Главная » Трейдинг » Зернистость ip камеры. Настройки IP камеры: Параметры изображения

Зернистость ip камеры. Настройки IP камеры: Параметры изображения

Как эффективное ночное видеонаблюдение помогает предотвратить аварийные ситуации
Питер Биар (Peter Beare), Исполнительный директор, Extreme CCTV

Хотя IP камеры сегодня значительнее выгодны для конечных пользователей систем безопасности, почти все они страдают от критической проблемы каждую ночь - темноты.

ФАКТ: камеры чувствительны к темноте.
«Нет света - нет изображения», этот принцип применим для любых систем видеонаблюдения (аналоговых и IP). Хотя для IP-систем освещение приобретает большее значение, поскольку сильнее снижается производительность. В аналоговой системе освещение влияет только на качество изображения. В системе IP видеонаблюдения низкое освещение оказывает влияние не только на качество видео, но может стать катализатором системных проблем.

ФАКТ: Шум видеосигнала увеличивает поток данных от видеокамеры
Низкая производительность в ночное время ведет к увеличению шума в видеосигнале, который является врагом сжатия. Плохое сжатие соответственно влияет на увеличение битрейта. Например, при хорошем освещении скорость передачи сигнала с IP камеры будет всего 10 Кб/с. Когда наступают сумерки, скорость может возрасти уже до 100 Кб/с – 10-кратное увеличение - в результате чего снижается эффективность и потенциал системы падает.

Активная ИК-подсветка необходима в критически важных IP-приложениях с низкой освещенностью
Не важно, какая это система, аналоговая или сетевая, фактически все камеры видеонаблюдения передают качественное изображение в условиях дневного освещения. Однако от современных систем безопасности требуется круглосуточная производительность в режиме 24/7, поэтому полноценная работа ночью влияет на общую эффективность системы.

Как только заходит солнце, требования к пропускной способности сети растут по экспоненте. Что же делать? Для IP-систем можно вывести 5 основных циклов работы:

Формирование видео
Кодирование и сжатие видео
Передача видео
Хранение видео
Анализ видео

Этап формирования видеоизображения можно назвать «начальным краем» системы. Ведь, если видеосигнал пропадает, другие этапы по кодированию, передаче и хранению не получат данных для работы. В итоге, последний этап видеоанализа в реальном времени тоже не будет иметь полезных данных для анализа.

Чтобы понять зависимость темноты к пропускной способности, рассмотрим функцию автоматической регулировки усиления (АРУ) камеры, которая усиливает сигнал в условиях низкой освещенности. С усилением видеосигнала увеличивается и шум видеоизображения, появляется зернистость.

Днем алгоритмы компрессии хорошо справляются, и битрейт имеет допустимые значения. Как только наступают сумерки, функция АРУ начинает работать, создавая больше шума. В конечном счете, изображение ночью становится зернистым. В таком случает битрейт приобретает недопустимые значения и может быть в десять раз больше дневной скорости, даже для стационарных видеокамер.

Две фотографии одной и той же темной сцены, без ИК-подсветки (слева) и с ИК-подсветкой (справа).
Изображение с инфракрасной подсветкой равномерно освещено и соотношение «сигнал/шум» равно 15 дБ. На изображении без ИК соотношение «сигнал/шум» всего лишь 5дБ и гораздо меньше информации, но размер файла больше, что приводит к экспоненциальному росту битрейта.

Чтобы понять этот рост скорости передачи данных, необходимо иметь базовое понимание алгоритмов сжатия. Основной принцип сжатия состоит в устранении бесполезной информации с целью уменьшения размера файла. Сжатие требует компромисса между качеством изображения и размером файла. Максимальный уровень сжатия создает файл меньшего размера, но более низкого качества изображения. Минимальный уровень сжатия создает более качественные снимки, но файла будет большего размера.

Наиболее популярные алгоритмы сжатия сейчас - это H.264, Wavelet, JPEG, MPEG или M-JPEG, которые известны низкими потерями информации. Они используют один из двух принципов преобразования данных:

Удаление лишней информации видеосигнала, не заметной человеческому глазу, как, например, близкие градации цвета.
Удаление избыточной информации, которая дублируется в одном кадре или между кадрами, такие, как крупные области, окрашенные в один цвет.

Шум, вызванный АРУ, мешает алгоритмам сжатия современных IP-камер . Алгоритмы сжатия неправильно интерпретируют шум и зернистость изображений, вызванные АРУ, как полезную информацию, которая не может быть сжата, как ненужная или избыточная. Таким образом, в ночное время изображения менее эффективно сжимаются, что приводит к большим размерам файлов, которые к тому же содержат меньше полезной информации.

Прямая связь между ночной работой, сжатием и скоростью очевидна:

Низкое качество изображения
в ночное время

Плохое качество сжатия

Высокая скорость

Низкая эффективность системы

Высокое качество изображения
в ночное время

Хорошее качество сжатия

Низкая скорость

Кажется, что проще всего решить эту проблему, отключив АРУ. Тем не менее, в результате этого мы бы получили в ночное время плохое или даже совсем бесполезное изображение. Очевидно, что ночью эффективность системы видеонаблюдения имеет большое значение для обеспечения надежной безопасности.

Лучшее решение для обеспечения эффективной работы IP-систем в темное время суток заключается в использовании оборудования для инфракрасного освещения сцены. Установка IP камеры со встроенной инфракрасной подсветкой или ИК-прожектора обеспечивает ночные кадры высокого качества с низким шумом. В этих условиях автоматическая регулировка усиления (АРУ) становится ненужной, и функция сжатия работает хорошо. Скорость передачи данных колеблется в допустимых значениях, обеспечивая стабильную работу сети.

Black Diamond
ИК-подсветка
Bosch

Высокое качество изображения
в ночное время

Хорошее качество сжатия

Низкая скорость

Хорошая эффективность системы

Оборудование компании Bosch серии Extreme CCTV решает проблему роста битрейта при помощи технологии инфракрасной подсветки Black Diamond. Отмеченная наградами инфракрасная подсветка Black Diamond устраняет как "пересветы" на переднем плане, так и недоэкспонированные области на заднем.

Технология Black Diamond встроена в мегапиксельные IP-камеры EX85 и прожекторы серии UFLED.

Все вышесказанное приводит к основным и убедительным фактам: аналоговое или IP видеонаблюдение требует достаточного освещения. Надежное видеонаблюдение основано на четких изображениях, 24 / 7. Для получения четких видеоизображений круглосуточно 24 / 7 необходимо эффективное видеонаблюдение ночью. Эффективное видеонаблюдение ночью требует инфракрасной подсветки с высокой производительностью.

Сделали обзор сразу на 4 уличные камеры видеонаблюдения из разных ценовых сегментов. Безжалостно выставили модели на улицу и подключили к одной антенне, усиливающей сигнал мобильного интернета.

Мы частенько сталкиваемся с тем, что сотрудники многих российских предприятий поначалу воспринимают видеонаблюдение как чуждое зло. В лучшем случае они хотят оставить всё как есть – AHD камеры 1 Мп, видеорегистраторы (старенькие, как суставы охранника) и паутину кабелей, упрятанную под штукатурку.

Что тут можно сделать? Для начала разберемся, какие новые камеры для бизнеса могут вас порадовать. Мы взяли несколько камер из «золотой середины». Здесь не будет сверхмегапиксельных решений, когда с крана можно наблюдать за жизнью насекомых в траве. Покажем лишь те камеры, которые у нас берут для небольших предприятий, заправок, школ, автомоек, дач, гостиниц, стоянок и т.п.

Как сравнивать

За последние годы произошел логичный скачок: камеры стали менее значимы, а на первый план вышел софт. Бесполезно сравнивать удобство интерфейса – во всех камерах с интегрированным сервисом Ivideon эргономичность системы видеонаблюдения позволяет пользоваться ей одинаково быстро и комфортно (тестировали на людях). В этих камер одинаковым образом организована детекция движения, уведомления на почту и телефон и т. д., так как все все возможности реализованы через сервис.

Дополнительные «плюшки» в комплекте уличных камер обычно не предусмотрены – карта памяти/кабель питания идут вместе с «домашними» Nobelic/Oco2. Внешний вид камер стандартен для этого класса. Подключение идентичное (за одним исключением).|

Остается практически единственный критерий (кроме цены) – качество изображения.

Самая простая и доступная уличная камера за 6 700 руб. За такую цену владельцы маленьких магазинов могут получить готовое решение для безопасности, контролирующее достаточно большую территорию.

Можно использовать не только на улице, но и внутри помещений. Угол обзора 72°, защита от влаги и пыли по стандарту IP67. К интернету подключается как по Wi-Fi, так и через Ethernet.
Рабочая температура: от -30 до +50 градусов Цельсия – выживет на европейской территории России.

Размеры камеры не привлекают лишнее внимание: 70 × 165 мм.

Поддерживает запись видео на карты памяти MicroSD до 128 Гб. Т. е. запись можно вести бесплатно на карту, а смотреть архив через приложение везде, где есть интернет.
Через Ethernet порт ее можно подключить к компьютеру и смотреть видео на любом компьютере локальной сети.

У камеры есть коридорный режим, который позволяет качественно просматривать длинные узкие помещения: модель 3130F удобно расположить в проходах между стеллажами на складах и в других подобных местах.

Nobelic 3130F устанавливается на любой горизонтальной или вертикальной поверхности, а также крепится к стене: в комплекте есть все аксессуары для монтажа. Простота установки и подключения – это еще одно преимущество для малого бизнеса, который не может лишний раз тратиться на выезд монтажника.

Компактная, мощная 4-х мегапиксельная уличная камера, габаритами похожа на предыдущую модель (70×165 мм). Корпус камеры защищен по стандарту IP67. Рабочая температура от -30 до +60 градусов Цельсия. ИК-подсветка до 30 метров – камера захватит большой участок территории даже ночью, когда сторож уже глубоко спит.

Камеру можно запитать от PoE (по витой паре) и от блока питания 12 вольт – наличие выбора дает дополнительное преимущества: меньше возни с монтажем, и камеру легче переставить.

Разрешение в два раза выше, чем у Nobelic 3130F, угол обзора также больше, но выросла и цена – до 11 990 руб. За эти деньги вы должны получить решение, которое не захочется поменять через несколько лет. Не будем забывать, что камера – это не убыток для предприятия, а инструмент по добыванию денег. Будет странно, если камера через некоторое время покажется устаревшей, не сможет выполнять свои функции, и, следовательно, приносить прибыль. Проверим этот тезис дальше, на этапе тестирования.

Интерфейс, подключение по локальной сети, передача прав на доступ к камере, вывод трансляции в общий доступ, полное шифрование видеопотока – всё это организовано точь-в-точь, как и во всех остальных камерах серии Nobelic. Каждый раз об этом говорить не будем, но по умолчанию подразумеваем.

Nobelic NBLC-2430F с защитой от вандалов

Единственная в обзоре купольная камера. Кроме того, эта вандалозащищенная камера, что служит дополнительным плюсом на улице. Пьяница, кидающий бутылку в камеру, не станет причиной локальной видео-катастрофы.

В 4 Мп модель 2430F встроено несколько технологий шумоподавления, а также реализована технология широкого динамического диапазона, позволяющая получить нормальное изображение в условиях резких перепадов освещенности.

Камеру можно запитать от PoE (по витой паре) и от блока питания 12 вольт.

Выдерживает температуру от -30 до +60 градусов Цельсия; отличается чуть менее скромными размерами – 110 × 81 мм. Но больше камера – и становится больше угол обзора: 106°.

Nobelic NBLC-3230V-SD с вариофокальным объективом

Варифокальный объектив позволяет корректировать фокусное расстояние, тем самым изменяя углы обзора (99-37°) и масштаб выбранной области просмотра. Это позволяет вам через облачный интерфейс смотреть на разные объекты. Не нужно ехать за 100 километров к камере, чтобы изменить фокус и посмотреть, как разгружается фура, которая решила припарковаться в укромном месте.

У камеры есть слот для карты памяти, так что вы можете включить локальную запись видео на карточку Micro SD.

Nobelic 3230V-SD поддерживает питание по витой паре, а также ее можно запитать от блока питания 12 вольт.

Размеры камеры: 90,4 × 213 мм. Переживет суровые условия: от минус 40 градусов до плюс 60.
Цена на камеру составляет 15 490 руб – максимальная отметка в обзоре, достигнутая за счет объектива и надежности. Оправданна эта сумма или нет – проверим на тесте.

Таблица основных характеристик

	Подключение	Запись	Разрешение	Угол обзора	Подсветка, м.	Защита	Размеры (мм)	Питание	Цена (руб)
Nobelic NBLC-3130F-WSD	Wi-Fi / Ethernet		1280x960	72°	До 30	IP 67	70 × 165	Витая пара / 12 V	6 700
Nobelic NBLC-3430F	POE	Облако/компьютер	2688х1520	84°	До 30	IP 67	70 × 165	Витая пара / 12 V	11 990
Nobelic NBLC-2430F	POE	Облако/компьютер	2688x1520	106°	До 30	IK 10	110 × 81	Витая пара / 12 V	11 990
Nobelic NBLC-3230V-SD	POE	Облако/карта Micro SD/компьютер	1920х1080	99°-37° 52°-21°	До 30	IP 67	90,4 × 213	Витая пара / 12 V	15 490

Поддерживаемые протоколы: IPv4/IPv6, HTTP, HTTPS, TCP/IP, UDP, UPnP, ICMP, IGMP, RTSP, RTP, SMTP, NTP, DHCP, DNS, PPPOE, DDNS, FTP, IP Filter, QoS.

Поддержка протокола ONVIF появится позже, сейчас в разработке.

Сравниваем качество изображений

Nobelic NBLC-3130F: угол обзора 72° (горизонтальный), разрешение матрицы 1280x960.

Nobelic NBLC-3430F с 4 Мп 1/3«CMOS матрицей, снимающей видео с высоким разрешением 2688х1520. Угол обзора 84°.

Nobelic NBLC-2430F с 4 Мп 1/3” CMOS матрицей, разрешение 2688x1520. Широкий угол обзора 106°.

Nobelic 3230V-SD оборудован 2 Мп 1/3»CMOS матрицей, снимающей видео в разрешении 1920х1080. Угол обзора изменяется: по горизонтали 99°-37°, по вертикали 52° - 21°.

Сравнение сразу всех камер на расстоянии 8 метров с 8-кратным приближением.

В оригинальном разрешении, если не приближать изображение, картинка выглядит так. Заметен угол съемки каждой камеры.

Больше различий между камерами становится заметно на расстоянии 15 метров. Мы приблизили картинку в 12 раз. Nobelic 3230V показал результат чуть хуже. Тот случай, когда нужно заглянуть в интерфейс и подправить камеру.

Оригинальная картинка с четырех камер. Единственная камера из обзора, которая дает четкое изображение дальше 18 метров – это Nobelic 3430F.

Выводы

Относительно низкая цена не всегда означает, что камера сильно проигрывает в качестве изображения – Nobelic 3130F стоит меньше остальных, однако здорово держится на всей тестовой дистанции. Эту камеру можем советовать владельцам небольших компаний, которые хотят за ограниченный бюджет получить максимум возможностей.

На другой стороне шкалы возможностей оказывается Nobelic NBLC-3430F – камера выигрывает за счет высокого разрешения 2688х1520 и доказывает, что не всегда количество мегапикселей имеет решающее (либо равноценное) значение. Камера подходит для наблюдения за большими открытыми пространствами.

Лишь ненамного отстаёт купольная камера Nobelic NBLC-2430F – разрешение у нее такое же, как у 3430F, а вот угол обзор шире. За счет этого объекты, расположенные по центру изображения, кажутся чуть менее четкими. Зато в кадр помещается больше деталей.

Особняком стоит камера Nobelic 3230V-SD . При всех заявленных характеристиках камера требовательна к пользователю. Требует настройки под конкретный вариант применения, но сделать это можно без особого труда.

Эффективность ночного видеонаблюдения.

Большинство IP-камер в настоящее время оборудованы КМОП матрицами. Лишь последние несколько лет на рынке стали появляться IP- камеры с матрицами ПЗС. Аналоговые же камеры в основной своей массе строятся на матрице типа ПЗС. Если рассматривать работы этих матриц в темное время суток, то пропуская различные научные выкладки и нюансы работы этих матриц, перескочим сразу к выводу. А вывод заключается в том, что матрицы типа ПЗС гораздо лучше приспособлены к ночной съемке, чем матрицы КМОП. Именно тем, что практически все IP-камеры строятся на КМОП матрице, обусловлена проблема работы этих камер в темное время суток. Любая система видеонаблюдения основана на простой истине «есть свет - есть изображение». Для IP-систем видеонаблюдения параметр освещенности приобретает еще более важное значение, так как он влияет и на производительность. В отличие от IP-систем, в аналоговом видеонаблюдение освещенность в основном влияет только на качество изображение.

Другим важным параметром, влияющим на скорость передачи сигнала (следовательно, и на эффективность системы) является шум. В темноте производительность камеры падает и это ведет к увеличению шумов в видеосигнале. Видеосигнал с плохим соотношением сигнал/шум (т.е. содержащий много шумов) плохо сжимается кодеками. Плохое сжатие в свою очередь увеличивает объем передаваемых данных и загружает канал. Для понимания серьезности такой проблемы стоит сказать, что с наступлением ночи битрейт от камеры может увеличиваться до 10 раз.

Так как к современным системам видеонаблюдения (и аналоговым и IP) предъявляются достаточно высокие требования, необходимо круглосуточное наблюдение в любую погоду, то полноценная работа видеокамер наблюдения в ночное время существенно влияет на общую эффективность системы.

IP-видеонаблюдение работает по следующим ступеням:

Формируется поток видеоизображения.
Кодирование и сжатие видеопотока.
Передача видеопотока по каналам связи.
Хранение и архивирование видеосигнала.
Анализ видеоданных.

Для того чтобы понять как темнота влияет на передаваемое изображение, рассмотрим каждую ступень отдельно. На этапе формирования видеопотока, существенное влияние на изображение оказывает автоматическая регулировка усиления (АРУ). Эта регулировка усиливает сигнал при низкой освещенности. Но вместе с сигналом усиливается и шум, появляется зернистость.

Итак, АРУ создает больше шума и, следовательно, увеличивается объем передаваемых данных.

Инфракрасная подсветка позволяет равномерно осветить объект и получить приемлемое отношение сигнал/шум = 15 дБ. Изображение, полученное без использования ИК подсветки, несет много шумов, что приводит к снижению показателя сигнал/шум = 5 дБ. Имея меньше информативности, файл с изображением без ИК подсветки (с шумами) обладает большим размером. Это приводит к значительному росту битрейта.

Алгоритмы сжатия позволяют уменьшить размер файла, но при этом пострадает качество изображение. Сжатие всегда требует идти на компромисс между качеством и размером. Самыми популярными алгоритмами сжатия сегодня являются JPEG, M-JPEG (MPEG) и H.264. Эти алгоритмы отличаются хорошей компрессией и низкими потерями информации при сжатии. Они основаны на следующих принципах преобразования информации:

Устранение информации из видеосигнала, которая не замечается человеческим глазом.
Устранение лишней информации, которая дублируется в нескольких кадрах идущих подряд.

Шум, который возникает при использовании АРУ, мешает эффективной работе алгоритмов сжатия. Современные алгоритмы могут ошибочно интерпретировать возникающие шумы или зернистость изображения, которые появляются при использовании систем АРУ. Таким образом, шумы могут рассматриваться как полезная информация. Соответственно такая информация не может быть удалена или сжата.
Таким образом, в ночное время изображения сжимаются гораздо хуже (из-за шумов). Это приводит к большим размерам файлов, еще и содержащих ненужную информацию.

Прямая связь между ночной работой, сжатием и скоростью очевидна.

Может показаться, что проблему можно решить отключением АРУ, но тогда мы получим практически бесполезное изображение в ночное время. А для обеспечения безопасности, ночное видеонаблюдение имеет очень важное значение (значительная доля всех незаконных действий происходит в темное время суток).

Наиболее эффективным способом, обеспечить видеонаблюдение в ночное время - использовать инфракрасного освещения области наблюдения. Сегодня используются либо видеокамеры со встроенной ИК подсветкой, либо ИК прожектора. Использование ИК освещения позволяет добиться хорошего изображения от видеокамер с высоким показателем сигнал/шум. В таком случае система АРУ становится не востребованной и не мешает работе алгоритмам сжатия.
Ниже приведены 2 кадра сделанные видеокамерой наблюдения одного и того же объекта. Следует обратить внимание на размер файлов с ИК подсветкой и без и их информативность.

Подводя итоги, напомним, что любое охранное видеонаблюдение должно обеспечивать контроль объекта 24 часа 7 дней в неделю. Основные сложности возникают при использовании ночного видеонаблюдения. Ночью темные изображения, усиленные функцией АРУ, и содержащие много шумов не позволяют эффективно работать алгоритмам сжатия. Это приводит к большому трафику в сети и может значительно осложнить работы всей системы видеонаблюдения (и других систем использующих эту сеть). Для предотвращения таких проблем, используют ИК подсветку области наблюдения, которая позволяет повысить качество изображения и его информативность.

Главный вопрос, который возникает при построении системы охранного видеонаблюдения с использованием ИК подсветки - с какой эффективностью фоточувствительная матрица, регистрирующая излучение в видимом спектре, будет фиксировать ИК излучение в ближнем диапазоне. Как показывают расчеты, при использовании ИК подсветки, сигнал от видеокамеры в ночное время будет эквивалентен сигналу от этой видеокамеры с естественным дневным освещением без использования ИК подсветки.

Существует несколько особенностей полученного с помощью ИК подсветки изображения. Такими особенностями является отображаемая с высокой яркостью трава, деревья или другая растительность. Такое искажение может привести к ошибке связанной с тем, что наблюдатель может перепутать ночные изображения с дневными. Отраженный ИК свет способен значительно увеличивать яркость заднего плана, что делает изображение плохо воспринимаемым. Человеческое тело тоже своеобразно отражает ИК свет. Более плотные части кожи, волосы и кровеносные сосуды, очки и косметика могут поглощать значительную долу ИК освещения. В таких условиях черты лица искажаются и распознавание лица не может быть достоверным.

Характеристики помещения тоже могут оказать неблагоприятное воздействие на ИК освещение. Например, стеклянные окна на верхних этажах высоких зданий, кафель или определенная краска могут отражать свет с ослепительной яркостью, блокирую таким образом наблюдение на объекте.

ИК подсветка может быть встроенными в камеры видеонаблюдения (ИК-камеры) или же вынесенными (ИК-прожекторы).Устанавливать ИК-прожекторы можно как рядом с камерой наблюдения (снизу, сбоку и т.д.), так и на стене перпендикулярной к камере видеонаблюдения. При таком расположении важно, чтобы соблюдались некоторые условия.

Основным требованием при организации ИК освещения является равномерное освещение объекта в рамках кадра. Если это условие не обеспечивается, то малоконтрастные детали будут неразличимы. Когда в поле зрения видеокамеры попадают неосвещенные участки объекта, это приводит к потере изображения.

Угол ИК подсветки должен соответствовать углу обзора видеокамеры, в некоторых ситуациях рекомендуется устанавливать ИК-прожектор под чуть меньшим углом, чем у камеры.

Нужно также учитывать, что ИК-прожекторы с одинаковой мощностью, но разными углами освещения будут освещать объект по-разному. Прожектор с более узким углом будет освещать объект на более дальнее расстояние. ИК-прожекторы с углами от 30 до 100 градусов наиболее целесообразны, так как редко используютсявидеокамеры на небольшие расстояния с углом менее 30 и более 100 градусов.

Таким образом, применение инфракрасной подсветки с камерами видеонаблюдения - это компромиссный вариант визуализации наблюдаемой картины между тепловизорами и камерами с высокочувствительным сенсором, при слабой освещенности в вечернее или ночное время.

Для эффективной охраны объекта, следует детально прорабатывать все аспекты работы системы, уделять внимание работе системы видеонаблюдения в ночное время и при необходимости использовать ИК подсветку.

IP-видеонаблюдение – это одна из самых «модных» тем последних нескольких лет. Она активно пропагандируется. Лозунги «переходим на IP» звучат чаще и чаще. И если пропаганда добралась, наконец, и до вас, и вы решили «перейти на IP», то придется окунуться во все тонкости вопроса и разобраться c каждым отдельным компонентом системы.

Итак, система IP-видеонаблюдения состоит из четырех основных компонентов: IP?камеры, серверы записи, рабочие места операторов и коммутационное сетевое оборудование. Сегодня мы разберем первый компонент – IP-камеры и сосредоточимся на вопросе «Как выбрать IP-камеру?»

Если мы заглянем в спецификацию стандартной IP-камеры, то увидим пару десятков технических параметров, по которым камеры можно между собой сравнивать. Есть ли среди этих параметров основные, которые будут интересовать нас в первую очередь? Да, есть. Основными параметрами IP-камеры являютсясветочувствительность и разрешение .

Разрешение

Вот список наиболее распространенных форматов:

Количество мегапикселей	Формат	Разрешение	Соотношение сторон

Обратите внимание на то, что из перечисленных вариантов только два являются широкоформатными и имеют соотношение сторон 16:9 – HD720p и Full HD1080p. Если вы одновременно поместите в мультиэкране камеры с различным соотношением сторон, то получится, мягко говоря, не скомпонованная картинка с большими «черными полосами по краям выбивающихся из общего формата кадров.

Вообще, стоит сказать, что номинальное разрешение отражает лишь теоретические возможности камеры. На практике картинка может иметь 2 миллиона пикселей, но быть размытой и давать меньше деталей, чем стандартный PAL 0,4 мегапикселя. Изображение обычно размывается из-за некорректной первичной обработки, из-за некачественного объектива, при осуществлении компрессии. Помимо этого в некоторых камерах применяется еще и интерполяция для искусственного увеличения разрешения. То есть матрица дает фактическое разрешение, скажем, 1280x720, а процессор преобразует его в 1920x1080, после чего камера номинально уже становится двухмегапиксельной. Естественно, что детализация кадра при интреполяции не увеличивается.

Наиболее корректным способом определения разрешения по-прежнему остается измерение телевизионных линий. Лишь по тестовой таблице можно достоверно понять, на что камера способна.

Всегда ли следует использовать большое разрешение? Нет, не всегда. У большого разрешения есть свои минусы. Во-первых, многомегапиксельные камеры имеют слабую чувствительность. Во-вторых, многие из них не позволяют получать реалтайм. Например, 5-мегапиксельные камеры могут передавать видео со скоростью лишь около 10к/с. Такое видео на мониторной стене будет выглядеть дискретно. В-третьих, для того, чтобы получить четкую картинку с многомегапиксельной камерой нужно тщательно подбирать объектив, который, скорее всего, будет в несколько раз дороже обычного. В-четвертых, большое разрешение требует объемных и дорогих дисковых массивов для хранения многих терабайт видеоданных.

Светочувствительность

Наравне с разрешением, светочувствительность является важнейшим параметром IP-камеры. На нее следует обращать особое внимание, потому как основная масса IP-камер имеет чувствительность на порядки хуже, чем CCTV-камеры аналоговые.

Не редкостью является ситуация, когда установив на объекте дорогую мегапиксельную IP-камеру, пользователи сталкиваются с тем, что в сумерках она дает картинку намного хуже, чем дешевая аналоговая камера, стоявшая до нее на этом же самом месте.

Вообще в спецификациях ко всем IP-камерам параметр, указывающий на светочувствительность, есть. Это уровень минимальной освещенности, измеряемый в люксах.

Но, к сожалению, производители редко указывают фактическую чувствительность. Поэтому если вы видите в спецификации чувствительность 0,1люкс, это совсем не значит, что камера будет давать удовлетворительную картинку ночью при свете луны. Скорее всего, картинка будет либо совсем черная, либо слишком шумная. Бывает, однако, что тестовый видеофрагмент при заявленном уровне минимальной освещенности реально детализированный и светлый. Но и здесь есть подводный камень, который называется «режим накопления» или другими словами длительная выдержка. Если в сумерках включается режим накопления, то все статичные объекты: дорога, ограждения, двери – все это отображается четко и детализировано. Однако все движущиеся объекты: люди, машины, животные – все то, что действительно интересно при «разборе полетов», становятся сильно смазанными. Существует лишь небольшое количество задач, когда использование режима накопления оправдано. В большинстве же случаев это свойство способно лишь ввести в заблуждение пользователя относительно реальной чувствительности камеры.

Как же оценить чувствительность камеры? Для этого в первую очередь стоит обратить внимание на матрицу. Сегодня все CCTV камеры строятся на двух типах матриц: CCD (ПЗС) и CMOS (КМОП). CCD-технология позволяет добиться порядок более высокой чувствительности, чем технология CMOS. Поэтому если в основе IP-камер находится CCD, можно ожидать от такой камеры неплохих показателей.

Матрицы CMOS бывают разные. Более ранняя технология, которая называется APS, имеет очень высокий уровень шумов и низкую чувствительность. Сейчас все чаще и чаще используют более современные матрицы ACS, у которых существенно увеличена площадь светопринимающих элементов и соответственно увеличена чувствительность. Поэтому при сравнении стоит отдавать предпочтение камерам на матрицах CMOS ACS.

Самым эффективным же способом оценить возможности камеры является, опять же, тестирование. Необходимо записать несколько роликов тестовых таблиц при различной освещенности. При падении освещенности резко снижается разрешающая способность камеры. Соответственно мы можем выбрать ту камеру, которая при недостаточной освещенности дает большее количество ТВЛ. Помимо тестовых таблиц также следует сделать запись движущихся объектов, для оценки возможного смазывания из-за включения режима накопления.

Оценив чувствительность и разрешение, мы уже сможем получить хорошее представление о предлагаемой камере. А после сравнения этих параметров с ее ценой, можно сделать предварительный выбор нужной нам модели. Окончательный же выбор можно сделать после рассмотрения остальных элементов спецификации.

Скорость формирования кадров

Все аналоговые камеры формируют видеопоток со скоростью 25к/с (50 полей/с). Это стандарт. В IP-видеонаблюдении таких стандартов нет. Некоторые камеры позволяют получить 25к/с, другие - только 10к/с, а иные вообще передают менее 5 к/с. При выборе камер нужно учитывать, с какой скоростью и при каком разрешении камера способна передавать видео.

Возможность питание PoE

Большинство внутренних IP-камер может питаться от коммутатора по технологии PoE. Внешние камеры, требующие обогрева, как правило, питаются 12/24В, так как в большинстве случаев мощности PoE не хватает для обеспечения и обогрева и работы камеры. Исключением является технология High PoE, которая обеспечивает мощность до 25Ватт. Однако для использования этой технологии нужны соответствующие коммутаторы или PoE-инжекторы.

Стандарты сжатия и «двойной поток»

Практически все камеры сейчас поддерживают и MJPEG и H.264. Практически все также поддерживают «двойной поток», при котором камера генерирует два отдельных потока в разных форматах и с различным разрешением.

Флеш-карты и сухие контакты

Многие камеры позволяют устанавливать внутрь карты памяти. То есть для этого есть специальный разъем. Однако этот разъем совсем не гарантирует того, что вы сможете вести запись на эту карту в том режиме, в котором планировали. Некоторые камеры могут записывать только отдельные кадры, другие – наоборот только постоянное видео. Поэтому необходимый функционал следует уточнять у поставщика. То же самое касается использования сухих контактов. Наличие разъемов на задней панели не гарантирует, что вы хоть как-то их сможете задействовать.

Последний нюанс

Есть еще один важный нюанс, который следует помнить при выборе оборудования для IP-видеонаблюдения. И этот нюанс – детектор движения.

Детектор может работать на стороне сервера либо на стороне камеры. Если он работает на стороне сервера, это означает, что центральный процессор получает множество сжатых мегапискельных видеопотоков, декодирует их, проводит анализ. И все это осуществляется в режиме реального времени. Естественно в этом случае сервер должен быть очень производительным. Если же детектор движения работает на стороне камер, то процессору не нужно лишний раз декодировать потоки. В этом случае можно использовать намного менее производительный сервер и соответственно намного менее дорогой.

Поэтому для оптимальной работы система IP-видеонаблюдения детектор движения должен работать на стороне камер. Единственным условием для этого является их взаимная поддержка. Программное обеспечение сервера должно уметь получать сигналы о срабатывании детектора движения на камере. Если такой поддержки нет, то лучше заменить камеру. Если же камера настолько хорошо, что ее замена недопустима, то лучше подобрать другое ПО или сервер, который будет поддерживать детектор движения камеры. Помимо этого, неплохо уточнить у разработчиков, работает ли функция предзаписи при использовании детектора на стороне камер. Впрочем, этот вопрос уже больше касается не камер, а программного обеспечения. Возможно, я еще затрону этот вопрос в одной из будущих статей.

Пример

Напоследок хочу дать пример для размышления. Есть две камеры на выбор. Одна в уличном исполнении, вторая – стандартная корпусная. Характеристики приведены ниже. Какую камеру вы бы выбрали для установки на фасад офисного здания и почему?

Вариант А

IP-Камера в уличном корпусе

	1/2.5” Progressive Scan CMOS
Чувствительность	0.2 лк (цвет) / 0.02 лк (ч/б) / 0 лк (ИК-подсветка вкл.)
ИК-подсветка
Метод компрессии
Разрешение	Full HD 1080P/ HD 720 p / SXGA / D1 / VGA / QVGA / CIF
Скорость передачи	25 кадров/сек. 1080P
Режим день/ночь	механический ИК-фильтр
Динамический диапазон (WDR)
Компенсация засветки
Система шумоподавления	вкл. / выкл.
	Line Out / Line In / Mic In
Аналоговый видеовыход
	уличный IP-66
Рабочая температура	от -40°С до +50°С

Вариант Б

IP-Камера в стандартном корпусном исполнении

	1/3” Progressive Scan CCD
Чувствительность	0.02 лк (цвет)/ 0.01 лк (ч/б)
Метод компрессии	H.264 / MJPEG / MPEG-4
Разрешение	HD 720 p / D1 / VGA / QVGA / CIF / QCIF
Скорость передачи	25 кадров/сек. HD 720 p
Режим день/ночь	механический ИК-фильтр
Динамический диапазон (WDR)	вкл./ выкл. (4 уровня WDR)
Компенсация засветки	вкл./ выкл.
Система шумоподавления	вкл./ выкл.
	Line Out / Line In / Mic In
Аналоговый видеовыход
Рабочая температура	от 0°С до +50°С

На сегодняшний день существует масса функций камер видеонаблюдения, во первых это связано с тем каждый производитель идет по пути постоянного улучшения характеристик своей продукции. Во вторых одни и те же функции могут называться по разному у разных производителей, в нашем с вами случае может быть еще и разный перевод, т.к. локализацией в России как правило занимается дистрибьютор. В третьих, и это самое печальное, многие новые функции являются лишь маркетинговыми уловками, просто новыми названиями уже существующих функций.

Все это делает задачу корректного выбора видеокамеры крайне сложной даже для технического подкованного человека.
В данной статье мы рассмотрим только наиболее распространенные заблуждения встречающиеся при выборе камер видеонаблюдения. И никоим образом не будем рассматривать ошибки при проектировании и монтаже, хоть их и не меньше.

Ошибка №1. Ожидать от камеры видеонаблюдения такого же качества изображения как по «телевизору»
Предпосылкой данного крайне широко распространенного заблуждения является по сути цель, как профессиональной телевизионной или бытовой камеры, так и у камеры видеонаблюдения одна - запись видеоизображения. Однако отличий гораздо больше больше чем сходств.

Камеры видеонаблюдения созданы для работы 24 часа в сутки, 365 дней в году, в течении 10 лет непрерывно.

И самое явное отличие цена, цена даже достаточно простых бытовых камер начитается от 30 000 рублей, цена на средние по характеристикам IP камеры видеонаблюдения начинается от 7 000 рублей. Поток данных от камеры выдеонаблюдения в среднем в четыре раза меньше чем от бытовой камеры. Это связано с тем что камера видоенаблюдения передают изображение по сети, а бытовая пишет на встроенный носитель.

IP камеры видеонаблюдения - цена от 3 840 рублей

Естественно это сказывается на качестве не в лучшую сторону. Камеры видеонаблюдения созданы для работы 24 часа, 365 дней в году, в течении 10 лет. Именно так если вы посмотрите гарантийный срок на многие камеры именно 10 лет. Ни одна бытовая камера не сможет работать в таком режиме.

Вывод:
Камеры видеонаблюдения и бытовые камеры и тем более профессиональные телевизионные камеры - это разные устройства, они созданы для разных задач и сравнивать их некорректно.

Ошибка №2. Чем больше разрешение, тем лучше камера
Важно не подменять понятия, для целей видеонаблюдения одной из самых важных задач является детализация т.е. возможность рассмотреть все детали и подробности. Естественно разрешение сильно влияет на возможности детализации, но не только оно. Если обратить внимание на характеристики камер видеонаблюдения с разным разрешением мы увидим что у всех камер будет одинаковый физический размер сенсора как правило 1/2,7 или 1/3 а значения мегапикселей от 1.3 МП до 3 МП. То есть увеличение количества мегапикселей достигается за счет уменьшения размеров пикселя, а значит будет уменьшаться поверхность которая приходится на один пиксель, и значит уменьшаться будет светочувствительность в целом.

Если мы сравним светочувствительность камеры с одинаковым размером сенсора и разным количеством мегапикселей, то однозначно увидим что светочувствительность камеры с меньшим количеством мегапикселей будет выше.

На этом видео наглядно сравнивается сенсор IMX 225 - 1.3Мп и сенсор IMX 323 - 2Мп

Выводы:
Оптимальными на данный момент для большинства задач является разрешение от 1,3 до 2 Мп . Если вам нужна камера с более высоким разрешением, физический размер матрицы тоже должен быть больше.

Ошибка №3. Чем больше светочувствительность, тем лучше камера
Наверное одна из самых желанных, но и самая дорогая характеристика, малейшее увеличение светочувствительности влечет за собой минимум 30% увеличение стоимости камеры. Попытавшись разобраться и сравнить значения светочувствительности вы столкнетесь с рядом проблем.

Первая проблема
Замеры значений светочувствительности ненормированны, т.е. каждый производитель замеряет по своему, кто то замеряет на сенсоре, кто то на камере в целом, кто то на объекте на который смотрит камера. Как вы понимаете это будут три разных значения.

Вторая проблема
Система измерений не достаточно стандартизирована, конечно есть международная единица освещенности люкс (ЛК), и она конечно стандартизирована, но многие параметры при ее расчете не учитываются, например есть ли отраженный свет или нет, в каком диапазоне должен быть свет, в каком спектре и т.д.

Третья проблема
По многим причинам корректно проводить сравнение можно только одной серии матриц. Все это делает задачу корректного сравнения светочувствительности камер, очень сложной даже для искушенного в системах видеонаблюдения человека.

Выводы:
В большинстве случаев выбирая камеры с высокой светочувствительностью вы переплачиваете, за искусственно завышенные значения. Одной из самых надежных метрик реального значения светочувствительности является размер матрицы, чем больше размер матрицы, тем больше значения светочувствительности.

Если высокие значения светочувствительность являются необходимыми для вас. Лучшим выходом будет использовать камеры только проверенных производителей, либо обращаться к специалистам по видеонаблюдению имеющих большой практический опыт проектирования, монтажа, и обслуживания систем видеонаблюдения.

Ошибка №4. Использование только камер ALL-IN-ONE
Одно из последних маркетинговых ухищрений, которое если не всматриваться внимательно звучит вполне привлекательно. К плюсам камер ALL-IN-ONE можно отнести и малые габариты, и достаточно широкий функционал в небольшом всепогодном корпусе, и удобства транспортировки и монтажа. IP камера Beward яркий представитель семейства ALL-IN-ONE

Но как вы наверное уже поняли даже самым привлекательным фронтэндом (front-end), зачастую скрывается совсем не однозначный бэкэнд (back-end). И первый минус, это снижение общего функционала камеры. В таких маленьких камерах просто физически невозможно разместить большую матрицу, большое количество светодиодов.

Как правило в таких камерах применяется объектив формата М12, как следствие уменьшение диапазона фокусных расстояний, и уменьшение количества света захватываемого объективом, как следствие низкая светочувствительность. Относительная всепогодность таких камер до -20 градусов по Цельсию. Так же в таких камерах как правило отсутствуют сухие контакты.

Выводы:
Если у вас сложная экспозиция, если нужна мощная подсветка, если камеры будет работать при морозах значительно превосходящих -20 градусов по Цельсию, если вам нужна система безопасного холодного старта, сухие контакты. То ALL-IN-ONE не ваш выбор.

Ошибка №5. Антивандальность убережет камеру от любых воздействий
Важно понимать если злоумышленник задумает разбить антавандальную камеру и он обладает чем нибудь кроме голых рук, например молотком, он так или иначе выведет камеру из строя. Т.е. задача антивандальных камер продержаться время достаточно для того что бы заснять нападавших, для дальнейшей их идентификации.

Соответственно если вы заранее с высокой степенью вероятности предполагаете что камеру захотят вывести из строя, то возможно вам нужны выбирать не антивандальную камеру, а просто стоит расположить камеру в недосягаемости от злоумышленников, на пример на большом расстоянии, или на большой высоте, естественно характеристики и расположение такой камеры должны позволять ей идентифицировать людей. Один из надежных показателей антивандальности, это соответствие европейскому стандарту EN 62262 защиты электрооборудования от внешних воздействий. В соответствии с которым чем больше значение IK-кода тем большей ударопрочночтью обладает камера.

Посмотрите тестирование ударопрочности камер видеонаблюдения Axis

Выводы:
Внимательно продумывайте те задачи которые стоят перед камерой и условия в которых будет вестись съемка, самые простые решения не всегда самые правильные.

Ошибка №6. Чем больше дальность ИК подсветки тем лучше
Тонкий технический момент заключается в том, что увеличение дальности ИК подсветки происходит как как правило за счет применения коллиматорной линзы .

Важная особенность применения коллиматора состоит в том, что увеличение дальности подсветки достигается за счет уменьшения угла обзора.
Второй негативный момент если обратить внимание на картинку, даже та часть кадра которая обладает информативность (фигура молодого человека) достаточно сильно засвечена. Все это в купе значительно снижает информативность полученного изображения.

Выводы:
Увеличение дальности ИК подсветки должно достигаться увеличением мощности ИК диодов, или их количества. Если коллиматор применяется, то важно применять только адаптивные коллиматорные линзы. Применение трансфокаторной подсветки, позволит при изменении зума камеры, точно также равномерно с зумом подстраивать дальность подсветки. Например такая подсветка есть на камере Beward B89L3270Z18.

Ошибка №7. Экономить на уличных камерах
Общеизвестная истина - скупой платит дважды, в случае с уличными камерами видеонаблюдения не совсем верна, в случае с уличными камерами скупому платить придется трижды или даже четырежды.
Даже в Москве очень холодные дни совсем не редкость , а температурный минимум зафиксированный в Москве равен - 42 °C.

Большинство же китайских и европейских брендов производят камеры видеонаблюдения в температурном диапазоне до -20°C. Поэтому выход такой камеры из строя даже в Москве вполне вероятен. Специфика уличных камер видеонаблдения заключается в том что, располагаются они как правило на значительной высоте. Замена же камеры зимой на высоте, удовольствие не дешевое. И не мене важен вопрос на что менять, менять на такую же камеру, значит с высокой степенью вероятности столкнутся снова с такой же проблемой. Ели же менять на камеру другого производителя то есть вероятность столкнутся с проблемами совместимости.

Выводы:
Если ваша частью вашей системы видеонаблюдения являются уличные камеры, особое внимание уделите из характеристикам и выбору производителя.

Ошибка №8. Думать что ONVIF гарантирует совместимость оборудования
С одной стороны ONVIF конечно универсальный стандарт используемый всеми ведущими производителями. Один из основных моментов который стоит иметь ввиду это то что существуют разные версии данного стандарта. Если у вас видеорегистратор поддерживает формат ONVIF 2.0 то всего скорей он не поймет IP камеру поддерживающую ONVIF 1.4.

Выводы:
Задача интеграции оборудования разных производителей сложная и подходить к ней нужно с максимальным вниманием, и даже в таком случае высока вероятность что 100% совместимости добиться не удастся.

Полезные материалы