Размещено на http://www.allbest.ru/

Современные системы видеонаблюдения

Введение

Самая главная причина использования систем видеонаблюдения - это стремление повысить уровень безопасности и защищенности людей и объектов частной собственности. Следует сказать, что камеры достигли большого успеха в обеспечении безопасности: только факт присутствия камер видеонаблюдения на объекте может отпугнуть преступника. Но если преступление все же имело место быть, то имеющиеся записи с камер помогут оказать помощь в поимке и опознание злоумышленника. Желание защитить частную собственность и свою семью требует применения самых современных систем безопасности.

Но обеспечение безопасности не единственная область применения систем видеонаблюдения. Большая и малая промышленность все больше нуждается в надежных и автоматизированных средствах контроля и управления технологическими процессами и людьми. При помощи системы видеонаблюдения становится возможным контролировать и управлять многими технологическими и производственными процессами, особенно теми, где нет прямого контроля человеком.

В последние 3 года системы видеонаблюдения все больше используются в различных отраслях. Они применяются больницами для постоянного наблюдения за тяжелобольными пациентами, образовательными учреждениями для контроля студентов и учеников, магазинами для наблюдения за покупателями и пресечения попыток краж, муниципальными властями и УВД для наблюдения в общественных местах, в транспорте, местах отдыха и развлечений, банковскими структурами и т.д.

Какие бывают системы видеонаблюдения и в чем их отличия, какие возможности они дают своему пользователю и насколько дорого обходятся те или иные, а так же какие преимущества у того или иного типа систем видеонаблюдения? Все это будет рассмотрено в данном реферате про системы видеонаблюдения.

1. Области применения

В последние 3 года системы видеонаблюдения все больше используются в различных отраслях. Они применяются больницами для постоянного наблюдения за тяжелобольными пациентами, образовательными учреждениями для контроля студентов и учеников, магазинами для наблюдения за покупателями и пресечения попыток краж, муниципальными властями и УВД для наблюдения в общественных местах, в транспорте, местах отдыха и развлечений, банковскими структурами и т.д.

1.1 Системы видеонаблюдения в местах массового скопления людей

В таких помещениях, как здание аэропорта, железнодорожного вокзала и в других городских местах массового скопления людей, системы видеонаблюдения и видеорегистрации призваны помогать правоохранительным органам в выявлении и задержании особо опасных преступников и террористов.

Оставленные без присмотра вещи также могут быть источником потенциальных неприятностей, и полноценная система видеонаблюдения должна в современных условиях не только "наблюдать", но и "регистрировать" происходящее, иными словами интеллектуально обрабатывать сигнал с видеокамеры и автоматически фиксировать внимание охраны на подозрительных объектах.

Более того, современная система видеорегистрации для того, чтобы быть по-настоящему эффективной, должна уметь идентифицировать личности людей по их лицам, а также уметь распознавать авто-номера и вести базы данных для сопоставления текущего изображения с видеокамеры с изображениями из базы данных.

1.2 Видеонаблюдение на транспорте

Видеонаблюдение в автобусах и маршрутных такси. Основные задачи: 1)предупреждение преступлений в салонах; 2)контроль действий и рабочего времени водителя. Решение реализуется с помощью организации видеозаписи на каждом транспортном средстве. После прибытия транспортного средства в парк, информация с локальных устройств видеозаписи передается на архивные видеосерверы парка.

Видеонаблюдение в электропоездах. Основные задачи: 1)предупреждение преступлений в вагонах; 2)контроль действий машиниста. Решение реализуется с помощью организации видеозаписи в каждом вагоне. В некоторых случаях видеотрансляция с камер в режиме реального времени осуществляется в кабину машниста. После прибытия электропоезда в депо, информация с локальных устройств видеозаписи передается на архивные видеосерверы железнодорожного депо.

Видеонаблюдение в вагонах метрополитена. (Может быть аналогичным видеонаблюдению в электропоездах.) В виде централизованной системы видеонаблюдения в реальном времени реализовано пока только в Московском метрополитене. Основные задачи: 1)предупреждение преступлений в вагонах; 2)контроль действий машиниста; 3)возможность оперативной реакции на события в режиме реального времени. Решение реализуется с помощью организации видеозаписи в каждом вагоне. После прибытия электропоезда метро в депо, информация с локальных устройств видеозаписи передается на архивные видеосерверы метрополитена. Решение отдельной задачи передачи данных из движущихся вагонов в режиме реального времени, дало возможность оператору Ситуационного центра в любой момент подключиться к любой из камер, которые установлены в вагонах.

1.3 Банковский сектор

видеонаблюдение безопасность банковский сектор

Основная задача систем видеонаблюдения, применяемых в банковском секторе - обеспечение безопасности, хранение информации с камер в защищённом месте, а по возможности - на удалённом сервере. В случае проникновения злоумышленников - использование видеозаписи для помощи следствию.

1.4 Развлекательные и торговые объекты

Основная задача видеонаблюдения в казино -- обеспечение сохранения имущества компании. В обязанности оператора входит также отслеживание недобросовестного персонала, мошенников, мониторинг случаев воровства. В идеале оператор знает все правила казино, основные стратегии и системы счета, следит за внешним видом и действиями персонала, поведением игроков, основываясь на так называемом «языке тела».

На крупных торговых объектах наличие грамотно построенного видеонаблюдения решает целый комплекс задач:

· Во-первых, противодействие хищениям со стороны посетителей. Путем взаимодействия оператора CCTV с магазинными детективами (сотрудниками службы безопасности, находящихся в торговом зале под видом покупателей) и группой физической охраны (сотрудниками ЧОП или СБ в форме, находящимися на постах) осуществляется негласное постоянное визуальное сопровождение подозрительных лиц по магазину. Грамотные операторы CCTV в взаимодействии с магазинным детективом способны «взять» злоумышленника при входе в магазин, технически отфиксировать хищение, подобрать улики (вскрытая упаковка, снятые противокражные метки) и «сдать» его на выходе сотрудникам физической охраны, ни разу не «засветив» детектива и не вызвав настороженности злодея.

· Во-вторых, контроль за персоналом магазина. В отсутствие системы контроля доступа по магнитным ключам видеонаблюдение помогает контролировать трудовую дисциплину (время приходов и уходов сотрудников). Также размещенные в складских и служебных помещениях видеокамеры помогают в работе службы безопасности при анализе бизнес-потерь, возникающих в логистическом отделе:

расследование проведения бестоварных документов (когда товара фактически не привезли, а ответственное лицо его фиктивно приняло) расследование фактов пересортицы принимаемого и отгружаемого товара расследование фактов порчи товара при перемещении по складам (неумелость либо халатность персонала)

· В-третьих, обеспечение общей безопасности. Поскольку оператор видеонаблюдения при грамотно подобранном размещении и типе камер контролирует практически весь зал, он может по радиостанции скоординировать прибытие сотрудников охраны на место возникновения пожара, совершения противоправных действий, для оказания первой помощи почувствовавшему себя плохо посетителю. Просмотр архивов помогает расследовать несчастные случаи с персоналом (склады как правило механизированы подъемно-погрузочной техникой, травмы и подобные ЧП там не редкость)

· В-четвертых, поскольку крупные торговые комплексы являются местом совершения преступлений не только в отношении самого предприятия, но и посетителей, наличие сети видеонаблюдения с архивированием данных помогает расследовать и в ряде случаев предотвращать угоны автомашин с парковок, деятельность воров-карманников и барсеточников. Зачастую сотрудники правоохранительных органов обращаются в СБ магазинов с просьбой предоставить архивные видеоданные, когда подобные преступления происходят в поле обзора CCTV.

1.5 Автостоянки и гаражные комплексы

«Предупрежден, значит вооружен» -- простая истина, которая не требует объяснений и доказательств. Но на деле все совсем не так просто. Обратимся к примеру -- Гаражный комплекс, некрытый/крытый, слабо охраняемый объект. По данным арендодателей машиномест данный объект уже не раз, в основном ночью, посещали злоумышленники. Кто-то лишился дорогой магнитолы, кто-то -- запаса новеньких зимних покрышек вместе с дисками. К сожалению, стоит признать, что наличие на подобном объекте охраны только в лице людей предпенсионного возраста совершенно не является решением задачи обеспечения безопасности имущества.

Эффективным решением проблемы, может стать наличие видеонаблюдения на объекте.

Все просто. Для начала укажем, какой вид камер нам необходим. Это камеры отвечающие следующим параметрам:

· Температурный диапазон должен быть максимален.

· Влагозащищенность. Камеры не только должны быть непромокаемыми, но и выдерживать возможные механические повреждения, которые связанны с образованием льда.

· Вандалостойкость. Укрепленную камеру совсем не просто не только разбить, но и отклонить ее объектив от сектора просмотра.

Плюс вполне стандартный видеосервер, видеомонитор, обучение охраны использованию системы.

Результатом установки видеосистемы зачастую становится ловля злоумышленников с поличным, поскольку существует возможность установки камер скрытно.

1.6 Офисы

Что важно в вопросах безопасности в рамках офисного пространства? Выделим два направления: внешняя охрана (от посягательств посторонних лиц) и внутренняя охрана (выявление фактов саботажа, утечки информации, кражи и т.д.)

1. Эффективная внешняя охрана

Многие руководители компаний, в начале беседы указывают на тот факт, что внешняя охрана уже существует. На резонный вопрос: «Как организована охрана конкретного вашего помещения?», часто следует ответ, не содержащий точных данных о принятых мерах защиты, в качестве них воспринимаются лишь потенциально возможные действия охраны всего объекта, где фирма снимает помещение (офис, склад, и т.д.). Увы, как показывает практика, в ночное время многие объекты охраняются плохо даже по периметру, что же говорить о внутренних помещениях. И при возникновении криминальных случаев (взлом двери, разбитие стекла и т.д.), охрана, находящаяся на расстоянии сотен метров, как правило, «ничего не видит и не слышит». Пара камер на уязвимых местах решают вопрос просто, экономично, и самое важное, эффективно.

2. Полнофункциональная внутренняя охрана

Что является самым важным для руководителя любого уровня? Это, конечно, сотрудники. Человеческий фактор присутствует в любых областях деятельности, порой заметно облегчая достижение цели, а, порой, сводя на нет любые попытки выйти из проблемных ситуаций.

Установленное видеонаблюдение, засвидетельствовало факт угроз бывшего компаньона. Было возбуждено уголовное дело и видеозапись послужила неопровержимым доказательством и значительно упростила ход следствия. Много инцидентов, связанных, например, с менеджерами («слив» информации, отправка входящих заказав «налево») и прочими сотрудниками (воровство, порча имущества) происходят в наше время. Без доказательств сих деяний Вы не сможете повлиять на ситуацию, единственное, что остается -- увольнение сотрудника. Самым неприятным является, то, что эти факты открываются с течением времени, и на момент их обнаружения бывает поздно что-то предпринимать.

1.7 Домашний сектор

Типичная система видеонаблюдения, предназначенная для домашнего пользования, включает видеокамеру, подключаемую по кабельному либо беспроводному каналу к домашней локальной сети. В комплект также входит программное обеспечение для удалённого наблюдения, видеозаписи, а также для управления записанным контентом. Сеть строится на базе одной или нескольких IP-камер.

Передача видео по сети требует существенной ширины канала передачи, поэтому в системах видеонаблюдения используется кодирование информации с целью сжатия. Ранее для построения сети применялись специализированные устройства для кодирования передаваемых данных. В настоящее время кодеры встраиваются непосредственно в IP-камеры.

Рассмотрим пошагово построение собственной системы видеонаблюдения.

Вариант 1 -- Используем обычные веб камеры и домашний компьютер

Вариант 2 -- Используем беспроводные IP камеры и домашний компьютер

Вариант 3 -- Полностью беспроводное решение. Используем беспроводные IP камеры и бюджетный ноутбук в качестве видеорегистратора.

Для того чтобы построить простую и недорогую систему домашнего видеонаблюдения, достаточно иметь одну или несколько обычных веб камер и специальную программу установленную на вашем домашнем компьютере.

Веб камеры подключаются к компьютеру через стандартные usb порты, а программа, установленная на компьютере, записывает изображение с камер и может передавать его на мобильный телефон или можно просматривать видео с камеры на любом другом компьютере.

Веб камеры можно использовать практически любые. Качество изображения, получаемое с них зависит от их стоимости.

Обычно у веб камер не очень длинный провод для подключения к компьютеру. Если необходимо установить веб камеру повыше или дальше от компьютера, то следует иметь активный usb удлинитель

В качестве программы, которая будет получать изображение с этих камер, сохранять его на жестком диске компьютера и передавать его на мобильный телефон, можно использовать программу Mobiscope или любую другую. Помимо сохранения видео с камеры, Mobiscope может отслеживать движение в кадре и отсылать уведомление об этом по емейл с прикрепленной картинкой с камеры.

Ваш компьютер должен иметь постоянное подключение к сети Интернет если вы хотите просматривать видео с камеры на мобильном телефоне или с другого компьютера.

2. Принцип работы

Начиная с конца 60-х годов прошлого века для обеспечения безопасности и видеонаблюдения широко использовались аналоговые системы видеонаблюдения (CCTV, closed circuit television). Cистема видеонаблюдения состояла из четырёх компонентов: телекамеры, проводной сети для передачи видеосигнала, записывающего устройства (видеомагнитофона) и монитора (см. рис. 1.1.).

Рис. 1.1. Общая схема системы видеонаблюдения

Переход на цифровые технологии в видеонаблюдение начался примерно в 1990 году, тогда цифровые телекамеры с ПЗС-матрицой (ПЗС - приборов с зарядовой связью) вытеснили аналоговые телевизионные телекамеры. Эти ПЗС-телекамеры были частично цифровыми, так как цифровые видеорегистраторы (DVR - digital video recorder) обладали аналоговым входом для подключения коаксиального кабеля и аналоговым выходом для подключения монитора. Запись сигнала с камер по-прежнему проводилась на аналоговых кассетных видеомагнитофонах. Это период времени был началом эры цифрового видеонаблюдения.

Во второй половина 1990-х годов вместе с появлением цифровых видеорегистраторов увидели свет системы, построенные по новому принципу (гибридному). Смысл заключается в том, что на отдельных участках между элементами системы видеосигнал при передаче имел цифровую форму. Более того, с началом нового века вместе с внедрением в цифровой видеорегистратор встроенного интерфейса для TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) - соединения стала возможна работа систем видеонаблюдения совместно с локальными сетями. Однако возможность работы совместно с локальной сетью в них было всего лишь дополнительная опция, не влияющая существенно на принцип построения системы.

Но в итоге, в 2005 году стали появляться системы видеонаблюдения нового типа - полностью основанные на цифровых технологиях. Между всеми элементами системы видеосигнал передается в цифровой форме и не в каком другом. Эти системы получили название "IP-видеонаблюдение". В состав таких систем входят сетевые камеры или IP-камеры, программно-аппаратные комплексы для анализа видеоизображения и для обработки и хранения сигнала. IP-видеонаблюдение принципиально отличается от гибридных и аналоговых систем использованием различных сетевых устройств, таких как свичи, роутеры и т.д.

3. Классификация

Современные технологии видеонаблюдения стремительно развиваются. Производители систем улучшают качество оборудования и сегодня, охранное видеонаблюдение имеет высокий технический уровень. Несколько лет назад установка системы видеонаблюдения ограничивалась комплектом из 4 узлов: аналоговая видеокамера, монитор, источники питания и соединительные провода, для записи использовали видеомагнитофоны. Сейчас, это сложные технические комплексы, охранное видеонаблюдение позволяет не только постоянно наблюдать за охраняемой зоной, но производить постоянную запись или в момент движения объектов, с помощью видеорегистраторов, передавать картинку в сеть при помощи видеосерверов. IP видеонаблюдение отличается высокой скоростью передачи и отличным качеством изображения.

3.1 Аналоговые системы видеонаблюдения

В прошлом веке установка видеонаблюдения была построена на аналоговых камерах, микшерах и мониторах, современное охранное видеонаблюдение вытесняет старые системы и во многих комплексах практически не использует аналоговые системы, почти полностью переключившись на цифровой формат. Схема работы аналоговых систем видеонаблюдения представлена на рисунке 3.1.



Рис. 3.1. Аналоговая система видеонаблюдения

Тенденция развития цифровых технологий никогда не сможет полностью вытеснить аналоговую аппаратуру, равно, как цифровая фотография не заменит фотопечать. Конечно, передача аналоговых сигналов неэффективна, низкая помехоустойчивость, потеря сигнала, сложность в записи и обработке цифровых сигналов. Тем не менее, охранное видеонаблюдение не исключает возможности использования аналоговых камер. Установка видеонаблюдения на основе аналоговых видеокамер не теряет своей популярности. Среди множества недостатков аналогового видеонаблюдения, есть существенные положительные стороны.

Достоинства аналоговых систем видеонаблюдения

Во-первых, установка видеонаблюдения и его настройка, гораздо проще, чем установка видеонаблюдения цифрового формата. Это связано с исключением цифровой синхронизации между камерами и оборудованием для записи сигнала.

Во-вторых, аналоговое охранное наблюдение на порядок дешевле, чем равносильное цифровое оборудование, поэтому установка видеонаблюдения на аналоговых видеокамерах в небольших магазинах или офисах приемлемо по бюджету и достаточно эффективна.

В-третьих, цифровое охранное видеонаблюдение отличается от аналогового удобством хранения и обработки данных. Видеосерверы имеют возможность оцифровки сигнала, таким образом, на аналоговых видеосистемах можно организовать качественное охранное видеонаблюдение. С помощью видеосерверов аналоговые камеры можно подключать к сетям.

В-четвертых, несмотря на сложность повышения разрешений изображения и скорости, установка видеонаблюдения на основе аналоговых камер пользуется спросом. Качество цветопередачи для цветных аналоговых камер значительно выше, кроме того, по сравнению с цифровым видеонаблюдением аналоговые системы лучше работают в темноте, чувствительность матрицы достаточно высокая, чтобы можно было различить не только силуэт, но и лицо преступника. Аналог лучше работает в темноте, поэтому установка видеонаблюдения базируется не на современности того или иного оборудования, а на конкретных задачах обозначенных для составления проекта.

Многие наши клиенты, работают с профессиональным оборудованием, ведут охранное видеонаблюдение, и используют аналоговые видеокамеры. Мы можем с уверенностью сказать, что за все время обслуживания аналоговых систем проблем с аппаратурой такого класса не возникало.

3.2 Цифровые системы видеонаблюдения

Для людей, кто никогда не сталкивался с установкой системы видеонаблюдения, фраза - цифровое видеонаблюдение простое сочетание двух современных слов. Цифровое телевидение, видеокамеры и цифровые фотоаппараты знакомы всем, но чем цифровая техника лучше и почему установка систем видеонаблюдения с цифровым качеством, является такой популярной. Постараемся понятно рассказать о том, что такое цифровое видеонаблюдение, какие достоинства и недостатки имеет установка системы видеонаблюдения цифрового формата. Схема работы цифровой системы видеонаблюдения представлена на рисунке 3.2.

Рис. 3.2. Цифровая система видеонаблюдения

За несколько десятков лет, наш мир качественно изменился. Многие помнят виниловые пластинки с характерным потрескиванием при воспроизведении, а сейчас у нас в распоряжении лазерные диски. Разница между этими двумя носителями информации в том, что винил - это аналоговый формат, а компакт диск - цифровой. Соответственно разные размеры и колоссальная разница в объеме хранимой информации, кроме того цифровой носитель устойчив к воздействию времени и считыванию с него информации. Вот в принципе и общий ответ.

Если провести параллель и взять за основу цифровое видеонаблюдение, то получится примерно следующая картина. Аналоговый поток ограничен реальным временем, таким образом по одному проводу можно передать только один сигнал от одной видеокамеры, что получается. Установка системы видеонаблюдения аналогового типа подразумевает индивидуальное подключение для каждой камеры.

Цифровые системы также как и аналоговые ведут последовательную передачу данных, но скорость передачи несравнимо выше. Благодаря существующим протоколам (правилам) данные можно разделять, для того чтобы было понятно можно провести такую аналогию: аналоговый сигнал сравним с жидкостью, которую если смешать, то сложно разделить, цифровой формат можно сравнить с цветными шариками, которые можно перемешивать и разделять. Таким образом, цифровое видеонаблюдение позволяет подключать большое количество камер, управлять ими, быстро сохранять информацию и параллельно работать с ней.

Установка системы видеонаблюдения цифрового формата позволяет избежать потерь при передачи данных, это связано с тем, что цифровой сигнал состоит из последовательности единиц и нолей, а аналоговый на амплитуде колебаний. Как это сказывается на выборе установки системы видеонаблюдения? Никак, просто в случае помех в аналоговой системе вы увидите шумы и искажения на экране, а цифровая передача данных, стараясь исправить ошибку «заморозит» кадр или успеет исправить и сбои будут незаметными.

Цифровое видеонаблюдение отличается высоким разрешением картинки, так можно увеличивать изображение, рассматривать отдельные детали, такой эффект достигается за счет уменьшения размера ячеек матрицы, и следовательно их количества, которое измеряется в мегапикселях. Для сравнения, аналоговая камера это 0,4 Мpx, а цифровые камеры в несколько раз больше. Но качество изображения для обычного видеонаблюдения не приносит существенной пользы.

Цифровое видеонаблюдение обосновано в случае охраны больших объектов, или если требуется высокий уровень безопасности, например в Банках. Многие ниши клиенты используют полностью цифровое видеонаблюдение, но применение цифровых камер должно быть обоснованным, для экономической целесообразности проекта видеонаблюдения.

3.3 IP-системы видеонаблюдения

IP видеонаблюдение - один из распространенных методов с современных системах наблюдения и охраны. Все крупные производители электроники стараются сделать свою технику ip совместимой. IP - это протокол (Internet Protocol) межсетевого взаимодействия. Он позволяет устройствам подключаться к сети и взаимодействовать при помощи программ с компьютером. Схема работы IP-систем видеонаблюдения представлена на рисунке 3.3.

Рис. 3.3. IP-система видеонаблюдения

Именно IP видеонаблюдение используется в современных системах охраны, новых системах обнаружения и анализа предметов, для автоматического распознавания номерных знаков автомобилей. Монтаж видеонаблюдения на основе IP позволяет объединить видеокамеры посредством существующей сети, обращение к камере возможно напрямую с компьютера, достаточно просто ввести ip адрес камеры.

Монтаж видеонаблюдения занимает минимум времени, камеры быстро инсталлируются. IP видеонаблюдение подходит как для работы внутри помещений, так и снаружи. Для уличного наблюдения используется специальный кожух и объектив. Камеры для ip видеонаблюдения имеют функцию пре и пост записи (по сигналу тревоги), для этого используется карта памяти.

IP видеокамеры бывают нескольких типов, высокочувствительные, панорамные, купольные, с высоким разрешением 1280х1024 пикс. и скоростью до 30 к/с. Все они разработаны для организации систем охраны и наблюдения. Для ip видеонаблюдения выпускаются специальные кожухи к камерам, для работы в условиях повышенной влажности, низких температур и даже антивандальный кожух для городского ip видеонаблюдения.

Монтаж видеонаблюдения с использованием IP, обычно осуществляется совместно с организацией локальных сетей. Наша компания разрабатывает проекты связанные не только с IP видеонаблюдением, но и комплексные решения организации безопасности. Такие как, системы контроля доступа, автоматизированные парковки или АТС телефония.

Наши клиенты только положительно отзываются о нашей работе. Однажды, организовав на своей территории ip видеонаблюдение, Вы по-настоящему оцените надежность и простоту обеспечения безопасности и наблюдения.

3.4 Беспроводные системы видеонаблюдения

Беспроводное видеонаблюдение завоевывает российский рынок. Все большее число наших клиентов предпочитают беспроводное видеонаблюдение. Монтаж системы видеонаблюдения стандартного проводного подключения отягощен некоторыми технологическими сложностями, в частности с монтажом кабеля для подключения. Схема работы беспроводных систем видеонаблюдения представлена на рисунке 3.4.

Рис. 3.4. Беспроводная система видеонаблюдения

Стоит сказать, что мнение профессионалов относительно беспроводного видеонаблюдения - однозначно, специалисты предпочитают производить монтаж системы видеонаблюдения основанной на кабельном соединении. Давайте определим достоинства и недостатки беспроводного видеонаблюдения.

Недостатки беспроводного видеонаблюдение

Монтаж системы видеонаблюдения стандартного, кабельного типа, позволяет получить: качественное изображение с высоким разрешением и скоростью 25 к/сек., звуковое сопровождение, возможность управлять видеокамерой, и возможностью её подключения напрямую к локальной сети LAN. Беспроводное видеонаблюдение лишено или частино лишено этих преимуществ.

Беспроводное видеонаблюдение нуждается в источнике питания. Это могут быть аккумуляторы, в таком случае необходима постоянная замена или зарядка, или выносные, сетевые блоки питания. Системы беспроводного видеонаблюдения лишены защиты от перепадов напряжений.

Достоинства беспроводного видеонаблюдения

К достоинствам беспроводного видеонаблюдения можно отнести два главных преимущества. Во-первых, монтаж системы видеонаблюдения не требует сверления стен для прокладки линий. Во-вторых, беспроводное наблюдение - это мобильная система, при желании Вы можете менять местоположение видеокамеры. Кроме того современные системы могут быть миниатюрны и работать со специальным приемником, с жк дисплеем. В основном это бытовое применение. Хотя, существует и уличная система беспроводного видеонаблюдения. Видеокамеры оснащены специальным кожухом и инфракрасными светодиодами для съемки в ночное время, они автоматически переключаются в режим ночной съемки при недостаточной видимости. Монтаж системы видеонаблюдения оправдан, если по разным причинам возникают сложности с прокладкой кабеля.

4. Сжатие видеоинформации

4.1 Кодек MPEG-4

MPEG - это аббревиатура от Motion Picture Experts Group, названия комитета по стандартизации методов цифровой компрессии потоков видеоданных международной организации ISO/IEC (International Standards Organization/International Electrotechnical Commission). Этот комитет на протяжении многих лет занимается разработкой стандартов для цифровой передачи данных. В 1992 г. им был создан MPEG-1, а в 1994 г. - MPEG-2. Работа над новым стандартом MPEG-4 началась давно (в 1993 г.), но только в 1998 г. была выпущена его первая версия, а в начале 1999 г. - вторая. И хотя на рынке уже представлены изделия, основанные на новом стандарте, что же такое MPEG-4 и для каких целей он будет использоваться, не понятно для многих.

Вся техническая документация видеокодека MPEG-4 открыта для изучения. Это очень важно, так как информация такого рода для большинства других кодеков является исключительной собственностью производителя и тщательно засекречивается. Я думаю, что именно кодек MPEG-4 в будущем будет заложен в качестве базового при разработке классификации кодеков.

В кодеке MPEG-4 сохранены многие характерные особенности MPEG-1 и MPEG-2. В первую очередь это касается алгоритмов кодирования, среди которых можно назвать дискретное косинусное преобразование, используемое при компрессии (DCT - Discreet Cosine Transformation), сжатие видеоданных по ключевым кадрам с учетом избыточности внутрикадровой информации (I-кодирование), предиктивное кодирование или сжатие видеоданных с учетом избыточности для последовательных кадров (P- кодирование ), кодирование видеоизображений с использованием промежуточных интерполированных кадров (B-кадровое кодирование). Последовательности I-, P-, B-изображений объединяются в фиксированные по длине и структуре группы GOP (Group of Pictures).

Однако все эти алгоритмы были усовершенствованны, особенно в отношении их работы в сетях с низкой скоростью передачи данных, предложены более качественный анализ параметров движения и новый вариант фильтра для распаковки блоков информации. В MPEG-4, по сравнению с MPEG-1, улучшено качество передачи видеоданных при скоростях обмена от 20 кбит/с до 1000 кбит/с, характерных для Интернет, по этому параметру кодек MPEG-4 не уступает другим современным решениям для web-видео.

В отличие от большинства кодеков, применяемых для работы в Интернет, MPEG-4 обеспечивает полную поддержку контента с чересстрочной разверткой и разрешением до 4096 х 4096, а также скорость передачи данных в поражающем воображение диапазоне - от 5 кбит/с до 10 Мбит/с (версия 1). Теоретически MPEG-4 гарантирует стабильный прием для самых различных устройств (от мобильных с очень узкой пропускной способностью до HDTV), но, естественно, что для поддержки воспроизведения видео с различными характеристиками одних профилей MPEG-4 явно недостаточно.

В видеокодек MPEG-4 заложена поддержка альфа-каналов, что позволяет в реальном времени накладывать видео на задний план и отрывает новые возможности при создании высококачественных изображений. Такой прием будет полезен при сегментации или для разделения в базовом изображении элементов переднего и заднего планов при переходе от одной сцены к другой. В идеальном случае информация о сегментации передается по альфа-каналу вместе с исходным изображением, но ее также можно динамично сгенирировать, если кодирующая программа поддерживает такую функцию.

Широко распространенное представление о том, что в MPEG-4 есть волшебный кодировщик, который каким-то образом извлекает объекты с заднего плана, глубоко ошибочно. В MPEG-4 предусмотрена только возможность передачи потоковой информации, содержащей многослойное видеоизображение. Как получить такое многослойное видеоизображение еще предстоит придумать тем производителям, которые занимаются разработкой кодировщиков.

Сегментация значительно повышает качество изображения при заданной скорости передачи, но значительно усложняет воспроизведение и кодирование. Конечно, поддерживать сегментацию будут далеко не все кодеры, созданные на основе MPEG-4, но эта функция уже реализована в инструменте, выпущенным компанией ObjectVideo, который предназначен для работы при низких скоростях передачи данных.

Чтобы оценить значимость сегментации, давайте рассмотрим сюжет, в котором ведущий периодически уходит с заднего плана, а потом появляется на нем вновь. В такой ситуации в случае обычного кодека, изображение заднего плана необходимо передавать повторно. А устройства, созданные на основе MPEG-4, позволяют провести сегментацию задника от объектов на переднем плане и сохранить в памяти кодека информацию о том, что располагалось на этом месте ранее. В результате такой операции для воспроизведения заднего плана повторная пересылка данных не требуется.

Хотя в MPEG-4 и закреплен стандарт для декодера видеокодека, в области подготовки контента остался огромный простор для творчества. Темпы совершенствования компрессии в MPEG-4 не будут такими быстрыми, как в кодеках, разрабатываемых отдельными производителями, поскольку последние имеют право вносить изменения в технические спецификации для декодеров по своему усмотрению. Но можно ожидать, что, как в случае с MPEG-1 и MPEG-2, и здесь через несколько лет произойдут значительные изменения в лучшую сторону.

Производство кодеков на основе MPEG-4 значится в планах различных производителей. Компания Sorenson Video уже разработала для кодека QuickTime бета-версию, основанную на MPEG-4 (рис. 1). В нее заложены возможность кодирования в реальном времени и все функции, необходимые для Web-вещания. Но так как, этот новый кодек соответствует техническим требованиям первой версии стандарта MPEG-4, он не обладает дополнительными возможностями, которые включены во вторую версию (усовершенной системой коррекции ошибок и поддержкой стереоскопического изображения) и не имеет функцию сегментации.

4.2 Кодек H.264

Аппетиты видеонаблюдения в отношении объемов хранения данных и пропускной способности сетей растут: никто не хочет упустить возможность воспользоваться большой частотой кадров и высоким разрешением. Отсюда и ожидания большей эффективности от методов сжатия видеосигнала. Кодер формата H.264 способен уменьшить размер файла, содержащего цифровое видео, более чем на 80% по сравнению с сигналом, сжатым по алгоритму формата Motion JPEG, при аналогичных показателях визуального качества. В сравнении с наиболее "ходовой" разновидностью формата MPEG-4 -- MPEG-4 Part 2 Simple Profile (SP) -- кодек H.264 обычно выигрывает 40-50 процентов от объема видеофайлов.

Сектор мегапиксельных камер растет, и до недавнего времени основным сдерживающим его рост фактором считались повышенные требования к объемам хранения данных, генерируемых камерами высокого разрешения. Использование кодека H.264 способно значительно ускорить процесс внедрения мегапиксельных камер.

По моему личному мнению, формат H.264 почти окончательно вытеснит MPEG-4 (Part 2) в течение буквально нескольких лет. А поставщики решений управления видеонаблюдением примутся встраивать поддержку нового формата уже в ближайшем будущем, равно как и все ведущие производители видеокамер.

4.2.1 Недостатки

Есть, однако, и факторы, сдерживающие восторг от новинки -- ведь, по сути, разработка находится еще в самом начале пути. Да, кодек позволяет снизить нагрузку на сети передачи данных и сэкономить на приобретении средств хранения видеоинформации. Но его использование возможно только в условиях применения высокопроизводительных камер. Новый алгоритм сжатия использует значительно более сложную математику, чем предыдущие стандарты -- скажем, процедура декодирования примерно вдвое превосходит аналогичную процедуру у MPEG-4 Part 2 SP по объемам вычислений -- соответственно этому растет и запрос к вычислительной мощности систем. При этом собственно стандартом H.264 стал относительно давно -- около пяти лет назад, и в некоторых отраслях -- исключая нашу с вами -- уже взят на вооружение. Скажем, он используется в новом поколении потребительских DVD-дисков высокого разрешения (формат Blu-ray).

4.2.2 Принцип работы

H.264 является гибридным стандартом блочного кодирования видеоданных с использованием компенсации движения. Собственно компенсация основана на использовании векторов перемещения областей кадра для предсказания изменений в изображении. Поскольку для видеоизображений характерна высокая степень корреляции между двумя последовательными кадрами, возможно использовать это для кодирования не картинки целиком, а лишь векторов перемещения различных частей изображения; кодируется при этом предсказанная разница между текущим кадром и его областями, присутствующими на других кадрах (так называемых ссылочных) в смещенном относительно оригинального положения виде. Эта техника называется "промежуточное предсказание".

Существует два основных метода промежуточного предсказания -- основанное на одном ссылочном кадре (макроблоки типа P) и двунаправленное (макроблоки типа В), где используется комбинация двух ссылочных кадров. Чтобы обеспечить доступ к произвольным участкам видеоизображения и повысить степень защищенности от ошибок, стандартом также предусмотрено так называемое инфракодирование, при котором кодированные данные не зависят от характера и содержания каких-либо сторонних изображений, как это происходит в случае применения промежуточного предсказания.

Стандартом H.264 предусматривается разбиение изображения на макроблоки размером до 16х16 пикселов каждый. Макроблоки объединяются в группы -- одну или несколько -- обычно в порядке сканирования. Таким образом, отдельное изображение может быть закодировано как одна или несколько групп. Использование группирования макроблоков позволяет применять различные методы коррекции ошибок, различные типы кодирования макроблоков, а также такие инструменты, как раздельное кодирование полукадров (на правах групп) при чересстрочной развертке.

В цветных видеоизображениях кодирование яркостной составляющей происходит отдельно от цветовой; учитывая особенности человеческого зрения, при этом, как правило, используется поддискретизация цветового сигнала относительно яркостного. По большому счету, фундаментальных отличий нового формата от предыдущих стандартов кодирования видеосигнала (включая MPEG-4 Part 2) нет: все они так или иначе основаны на разбиении на блоки и являются гибридными.

4.2.3 Новые средства

Помимо улучшений, которым подверглись уже существующие средства кодирования, формат H.264 предусматривает и ряд новых инструментов. Наиболее важными из них являются встроенный адаптивный деблокирующий фильтр, позволяющий существенно снизить блокинг-искажения изображения, запись более чем двух ссылочных кадров для более точного предсказания, деление макроблоков на блоки меньшего размера (вплоть до 4х4 пиксела), предсказание в инфракодировании, а также применение целочисленного преобразования взамен применявшегося в более ранних стандартах дискретного косинусного преобразования (DCT).

В формат H.264 входит принципиальное решение сетевого интерфейса передачи видеоданных (network abstraction layer, NAL), который, будучи установлен поверх программного механизма кодирования видеосигнала (video coding layer, VCL), берет на себя функцию эффективного представления цифрового видео в формате, обеспечивающем легкую интеграцию с целым набором различных протоколов и механизмов передачи данных -- это весьма привлекательно для сетей, работающих на основе Интернет-протокола (IP).

4.2.4 Выводы

Главный результат всех усовершенствований технологии кодирования, воплощенных в стандарте H.264, состоит в том, что новый формат действительно превосходит по своим характеристикам все предыдущие алгоритмы сжатия цифрового видеосигнала -- и потому на сегодняшний день может считаться высшим достижением в области кодирования цифрового видео. Итак, стоит ли Н.264 всей медиа-шумихи, развернутой вокруг него? Стандарты видеокомпрессии с приходом нового формата стали стремительно меняться -- и сегодня они уже способны сохранить либо даже снизить нагрузку на пропускную способность сетей передачи данных при переходе на видео высокого разрешения. И это является весьма ценным. Однако же, будем помнить, что все прелести новой технологии кодирования и хлынувших на рынок все более мощных мегапиксельных камер могут быть реализованы лишь при использовании крепкой управляющей платформы, на базе которой формируются решения видеонаблюдения.

5. Как выбрать

Прежде чем вы начнете подыскивать программы, обладающие теми или иными свойствами, следует основательно подумать о потребностях вашей системы. В ходе сравнения образцов программного обеспечения между собой стОит учесть ответы на следующий вопросы:

· Будет ли система использоваться для наблюдения в реальном времени, или лишь для свидетельствования в судебных целях по фактам инцидентов?

· Сколькими камерами предстоит управлять в настоящее время и в будущем?

· Какое количество пользователей должно иметь доступ к системе одновременно?

· Необходимо ли дублирование ресурсов системы?

· Должна ли система поддерживать доставшееся в наследство от аналоговой эпохи оборудование -- поворотные камеры, клавиатуры, матричные переключатели, цифровые видеорегистраторы и аналоговые видеомониторы?

· Каковы требования IT-отдела?

· Будут ли в систему интегрироваться подсистемы сторонних производителей, такие, как системы контроля доступа, автоматизации рабочего места контролера-кассира, управления банкоматами или видеоаналитики?

· Может ли в качестве первичного интерфейса доступа к живому и записанному видеоизображению быть использован веб-браузер?

· Требуется ли системе работа со звуком? Есть ли необходимость установки камер высокого разрешения (мегапиксельных)?

· Каков бюджет?

5.1 Стоимость

Большинство программных продуктов для видеонаблюдения лицензируются в зависимости от количество обслуживаемых ими камерных входов. Цена лицензии в пересчете на одну камеру варьируется от 250 до 1000 долларов, в среднем составляя 350. Системы меньшего масштаба с урезанной функциональностью и без возможности расширения могут предлагаться и по более низким ценам.

В конечном счете, лучшим для вас программным обеспечением для видеонаблюдения должен стать продукт, который наилучшим образом соответствует вашим нуждам и возможностям бюджета. Раз уж вам известно, как будет использоваться система видеонаблюдения на практике, выполните всю предварительную работу и задайте дилеру суровые вопросы о том, насколько предполагаемое к приобретению программное обеспечение сможет сочетаться с рабочей моделью вашего бизнеса и сможет ли оно быть интегрировано в уже имеющуюся у вас систему и IT-инфраструктуру, а также сочетаться с системами, камерами и видеосерверами других производителей.

5.2 Открытая или закрытая архитектура

Под термином "открытая архитектура" понимается определенная степень готовности системы к взаимодействию с сетевыми камерами и видеосерверами прочих производителей, а также с серверами и системами хранения данных промышленного образца, выпускаемыми такими компаниями, как Dell, HP и IBM. Система, построенная по принципу открытой архитектуры, позволяет внедрение отборных компонентов от широкого перечня производителей. А программное обеспечение для видеонаблюдения собирает всю систему в единое целое, объединяя различные IP-камеры и устройства кодирования аналогового видеосигнала.

Закрытые, или фирменные системы IP-видеонаблюдения предоставляют собой законченные решения от какого-либо одного производителя. К примеру, системная платформа Endura, выпускаемая компанией Pelco, обеспечивает и программные средства управления видеопотоками, и видеосерверы, и средства хранения, и серверы, сведенные в уникальную, совместимую лишь с самой собой систему. Такие системы выгодны тем, что приобретаются и обслуживаются в одном и том же сервисном центре, однако преимущества эти компенсируются невозможностью подключать к системе какие-либо продукты сторонних производителей.

5.3 Просмотр живого видеоизображения

Системы, построенные для нужд оперативного видеонаблюдения -- к примеру, многие специализированные приложения для игорных заведений -- как правило, требуют высокоэффективного, с минимальной задержкой контроля поворотных камер и быстрого автоматического переключения видеопотоков, выводимых на монитор охраны в зависимости от зарегистрированных системой событий.

Управление поворотными камерами в большинстве систем IP-видеонаблюдения -- "палка о двух концах". Если все, что вам необходимо для управления пользовательским интерфейсом -- это мышь или джойстик, вы можете воспользоваться удаленным управлением по компьютерной сети. Недостатки этого метода: такое управление дает относительно большИе задержки, а движение при этом несколько ступенчато по сравнению с классическим клавишным способом управления поворотными устройствами камер охранного телевидения с помощью интерфейса RS-485.

Виртуальные матричные переключатели автоматически подают видеосигнал на нужные мониторы либо карманные компьютеры в зависимости от внешних либо внутренних событий, зарегистрированных системой. Под событиями понимаются обнаружение движения видеодетекторами, сигналы от подсистемы контроля доступа, датчики вторжения, пожарной сигнализации или информация с рабочего места кассира-контролера. Для того, чтобы поставить операторов в известность о происходящих событиях и привлечь их внимание к живому видеоизображению от нужного источника сигнала, система может использовать всплывающие окна, вывод титров и звуковую сигнализацию. В некоторых продуктах дополнительно предусмотрен и вывод всплывающих окон с закольцованной видеозаписью тревожного события.

Многие организации с обширной и неоднородной структурой -- такие, как крупные школьные комплексы и студенческие городки -- используют эти возможности для снижения численности работников, занятых в охране, точно адресуя тревожные сигналы и значащие видеоматериалы удаленным охранникам по каналам беспроводной связи. Именно по такому принципу реализована охрана одного из объектов североамериканского департамента национальной безопасности, где программное обеспечение Omnicast от компании Genetec обеспечивает удаленный мониторинг 12-ти объектов по беспроводной сети. На этом решении экономится более полумиллиона долларов ежегодно за счет снижения трудозатрат.

5.4 Просмотр видеозаписей и свидетельские материалы

Магазины розничной торговли и банки больше склоняются к применению систем, ориентированных на запись-просмотр. Отдавая дань и видеонаблюдению в реальном времени, первично система зачастую "заточена" под возможность использования видеоматериалов в доказательных целях, что требует развитых инструментов поиска нужных видеофрагментов вкупе с интуитивным интерфейсом, позволяющим быстро экспортировать защищенное водяными знаками видеоизображение для целей расследования либо предоставления суду в качестве свидетельских показаний.

Программные продукты с улучшенными возможностями поиска способны значительно облегчить процедуру поиска в видеоархивах большого объема.

Некоторые пакеты, к примеру, программа Nextiva от компании Verint, маркируют видеозаписи, добавляя к изображению метаданные, по которым предусмотрена возможность поиска. Метаданные принято определять как "данные, описывающие другие данные". В системах цифрового видеонаблюдения в качестве источников метаданных могут выступать события, зарегистрированные видеодетекторами движения, подсистемой контроля доступа либо данными с рабочих мест кассиров-контролеров.

Если система поддерживает работу с метаданными, они индексируются и записываются вместе с цифровым видеоизображением. Инструменты поиска нужного видеофрагмента позволяют пользователю задавать параметры поиска. К примеру, поиск может быть произведен по всем видеофрагментам с нескольких камер, где присутствует движение в кадре в течение заданного интервала времени в определенной части здания, где эти камеры установлены. Для систем, ориентированных на взаимодействие с пользователями - таким, как системы контроля доступа -- поиск видеофрагмента может осуществляться по событию, заключающемуся в проходе определенного пользователя через пост контроля.

Как только нужный видеофрагмент локализован в массиве видеоданных, важно получить возможность управления его просмотром на манер обычного видеомагнитофона - чтобы можно было останавливать воспроизведение, перематывать видеоролик в обе стороны и производить покадровый просмотр. Точность и легкость управления этим виртуальным видеомагнитофоном у разных программ разная - к тому же они зависят и от типа применяемого алгоритма сжатия видеопотоков. К примеру, в некоторых лидирующих пакетах управление воспроизведением отлично работает с источниками, сжатыми в формате M-JPEG, но плохо функционируют с компрессией MPEG-4.

Программное обеспечение должно обеспечивать и возможность экспорта видеопоследовательностей на базе задания временных отрезков фрагмента, чтобы быстро переписать его на компакт-диск либо DVD для предоставления видеозаписи в качестве доказательства. При записи продукт должен обеспечивать нанесение на изображение цифровых "водяных знаков", сохраняющихся при процедурах экспорта -- для исключения возможности подделок видеозаписей.

5.5 Сетевая видеорегистрация

Сетевая цифровая видеорегистрация - это процесс индексирования и записи компрессированных видео- и аудиопотоков в системы хранения данных.