаж можна підняти підстроювальним резистором, але він буває не на всіх блоках живлення.

Провід для зображення

Рівень сигналу від камери до монітора вимірюється у Вольтах. У камери, на вихідному каскаді (виході) він становить приблизно 0,7-1 В. Кабель РК (відеокабель) здатний передати цей параметр на відстань до 200 метрів, при дуже якісному кабелі до 250 м, якщо відстань більша, то рівень сигналу буде падати і якість картинки спочатку погіршуватиметься, потім стане чорно-білим, а потім пропаде. Так ось кабель РК від камери до реєстратора повинен бути не більше 200 метрів. Але є вихід, як без втрат, передати сигнал. Дивіться розділ передача відео по кручений парі.

Передача відео з витої пари

Якщо є необхідність встановити камеру на відстань більше 200 метрів, то потрібно використовувати провід «виту пару», це звичайний LAN мережевий кабель плюс до нього потрібно буде придбати передавач і приймач (вони бувають на різні відстані) і тоді сигнал можна буде отримати з камери віддаленої до 700 м-1,5 км, без істотної втрати в якості.

Порада:Якщо камеру потрібно встановити камеру далі 250 метрів, повідомте заздалегідь, і ми підберемо Вам комплект приймач-передавач

Кабель під землею

Кабелі під землею, кілька слів. Якщо потрібно протягнути кабель під землею, потрібно вирити траншею глибиною 400-700 мм, на дно насипати піску, покласти кабелі (бажано пропустити їх в гофру) і засипати піском десь на 100 мм, після цього засипати грунтом, а також врахувати ділянки де їздять машини. Якщо машина переїжджатиме це місце, то кабель кладеться або в металеву трубу або трубу ПНД.

Формат стиснення Н.264

Цей формат стиснення прийшов на зміну MPEG2 та MPEG4. Формати стиснення потрібні, щоб картинку з камери можна було ніби без втрати якості стиснути, щоб вона не займала багато місця на жорсткому диску. Зараз він найпопулярніший і працює більш ефективно, ніж MPEG2, при меншому розмірі відеопотоку. Його ефективність у 2-3 рази вища і дозволяє зберігати до 30% дискового простору, у порівнянні з іншими форматами у тій самій якості.

Розпізнавання осіб та номерів авто

Усім би, в тому числі й мені, хотілося б мати таку картинку з камери, яку можна збільшувати без втрати якості, як у шпигунських фільмах, щоб можна було з панорами картинки, наблизивши, побачити обличчя або номер машини. Але таке, на жаль, неможливо. Спостереження панорами вулиці, осіб та номерів, це два різні завдання. Зі спостереженням панорами все зрозуміло, а про решту скажу так:

Для ідентифікації незнайомої людини він повинен на моніторі займати 100% висоти екрану, а голова його 15%, тоді є всі шанси дізнатися його.

Знайома людина повинна займати 50% висоти екрану, тому що її можуть видати хода, риси обличчя, одяг та інше

Для виявлення в цілому людини на екрані та ідентифікації її як людини, а не тварина вона повинна займати не менше 10% від висоти екрану

А ось що б розглянути хоч як то номер авто, він має займати не менше 5% висоти екрану

Звичайно є багато нюансів, це зйомка проти сонця, вночі, вночі при зустрічному світлі фар, у тумані, сутінки та інше, але вище це основні вимоги. Щоб вирішити ці дві задачі, бачити всі і особи і номери, потрібно дві різні камери.

BNCроз'єм

BNC роз'єм служить для приєднання кабелю до відеокамери. BNC рознімання бувають за типом монтажу 3 видів: під гвинт, по пайку та під обтиск. Найнадійнішими вважаються роз'єми які зашпаровуються обтисканням, але для цього необхідний якийсь досвід і спеціальний інструмент, тому що без нього, наприклад пасатижами обжати якісно не вийде, а потім через це будуть проблеми. Більше 50% всіх проблем у відеоспостереженні виникає саме через погану інсталяцію BNC роз'єму на провід.

Порада: Якщо є камера і в неї немає роз'єму і немає BNC, а її потрібно приєднати, наприклад, до телевізора, візьміть і приробіть RCA (тюльпан)

Що такеPTZкамера?

PTZ - це скорочення від слів (Pan/Tilt/Zoom) на нашу це повернути/нахилити/збільшити. Вже стає зрозуміло, що це «поворотна камера». Поворотні камери- звичайні камери, тільки вони мають у своєму пристрої поворотний пристрій, він може бути в одному кожусі з ними, так звані купольні або окремо, коли камера зверху прикручується до механізму повороту. Для керування PTZ камерою можна скористатися реєстратором, якщо у нього передбачена така функція, але також існують пульти управління, яким звичайно керувати найзручніше.

Кожухи відеокамер

Камери випускаються у різних корпусах, у нас на сайті камери вже готові, вже у корпусі. Деякі камери продаються без об'єктиву, окремо, щоб замовник сам зміг купити необхідний об'єктив під свої потреби. Об'єктиви розрізняються за характеристиками, якістю та ціною, а щоб цю камеру можна було експлуатувати на вулиці у дощ, спеку, холод та інше їх вставляють у гермокожухи. Гермокожух, залежно від умови експлуатації, має нагрівання або охолодження.

Інфрачервоне підсвічування

Інфрачервоне підсвічування потрібне камері, щоб за умов недостатньої освітленості підсвітити об'єкт. Інфрачервоне підсвічування це не що інше як світлодіод інфрачервоного діапазону світіння. У камерах із вбудованим ІЧ підсвічуванням, яких випускається більшість, діоди вже вбудовані навколо об'єктива відеокамери та мають довжину хвилі 700 нм. Ця довжина хвилі видно для людського ока вночі у вигляді червоних точок, тому що діапазон видимості світла оком якраз дорівнює 700 нм. Ця довжина хвилі має найбільшу відстань, тобто підсвічування може світити далі, що й потрібно. Є ІЧ підсвічування з довжиною хвилі 830 і більше, цей спектр людське око не бачить, але у цієї підсвітки набагато менша відстань яку вона може підсвітити. Тому в гонитві за технічними характеристиками виробники ставлять ІЧ діоди видимого спектра. Також ІЧ підсвічування може бути як окремий пристрій, використовується у професійному спостереженні великих об'єктів, споживає багато потужності. У кожної є свої плюси та мінуси.

Порада: Як визначити працює ІЧ підсвічування чи ні? чи працює пульт від телевізора чи справа в батарейках? Увімкніть фотоапарат на телефоні, натисніть кнопку на пульті телевізора і направте в об'єктив фотоапарата і Ви введете мерехтіння світлодіода, отже батарейки або ІЧ підсвічування в порядку.

З захиснаIP (International protectional)

Параметр захисту IP визначає властивість предмета не пропускати пил та вологу. Відповідно до цифр, що йдуть після букв IP, можна визначити, в яких умовах може експлуатуватися предмет.

Таб. 3 ПараметрIP(захист від пилу та вологи)

	відсутність захисту від пилу		відсутність захисту від вологи
	захист від великих частинок пилу та бруду діаметром > 50 мм		захист від крапель води, що падають вертикально
	захист від частинок пилу та бруду діаметром > 12 мм		захист від крапель води, що падають під кутом до 15 градусів
	захист від частинок пилу та бруду діаметром > 2,5 мм		захист від крапель води, що падають під кутом до 60 градусів
	захист від частинок пилу та бруду діаметром > 1 мм		захист від крапель води спрямованих під будь-яким кутом з будь-якого напрямку
	Повний захист від великого пилу		захист від струменя води, спрямованих під будь-яким кутом з будь-якого напрямку
	Повний захист від пилу		захист від короткочасного занурення у воду

Приклад: Якщо камера в технічних характеристиках написана IP 65, це означає, що корпус виконаний з повним захистом від пилу, може ставитися на вулиці під будь-яким дощем або зливою.

Стандарти відеоспостереженняAHD, HD- TVI, HD- CVI, IP, HD- SDI

У наш час все складніше розібратися з технологіями пристрою відеоспостереження. Ось раніше все було просто, був аналог і були ТВЛ, чим більше ТВЛ тим краще. Наразі у відеоспостереженні не використовуються ТВЛ. Зараз використовується параметри HD, FullHD, 4К, це кількість пікселів по вертикалі та горизонталі.

Вимоги до якості картинки, що отримується системою відеоспостереження, з кожним роком збільшується. Інженерам різних компаній довелося вирішувати проблему покращення якості картинки при збереженні дешевизни виробництва обладнання щодо вартості аналогового обладнання.

АналоговийстандартAHD (Analog High Definition)

AHD технологія народилася при врахуванні проблем та недоліків технологій IP та HD-SDI, вона проста в користуванні і не вимагає спеціальних знань як у випадку з IP відеоспостереженням. Найближчим часом технологія AHD повністю замінить аналоговий стандарт.

AHD - це сучасна бюджетна технологія аналогової передачі відеосигналу по коаксіальному кабелю на відстань до 500 метрів цифровою якістюкартинки до FullHD 1920х1080 мпкс, без затримок сигналу та спотворення картинки. AHD, як і HD-TVI від HikVision, є відкритим стандартом, який може використовувати будь-яка компанія, що випускає обладнання для відеоспостереження, на відміну від закритого стандарту HD-CVI від Dahua. Хоча ці стандарти схожі за своїми характеристиками, вони несумісні між собою та аналоговим стандартом. Камери AHDтехнології зазвичай можуть перемикатися в режим аналогового відеоспостереження, щоб ці камери можна підключити до старого аналогового відеореєстратора.

AHD технологія дешевша на 10% ніж технологія HD-CVI і на 15-20% ніж HD-TVI.

Характеристики стандартуAHD

1. Передача сигналу коаксіальним кабелем до 500 метрів без втрати якості та використання посилення сигналу або ретранслятора.
2. Сама низька цінапроти іншими стандартами.
3. Легкий перехід від аналогового обладнання до обладнання AHD.
4. Висока завада, це дозволяє використовувати недорогий коаксіальний кабель, бюджетно.
5. На відміну від IP, немає затримок і подтормаживания картинки.
6. Дозволяє передавати по одному кабелю як відеосигнал, а й звук, і сигнали управління (наприклад, для поворотної камери).

Аналоговий стандарт HD- TVIвідHikVision

Стандарт TVI схожий на характеристики AHD. Основна його відмінність від AHD – це інша технологія формування відеосигналу. Застосована технологія поділу сигналу яскравості та кольоровості, за рахунок цього вдається уникнути перешкод для отримання чіткішого зображення.

Аналоговий стандарт HD- CVIвідDahua

Цей стандарт також схожий на AHD, але це закритий стандарт, який контролюється компанією Dahua. Компанії, що випускають обладнання за технологією CVI, повинні купувати чіпсети у Dahua. У зв'язку з цим, цей стандарт не набув широкого поширення.

Цифровий стандартIP

IP (Internet protocol) - це IT технологія передачі стисненого сигналу в цифровому вигляді за допомогою цифрових пакетів даних. Наприклад, сигнал від IP камери до монітора, через реєстратор або сервер проходить у цифровому вигляді, тобто не трансформується з цифрового на аналоговий і назад, що позначається на якості картинки. Ця технологія дозволяє отримувати картинки великої роздільної здатності, аж до мегапіксельних.

Технологія IP дозволяє по одному LAN кабелю передавати як відеосигнал, звук, керуючий сигнал, а й живлення (технологія PoE). Всі відеокамери, що працюють за цією технологією, мають свою власну IP адресу, тобто можна IP камеру минаючи реєстратор відразу вивести в інтернет і організувати з неї віддалений перегляд.

1. Можливість збільшення кількості камер без особливих проблем, масштабованість.
2. IP камери мають широкий діапазон налаштувань. Їх зручно налаштовувати на комп'ютері.
3. Відсутність перетворення сигналу з цифрового на аналоговий і назад, що впливає на якість картинки.
4. Набагато більша роздільна здатність у порівнянні з аналоговими камерами.
5. Передача звуку паралельно відеосигналу.
6. Можливість керування стисненням відеосигналу.
7. Технологія PoE.

1. Ціна на камери IP вища.
2. Можливість злому відео з боку.
3. Можливі затримки та гальмування зображення.
4. Складність установки, якщо користувач не підготовлений.

Цифровий стандарт HD- CDI

HD-CDI це цифровий стандарт передачі відеоданих по коаксіальному кабелю. Ця технологія прийшла з телебачення високої чіткості і може передавати дозвіл FullHD 1920х1080 мпкс, тобто якість картинки буде чудовою. Стиснення сигналу, на відміну від IP, відбувається вже у відеореєстратор, тобто сигнал від камери до нього йде в несжатому вигляді. Сигнал передається без затримок та перешкод, на відміну від аналога. Якщо сказати коротко, то HD-CDI камера, це IP камера, тільки з меншою можливістю підвищувати роздільну здатність та використовує інший кабель передачі даних.

Переваги порівняно з аналоговими системами:

1. Цифрова якість картинки FullHD 1920х180 мпкс.
2. Можливість використання недорогого коаксіального кабелю для передачі відеосигналу.
3. Крім відеосигналу по кабелю, одночасно можна передавати звук, що управляють команди.
4. Картинка видається на монітор без затримок та підгальмовування.
5. Простота в налаштуванні системи не потрібні спеціальні знанняяк у IP.

Недоліки в порівнянні з аналоговими системами:

1. Ціна на камери HD-CDI вища.
2. Обмежено відстань до камери, не більше ніж 100 метрів, без комутатора.
3. Необхідний жорсткий диск великого об'єму, оскільки відео записується без стиснення.

Порівняльна таблиця всіх описаних стандартів AHD, TVI, CVI, IP, SDI

Обладнання, стандарт	Аналогове	AHD	HD-TVI	HD-CVI	IP	HD-SDI
Роздільна здатність	D1, 960Н	720p, 1080p	720p, 1080p	720p, 1080p	D1,720p, 960p,1080p	720p, 1080p
Кабель для монтажу	коаксіальний	коаксіальний	коаксіальний	коаксіальний	Віта пара UTP 5Е	коаксіальний
Відстань передачі сигналу	до 300 м	до 500 м	до 500 м	до 500 м	до 100 м	до 100 м
Передача сигналів кабелем	відео	відео+звук+ дані	відео+звук+ дані	відео+звук+ дані	відео+звук+ дані	відео+звук+ дані
Якість зображення	погане	гарне	гарне	гарне	відмінне	відмінне
Складність в установці та налаштуванні	проста	проста	проста	проста	складна	проста
Затримки відображення на екрані	низькі	середні	середні	середні	вище середнього	ні

Дозвіл сучасних відеокамер (таблиця)

Дуже часто складно розібратися в роздільній здатності відеокамер і в роздільній здатності відеореєстраторів. Я зібрав всі дозволи, що часто використовуються, в таблицю.

Назва	Позначення	Інше позначення	Дозвіл у пікселях
5,0 Megapixel	5МP	5,0 Mpx	2592 x 1920
4,0 Megapixel	4MP	4,0 Mpx	2560 x 1600
3,1 Megapixel	3,1MP	3,1 Mpx	2048 x 1536
3,0 Megapixel	3MP	3,0 Mpx	2048 x 1536
FullHD, AHD-H	2,1MP	1080P	1920 x 1080
2,0 Megapixel	2MP	2,0 Mpx	1600 x 1200
1,3 Megapixel	1,3MP	960P	1280 x 960
HD, AHD-M	1MP	720P	1280 x 720
AHD-L	ні	960H	960 x 576
D1	ні	ні	704 x 576
HD1	ні	Half D1	704 x 288
CIF	ні	ні	352 x 288

Копіювання цього матеріалу дозволяється лише з дозволу правовласника.

IP-відеоспостереження – це одна з наймодніших тем останніх кількох років. Вона активно пропагується. Гасла «переходимо на IP» звучать частіше та частіше. І якщо пропаганда дісталася, нарешті, і до вас, і ви вирішили «перейти на IP», то доведеться поринути у всі тонкощі питання та розібратися з кожним окремим компонентом системи.

Отже, система IP-відеоспостереження складається з чотирьох основних компонентів: IP-камери, сервери запису, робочі місця операторів та комутаційне мережеве обладнання. Сьогодні ми розберемо перший компонент – IP-камери та зосередимося на питанні "Як вибрати IP-камеру?"

Якщо ми заглянемо у специфікацію стандартної IP-камери, то побачимо пару десятків технічних параметрів, якими камери можна між собою порівнювати. Чи є серед цих параметрів основні, які цікавитимуть нас насамперед? Так є. Основними параметрами IP-камери є світлочутливістьі Розширення.

Розширення

Ось список найпоширеніших форматів:

Кількість мегапікселів	Формат	Розширення	Співвідношення сторін

Зверніть увагу на те, що з перерахованих варіантів лише два є широкоформатними і мають співвідношення сторін 16:9 – HD720p та Full HD1080p. Якщо ви одночасно помістите в мультиекрані камери з різним співвідношенням сторін, то вийде, м'яко кажучи, не скомпонована картинка з великими «чорними смугами по краях кадрів, що вибиваються із загального формату.

Взагалі, варто сказати, що номінальна роздільна здатність відображає лише теоретичні можливості камери. На практиці картинка може мати 2 мільйони пікселів, але бути розмитою та давати менше деталей, ніж стандартний PAL 0,4 мегапікселя. Зображення зазвичай розмивається через некоректну первинну обробку, через неякісний об'єктив, при здійсненні компресії. Крім цього, в деяких камерах застосовується ще й інтерполяція для штучного збільшення роздільної здатності. Тобто матриця дає фактичний дозвіл, скажімо, 1280x720, а процесор перетворює його на 1920x1080, після чого камера номінально вже стає двомегапіксельною. Звичайно, деталізація кадру при інтреполяції не збільшується.

Найбільш коректним способом визначення дозволу, як і раніше, залишається вимірювання телевізійних ліній. Лише по тестовій таблиці можна достовірно зрозуміти, що камера здатна.

Чи завжди слід використовувати велику роздільну здатність? Ні не завжди. Великий дозвіл має свої мінуси. По-перше, багатомегапіксельні камери мають слабку чутливість. По-друге, багато хто з них не дозволяє отримувати реалтайм. Наприклад, 5-мегапіксельні камери можуть передавати відео зі швидкістю лише близько 10к/с. Таке відео на моніторній стіні виглядатиме дискретно. По-третє, для того, щоб отримати чітку картинку з багатомегапіксельною камерою потрібно ретельно підбирати об'єктив, який, швидше за все, буде в кілька разів дорожчим за звичайний. По-четверте, велика роздільна здатність вимагає об'ємних і дорогих дискових масивів для зберігання багатьох терабайт відеоданих.

Світлочутливість

Нарівні з роздільною здатністю світлочутливість є найважливішим параметром IP-камери. На неї слід звертати особливу увагу, тому що основна маса IP-камер має чутливість на порядки гірші за CCTV-камери аналогові.

Не рідкістю є ситуація, коли встановивши на об'єкті дорогу мегапіксельну IP-камеру, користувачі стикаються з тим, що в сутінках вона дає картинку набагато гірше, ніж дешева аналогова камера, що стояла до неї на цьому самому місці.

Взагалі у специфікаціях до всіх IP-камер параметр, що вказує на світлочутливість, є. Це рівень мінімального освітлення, що вимірюється в люксах.

Але, на жаль, виробники рідко вказують на фактичну чутливість. Тому якщо ви бачите в специфікації чутливість 0,1 люкс, це зовсім не означає, що камера даватиме задовільну картинку вночі при світлі місяця. Швидше за все, картинка буде або зовсім чорна, або надто галаслива. Буває, однак, що тестовий відеофрагмент при заявленому рівні мінімального освітлення реально деталізований і світлий. Але і тут є підводний камінь, який називається «режим накопичення» або іншими словами тривала витримка. Якщо в сутінках включається режим накопичення, всі статичні об'єкти: дорога, огорожі, двері - все це відображається чітко і деталізовано. Проте всі об'єкти, що рухаються: люди, машини, тварини – все те, що дійсно цікаво при «розборі польотів», стають сильно змазаними. Існує лише небагато завдань, коли використання режиму накопичення виправдане. У більшості випадків ця властивість здатна лише ввести в оману користувача щодо реальної чутливості камери.

Як оцінити чутливість камери? Для цього спочатку варто звернути увагу на матрицю. Сьогодні всі CCTV камери будуються на двох типах матриць: CCD (ПЗС) та CMOS (КМОП). CCD-технологія дозволяє досягти порядку вищої чутливості, ніж CMOS. Тому якщо в основі IP-камер знаходиться CCD, можна очікувати від такої камери непоганих показників.

Матриці CMOS бувають різні. Більш рання технологія, яка називається APS, має дуже високий рівень шумів та низьку чутливість. Зараз дедалі частіше використовують більш сучасні матриці ACS, у яких суттєво збільшено площу світлоприймаючих елементів та відповідно збільшено чутливість. Тому при порівнянні варто віддавати перевагу камерам на матрицях CMOS ACS.

Найефективнішим способом оцінити можливості камери є, знову ж таки, тестування. Необхідно записати кілька роликів тестових таблиць за різної освітленості. При падінні освітленості різко знижується роздільна здатність камери. Відповідно ми можемо вибрати ту камеру, яка при недостатньому освітленні дає Велика кількістьТВЛ. Крім тестових таблиць також слід зробити запис об'єктів, що рухаються, для оцінки можливого змащування через включення режиму накопичення.

Оцінивши чутливість та дозвіл, ми вже зможемо отримати гарне уявлення про пропоновану камеру. А після порівняння цих параметрів з її ціною можна зробити попередній вибір потрібної нам моделі. Остаточний вибір можна зробити після розгляду інших елементів специфікації.

Швидкість формування кадрів

Усі аналогові камери формують відеопотік зі швидкістю 25к/с (50 полів/с). Це стандарт. У IP-відеоспостереженні таких стандартів немає. Деякі камери дозволяють отримати 25к/с, інші - лише 10к/с, інші взагалі передають менше 5 к/с. При виборі камер потрібно враховувати, з якою швидкістю та при якій роздільній здатності камера здатна передавати відео.

Можливість харчування PoE

Більшість внутрішніх IP-камер може живитися від комутатора за технологією PoE. Зовнішні камери, що вимагають обігріву, як правило, живляться 12/24В, так як у більшості випадків потужності PoE не вистачає для забезпечення та обігріву та роботи камери. Винятком є ​​технологія High PoE, яка забезпечує потужність до 25Ват. Однак для використання цієї технології потрібні відповідні комутатори або інжектори PoE.

Стандарти стиснення та «подвійний потік»

Майже всі камери зараз підтримують і MJPEG і H.264. Практично всі також підтримують подвійний потік, при якому камера генерує два окремих потоки в різних форматах і з різною роздільною здатністю.

Флеш-карти та сухі контакти

Багато камер дозволяють встановлювати всередину карти пам'яті. Тобто для цього є спеціальний роз'єм. Однак це роз'єм зовсім не гарантує того, що ви зможете вести запис на цю карту в режимі, в якому планували. Деякі камери можуть записувати лише окремі кадри, інші – навпаки, лише постійне відео. Тому потрібний функціонал слід уточнювати у постачальника. Те саме стосується використання сухих контактів. Наявність роз'ємів на задній панелі не гарантує, що ви хоч якось їх зможете задіяти.

Останній нюанс

Є ще один важливий нюанс, який слід пам'ятати при виборі обладнання IP-відеоспостереження. І цей нюанс – детектор руху.

Детектор може працювати за сервера або за камери. Якщо він працює на стороні сервера, це означає, що центральний процесор отримує безліч стислих мегапіскельних відеопотоків, декодує їх, проводить аналіз. І це здійснюється в режимі реального часу. Звичайно в цьому випадку сервер повинен бути дуже продуктивним. Якщо ж детектор руху працює на стороні камер, процесору не потрібно зайвий раз декодувати потоки. У цьому випадку можна використовувати набагато менш продуктивний сервер і відповідно менш дорогий.

Тому для оптимальної роботи система IP-відеоспостереження детектор руху має працювати на стороні камер. Єдиною умовою для цього є їхня взаємна підтримка. Програмне забезпечення сервера має вміти отримувати сигнали про спрацювання датчика руху на камері. Якщо такої підтримки немає, краще замінити камеру. Якщо ж камера настільки добре, що її заміна неприпустима, краще підібрати інше ПЗ або сервер, який буде підтримувати детектор руху камери. Крім цього, непогано уточнити у розробників, чи функція передзапису працює при використанні детектора на стороні камер. Втім, це питання вже стосується не камер, а програмного забезпечення. Можливо, я ще торкнуся цього питання в одній із майбутніх статей.

Приклад

Насамкінець хочу дати приклад для роздумів. Є дві камери на вибір. Одна у вуличному виконанні, друга – стандартна корпусна. Характеристики наведені нижче. Яку камеру ви вибрали б для встановлення на фасад офісної будівліі чому?

Варіант А

IP-камера у вуличному корпусі

	1/2.5” Progressive Scan CMOS
Чутливість	0.2 лк (колір) / 0.02 лк (ч/б) / 0 лк (ІЧ-підсвічування вкл.)
ІЧ-підсвічування
Метод компресії
Розширення	Full HD 1080P/HD 720 p/SXGA/D1/VGA/QVGA/CIF
Швидкість передачі	25 кадрів/сек. 1080P
Режим день/ніч	механічний ІЧ-фільтр
Динамічний діапазон (WDR)
Компенсація засвічення
Система шумоподавлення	вкл. / Вимк.
	Line Out / Line In / Mic In
Аналоговий відеовихід
	вуличний IP-66
Робоча температура	від -40°С до +50°С

Варіант Б

IP-Камера у стандартному корпусному виконанні

	1/3” Progressive Scan CCD
Чутливість	0.02 лк (колір)/0.01 лк (ч/б)
Метод компресії	H.264 / MJPEG / MPEG-4
Розширення	HD 720 p/D1/VGA/QVGA/CIF/QCIF
Швидкість передачі	25 кадрів/сек. HD 720 p
Режим день/ніч	механічний ІЧ-фільтр
Динамічний діапазон (WDR)	ВКЛ викл. (4 рівня WDR)
Компенсація засвічення	ВКЛ викл.
Система шумоподавлення	ВКЛ викл.
	Line Out / Line In / Mic In
Аналоговий відеовихід
Робоча температура	від 0°С до +50°С