Преимущества IP-видеонаблюдения над аналоговым.

Довольно часто можно было услышать о IP-революцию на рынке видеонаблюдения, однако в России эта “революция” оказалась довольно затянутой. Еще сравнительно недавно фирмы, обеспечивающие безопасность, гораздо больше доверяли старому проверенному аналоговому видеосигналу. Так как для организации IP-видеонаблюдения требовались определенные знания в области IT, а монтажные организации с рынка систем безопасности не стремились получать эти знания, аналоговое видеонаблюдение долгое время удерживало довольно хорошие позиции. Это в определенной степени и тормозило повсеместное внедрение IP-систем видеонаблюдения на отечественном рынке. Еще немаловажным фактором было недостаточное (в сравнении, например, с США) развитие сетевой инфраструктуры, которую можно сразу использовать для работы IP-систем видеонаблюдения.

Несмотря на все, новые системы IP-видеонаблюдения становятся все более распространенными, т.к. современные IP-оборудование и сетевые технологии имеют ряд преимуществ, в сравнении с аналоговыми. Сегодня мы хотим провести сравнение аналогового и IP-видеонаблюдения на примере техники BEWARD.

 

1. МЕГАПИКСЕЛЬНОЕ РАЗРЕШЕНИЕ IP-КАМЕР. ВЫСОКАЯ ДЕТАЛИЗАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ.
Формат кадра у аналоговых телекамер предполагает строго определенные размеры изображения. В соответствии со стандартом PAL аналоговые телекамеры позволяют получать изображение с разрешением 720х576 пикселей и частотой кадров 25 к/с. Причем в цифровых регистраторах широко используется запись в формате 704х576 пикселей. Этого будет хватать при наблюдении сравнительно небольших пространств, но при больших территориях такого решения будет недостаточно. Решением проблемы может быть увеличение количества  аналоговых камер или же использование мегапиксельных IP-камер.

Причем рынок систем видеонаблюдения предлагает потребителям IP-камеры с различными разрешениями. Например, можно встретить на рынке модели с разрешением даже 8 и 10 мегапикселей. Традиционно для обеспечения видеонаблюдения достаточно камер с разрешением 1.3-3 Мп, которые по своим характеристикам цена/качество отлично зарекомендовали себя при модернизации аналоговых систем и перехода на IP.

IP-камеры с очень большим разрешением (8-10 Мп) как правило имеют не самые высокие показатели по чувствительности и частоты кадров, транслируют видеопотоки больших размеров. Последнее приводит к таким негативным последствиям как высокая загрузка сети и необходимость организации большой и дорогой системы хранения данных. Но это реальность сегодняшнего дня. Можно предположить, что уже через пару лет вопрос размера видеопотока от камер с большим разрешением будет эффективно решен.

С учетом всех этих факторов в течение последних нескольких лет основным ходовым форматом IP-камер было разрешение 1.3-2 мегапикселя.

С развитием технологий на рынке появляется все больше моделей с разрешением выше 2-мегапикселей. Однако большое количество мегапикселей само по себе не гарантирует более качественное изображение. Во-первых, встроенный объектив мультимегапиксельной (например, 5 Мп и более) камеры должен быть очень качественным, чтобы реализовать все возможности матрицы. Поэтому сейчас основным рабочим форматом изображения становится разрешение 2048х1536 пикселей – 3 мегапикселя. И далеко не все представленные на рынке камеры с разрешением 5 (2592х1944) и 6 (3072х2048) мегапикселей имеют достаточный уровень параметров, чтобы реализовать все преимущества столь высокого разрешения.

2. КАЧЕСТВЕННОЕ МЕГАПИКСЕЛЬНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ. СОВРЕМЕННЫЕ МАТРИЦЫ: SONY EXMOR, EXMOR R И ДР.
Редкие модели IP-камер, такие как BEWARD BD3670M и BD3670FL, могут демонстрировать 6-мегапиксельное разрешение одновременно при высокой скорости трансляции до 30 к/с и высокой чувствительности. В таком случае одной подобной 6-мегапиксельной камерой можно охватить без разрывов очень большую территорию и полноценно заменить не только несколько аналоговых, но даже несколько мегапиксельных камер при одинаковой степени детализации изображения и большой частоте кадров. Это значительно упрощает и удешевляет монтаж и настройку системы видеонаблюдения, позволяет не упускать подробности инцидентов и получать больше информации. В первую очередь такие высокие технические возможности связаны с появлением на рынке систем видеонаблюдения новых высокопроизводительных матриц с прогрессивным сканированием, таких как Sony Exmor и Sony Exmor R.

Они позволяют не только получать мегапиксельное изображение, но при этом и делают это качественно – четкое изображение получается даже при работе в условиях недостаточной освещенности благодаря высокоэффективному подавлению шумов.

Если еще некоторое время назад одним из преимуществ ПЗС-матриц была их более высокая чувствительность, то современные КМОП-матрицы уже сравнились с ними, а в некоторых случаях даже превосходят ПЗС-матрицы по этому показателю.

Более того, новые матрицы с прогрессивным сканированием, например, как вышеуказанные BD3670M, BD3670FL или BD3170, позволяют формировать мегапиксельное изображение с высокой частотой кадров, до 60 к/с, а также реализуют функцию аппаратного расширения динамического диапазона.

3. DOUBLE SCAN, QUADRO SCAN: АППАРАТНОЕ РАСШИРЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА ПРИ МЕГАПИКСЕЛЬНОМ РАЗРЕШЕНИИ
В течение суток и со сменой погоды могут очень сильно изменяться как непосредственно уровень освещенности, так и сложность сцены за счет появления в кадре очень ярких или очень темных объектов. В таких сложных условиях эффективность систем видеонаблюдения должна оставаться на высоком уровне. Это особенно актуально для решения профессиональных задач, когда требуется гарантированно получать результат. В таком случае особо полезной оказывается функция расширения динамического диапазона. В IP-камерах она может быть реализована как на программном, так и на аппаратном уровне. С помощью аппаратного WDR камера формирует качественное изображение даже в очень сложных условиях. В таком случае камера передает картинку высокого качества путем сложения нескольких исходных изображений, полученных с разной выдержкой. Использование 2 кадров для формирования изображения – Double Scan, использование 4 кадров – Quadro Scan, как в IP-камере BD3170.

Функцией аппаратного расширения динамического диапазона обладают и аналоговые камеры, но вот только картинку они при этом формируют стандартного разрешения.

4. РЕЖИМ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ СЪЕМКИ – 60 К/C
При низкой скорости съемки, например, 12 к/с, возможны ситуации, когда по видеозаписи невозможно выяснить важные подробности ситуации. Эта проблема становится особенно актуальной, когда необходимо наблюдать во всех подробностях сцены с быстродвижущимися объектами, например, транспортные потоки. В таком случае необходимо использовать IP-камеры, которые могут формировать мегапиксельное изображение с очень высокой частотой кадров – 50 или 60 к/с. Все это позволяет разобрать случивший инцидент в мельчайших подробностях.

Причем совсем не обязательно транслировать изображение от камеры с такой высокой частотой кадров постоянно. Чтобы не загружать сеть без необходимости и не занимать дисковое пространство системы хранения избыточной информацией можно настраивать работу высокоскоростной съемки, например, по расписанию, по срабатыванию видеодетектора движения или по поступлению сигнала от внешних подключенных датчиков.

5. ОПТИМИЗАЦИЯ ВИДЕОПОТОКОВ ОТ МЕГАПИКСЕЛЬНЫХ IP-КАМЕР
С увеличением размера кадра от разрешения D1, характерного для аналоговых камер, до мегапиксельного стоит ожидать, что будет увеличиваться и размер транслируемого от телекамеры видеопотока. Тем не менее, современные технологии систем IP-видеонаблюдения позволяют добиваться небольших размеров видеопотоков, сохраняя при этом высокое качество изображения. На это будут влиять несколько факторов.

В первую очередь стоит сказать о современных алгоритмах видеокомпрессии, таких как Н.264 High Profile, которые даже при работе с качественным мегапиксельным разрешением и высокой частоте кадров обеспечивают небольшой видеопоток размером всего несколько Мбит/с, а то и менее 1 Мбит/с.

Более того, подход к этой проблеме с практической точки зрения тоже позволяет существенно снизить объемы передаваемых IP-камерой данных. Дело в том, что в действительности камера изначальной формирует изображение с большой степенью избыточности, т. е. не все участки изображения, например, объекты в верхней части изображения или же элементы фона, необходимо постоянно контролировать. Тем не менее, информация о них также передается по сети, и для ее хранения требуются дисковое пространство системы хранения данных. Последнее ведет к нерациональному использованию ресурсов и удорожанию системы видеонаблюдения в целом. Избежать этого можно работая только с актуальными участками изображения.

И если при работе с мегапиксельными камерами с одного общего изображения можно получать несколько изображений стандартного разрешения (как у аналоговых камер), то с одного мультимегапиксельного изображения можно уже получать несколько мегапиксельных. Более того, пользователь имеет возможность в зависимости от решаемых задач настраивать параметры таких отдельных видеопотоков в форматах MJPEG, H.264, а также рационально использовать ресурсы с помощью режима адаптивной трансляции – когда частота кадров видео повышается, например, при получении сигнала от внешнего датчика.

IP-камеры с панорамным обзором, также еще называемые fisheye камеры – например BD3670FL, позволяют получать панорамное видеоизображение без разрывов и мертвых зон с высоким разрешением и высокой скоростью трансляции. Таким образом, пользователь получает все преимущества широкого обзора, и при этом может рационально использоваться пропускная способность сети и объемы системы хранения данных. Аналоговые камеры не способны это делать в принципе. Стоит отметить, что панорамные камеры будут действительно эффективны на практике только в том случае, если они обладают очень высоким разрешением – несколько мегапикселей.

6. ШИРОКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВИДЕОАНАЛИЗА ПРИ РАБОТЕ С IP-КАМЕРАМИ
Еще одним эффективным подспорьем для существенного повышения эффективности системы видеонаблюдения, и вместе с тем снижения загрузки сети и оптимизации хранения данных, выступают интеллектуальные алгоритмы обработки изображения. Причем в IP-системах видеонаблюдения используются более продвинутый видеоанализ, чем в аналоговых системах. Это могут быть видеодетектор пересечения линии в определенном направлении, детектор входа в зону, детектор выхода из зоны, детектор оставленных/унесенных предметов и даже это может быть детектор лиц.

Многочисленные исследования показали, что операторы систем безопасности при наблюдении за большим количеством мониторов очень быстро утомляются, и внимание у них рассеивается. Это ведет за собой соответственное снижение эффективности всей системы видеонаблюдения. Поэтому грамотное использование интеллектуальных алгоритмов в системе видеонаблюдения позволяет существенно повысить ее эффективность и при этом снизить стоимость владения. Многие из описанных методов видеоанализа реализуются непосредственно в самой IP-камере, сокращая еще больше нагрузку на серверы систем видеонаблюдения.

Алгоритмы видеоанализа находят применение не только в охранном телевидении. Очень полезными они оказываются и в обыденной жизни, например, в сфере розничной торговли - такие функции как создание тепловых карт, подсчет посетителей, а это уже инструменты для повышения эффективности бизнеса. Причем в этом случае очень полезной окажется возможность IP-работать со звуком, чего не могут делать аналоговые камеры.

Впрочем, будет ошибкой считать, что все современные интеллектуальные алгоритмы обработки видео- и аудиоданных могут полностью заменить человека и решить все проблемы. Хотя некоторые из них, например, алгоритмы распознавания автомобильных номеров и могут работать очень эффективно, все же необходимо здраво оценивать возможности таких детекторов. Они пока еще несовершенны.

7. МОНТАЖ И ОБСЛУЖИВАНИЕ IP-СИСТЕМ УДОБНЕЕ И ДЕШЕВЛЕ
Современные IP-камеры обладают набором функциональных возможностей, которые по сравнению с аналоговыми, при монтаже системы видеонаблюдения предоставляют пользователю дополнительные удобства и выгоды.

Так поддержка беспроводной передачи данных будет очень полезной в случаях, когда прокладка кабеля из-за сложных условий или же требований проекта невозможна физически, либо прокладка кабеля может обойтись очень дорого. В настоящее время даже в недорогих офисных IP-камерах, как, например, в BD43CW, зачастую используются встроенные модули для передачи видео- и аудиоданных по Wi-Fi. В аналоговых камерах не предусматривается поддержка беспроводной передачи данных.

Более того, поддержка в IP-камерах технологии питания PoE также существенно облегчает процесс монтажа оборудования на объекте. Что не удивительно, ведь в таком случае видео- и аудиоданные, питание и управление PTZ-функциями камеры осуществляются по одному кабелю. Более того, технология High PoE с мощностью питания 60 Вт гарантирует обогрев IP-камеры и соответственно ее надежную работу даже на очень сильном морозе, когда питания с мощностью 30 Вт недостаточно. В качестве примера оборудования, поддерживающего технологии PoE и High PoE, можно привести соответственно камеры BEWARD BD3570DM 

Аналоговые скоростные поворотные камеры подобного типа для полнофункциональной работы требуют прокладки нескольких отдельных проводов и организации отдельной системы питания.

8. УДАЛЕННАЯ НАСТРОЙКА РАКУРСА И КОНФИГУРИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ IP-КАМЕР
Благодаря современным сетевым технологиям пользователь может уделено конфигурировать различные параметры IP-камеры – настройки изображения, кодеки, алгоритмы видеоанализа, реакции на тревожные события.

Более того, наличие моторизованного привода варифокального объектива позволяет производить удаленную настройку угла обзора камеры – как при пуско-наладке системы, так и во время эксплуатации при необходимости изменения поля обзора. А если по каким-то причинам сбилась фокусировка (например, в связи с вибрацией в месте установки) – нет необходимости заказа монтажных работ и перенастройки: камера автоматически подстроит фокусировку объектива! Кроме того, это можно сделать удаленно вручную посредством программного обеспечения либо через веб-браузер. Этот функционал намного ускоряет монтаж (достаточно просто спозиционировать IP-камеру в нужном направлении) и облегчает ее использование, особенно при установке камеры в труднодоступных местах и при сложных погодных условиях.

Такой функциональностью обладают многие камеры BEWARD, например, такие как BD3570DVZ, BD2570DVZ.

Все это позволяет не только экономить на монтаже камер, но и делает обслуживание IP-систем видеонаблюдения гораздо дешевле по сравнению с аналоговыми, особенно если речь идет о сложном объекте, когда камеры установлены в труднодоступных местах.

9. ОПЦИИ ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ IP-КАМЕР BEWARD
Все вышеперечисленные преимущества IP-камер над аналоговыми могут быть как уже непосредственно интегрированы в IP-камеры, так и реализованы с помощью дополнительных опций. Во многом последнее определяется тем, что спектр требований к системе и рабочих условий настолько широк, что далеко не всегда так называемые решения «все в одном» им соответствуют в полной мере. И это несмотря на, казалось бы, просто огромный перечень предлагаемых на рынке всевозможных продуктов. В таком случае выручают опции. Они позволяют подобрать функции для IP-камеры, которые наиболее точно соответствуют техническим требованиям и эксплуатационным условиям оборудования. Поэтому для решения профессиональных задач, когда необходимо получать гарантированный результат, такой подход выглядит предпочтительнее, чем использование решений «все в одном». Более того, подбор конкретных возможностей камеры в опциональном виде позволяет избежать переплаты за неиспользуемые функции.

Опции, которые предлагаются для IP-камер BEWARD серий B и BD, предоставляют пользователю широкий диапазон возможностей. Так, размещение камеры в гермокожухе позволяет ей работать в широком диапазоне температур от -40 до +50°С. Помимо этого для камеры при размещении в кожухе можно дополнительно обеспечить возможность питания по технологии PoE, передачу данных по оптоволокну на расстояние до 20 км, беспроводную передачу данных– Wi-Fi, 3G/EDGE/GPRS, GSM.

Все эти опции могут быть доступными в различных комбинациях, например, как уличное исполнение для работы в температурах от -40 до +50°С со встроенными медиаконвертером для передачи данных по оптоволокну и встроенным блоком питания 220В (опция).

10. ПРЕИМУЩЕСТВА ОБЛАЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА СЛУЖБЕ IP-СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ
Еще совсем недавно видеонаблюдение устойчиво ассоциировалось со сложными системами, с которыми могут работать только профессионалы. И в основе этого убеждения лежит опыт построения аналоговых систем, а также боязнь высоких технологий IT-рынка.

Когда требовалось организовать систему видеонаблюдения очень небольшого масштаба на даче, дома или в небольшом магазине, состоящую, например, из 1-3 камер, с возможностью удаленного просмотра видео в режиме реального времени, то такая задача превращалась в целую проблему. К тому же аналоговые видеорегистраторы и видеосерверы работают с фиксированным количеством каналов, поэтому возможна переплата за неиспользуемые каналы. А массовому потребителю хочется получить продукт, оптимальный по цене, простой и понятный в установке, настройке и дальнейшей эксплуатации, а также гибкий в использовании с хорошими возможностям последующего расширения. При этом еще должны обеспечиваться безопасное и надежное хранение данных. И подобные решения уже предлагаются на рынке систем безопасности.

Развитие технологий и плотное взаимодействие рынков безопасности и IT способствуют тому, что даже самые передовые решения со временем начинают использоваться в бытовых целях. В качестве одного из таких примеров можно отметить сервис облачного видеонаблюдения CamDrive, в котором объединены самые передовые технические решения и концепция удобства продукта для конечного пользователя. В последнее время о таких решениях очень много говорится на рынке систем безопасности. Благодаря облачным технологиям видеонаблюдение становится действительно доступным для широкого круга пользователей.

Все возрастающему росту популярности таких решений в самом ближайшем будущем несомненно будет способствовать практически повсеместное распространение смартфонов и планшетов с доступом к сети. Стоит добавить, что сейчас работу с мобильными устройствами поддерживают даже IP-системы видеонаблюдения класса Enterprise.

Вообще облачное видеонаблюдение предоставляет пользователю очень большую гибкость даже при построении не только небольших, но и масштабных систем видеонаблюдения, а также гарантирует удобное и безопасное хранение данных. И при всем этом, чтобы организовать работу такой системы видеонаблюдения необходимо только лишь подключить IP-камеру к рабочей сети.

11. УДОБНОЕ ВНЕДРЕНИЕ IP-СИСТЕМ
При первоначальном создании и последующей модификации аналоговой системы видеонаблюдения для передачи видеосигнала требуется прокладывать коаксиальный кабель.

Системы IP-видеонаблюдения во многих случаях организовывать и масштабировать гораздо проще по сравнению с аналоговыми, т.к. в обоих указанных случаях может быть задействована уже имеющаяся кабельная инфраструктура. Также это обеспечивается во многом благодаря совместимости оборудования для IP-систем с широко распространенными сетевыми технологиями и оборудованием. Таким образом, используя уже действующие сети пользователь имеет возможность создавать масштабные территориально распределенные системы. При этом даже на огромные расстояния видеосигнал от IP-камер может передаваться без потери качества, а высокоэффективные алгоритмы сжатия как H.264 High Profile гарантируют невысокую загрузку сети и оптимизированное хранение данных.

Кроме того, современное IP-оборудование и системы от разных производителей хорошо взаимодействует между собой. Этому дополнительно способствуют принятые в отрасли безопасности стандарты ONVIF и PSIA. Поэтому пользователь может на свое усмотрение задействовать в составе одной системы продукты различных производителей. Так сейчас на рынке систем безопасности предлагается большой выбор ПО для построения сетевых систем видеонаблюдения, например, BEWARD IP Radar, IPVisor, AxxonNext, Macroscop и др.

Кроме того, высокая гибкость IP-систем видеонаблюдения по сравнению с аналоговыми проявляется еще и в том, что первые могут легко модернизироваться при появлении новых технологических решений – совсем не обязательно менять оборудование, достаточно модернизировать программную часть системы. Например, при появлении новых, более совершенных алгоритмов видеоанализа для IP-камер, или же камер с более высоким разрешением, чтобы получить возможность пользоваться этими новыми преимуществами достаточно будет обновить микропрограммное обеспечение (прошивку) камер.

12. БЕЗОПАСНОСТЬ И УДОБСТВО ПЕРЕДАЧИ И ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ
Как было сказано выше, при построении сетевых систем видеонаблюдения можно использовать имеющуюся сетевую инфраструктуру. Такой готовой средой передачи данных может выступать Интернет, который в сознании обывателей далеко не всегда представляется безопасным. Современные технологии защиты данных, например, технологии VPN и поддержка цифровой подписи видеоданных, делают работу системы видеонаблюдения безопасной и обеспечивают надежность передачи и хранения информации.

Напомним, что в аналоговых системах при передаче по коаксиальному кабелю нет защиты видеосигнала.

В продолжение темы хранения данных стоит сказать, что архитектура сетевых систем видеонаблюдения позволяет при необходимости без проблем наращивать систему хранения данных и создавать распределенные крупные архивы. Гораздо меньшие возможности для увеличения системы хранения имеют аналоговые системы видеонаблюдения. Более того, запись данных может вестись даже локально на установленные в IP-камеры карты памяти, чего не могут аналоговые камеры по определению.

Таким образом, можно быстро и удобно создавать высокоэффективные, надежные и хорошо защищенные IP-системы видеонаблюдения даже для очень крупных территориально распределенных объектов.

13. ИТОГОВАЯ СТОИМОСТЬ ВЛАДЕНИЯ IP-СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ НИЖЕ СТОИМОСТИ АНАЛОГОВЫХ
Аналоговые камеры стоят дешевле IP-камер, и на первый взгляд может создаться впечатление, что и стоимость аналоговой системы будет ниже. Однако при создании и последующем обслуживании систем видеонаблюдения необходимо учитывать несколько основных факторов:

• трудозатраты на проектирование системы, установку и настройку оборудования, обучение персонала;
• стоимость камер;
• обеспечение энергопитания оборудования;
• затраты на приобретение и прокладку кабелей и коммутационных устройств;
• затраты на видеозапись (системы записи, системы хранения данных);
• затраты на техническое обслуживание системы.

В качестве примера сравнительного исследования стоимости аналоговых и IP-систем видеонаблюдения можно привести работу, которая была проведена исследовательской группой Luxas из Лундского университета экономики и менеджмента Швеции для рынка США еще в 2010 году.

Для выбранных типовых сценариев с различным количеством камер в системе итоговая стоимость IP-системы видеонаблюдения была всегда ниже, чем аналоговой. Причем с увеличением размеров системы, увеличивается и разница в стоимости аналоговой и IP-систем видеонаблюдения. У аналоговых систем основные затраты были на организацию системы видеозаписи, а при построении сетевых систем – на IP-камеры. Таким образом, определяющим фактором в пользу выбора IP-систем в данном случае является гораздо более высокая стоимость решения видеозаписи у аналоговых систем.

Более того, с момента проведения данного исследования IP-оборудование, в том числе и IP-камеры, стало еще доступнее по цене, поэтому работать с сетевыми системами видеонаблюдения сейчас еще выгоднее.

ИТОГИ СРАВНЕНИЯ IP-СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ С АНАЛОГОВЫМИ
Итак, при работе с современными IP-системами видеонаблюдения пользователь получает ряд преимуществ, которые не доступны в аналоговых системах. Это мегапиксельное разрешение, высокая чувствительность, высокоскоростная съемка и расширенный динамический диапазон при мегапиксельном разрешении. Также современные алгоритмы сжатия обеспечивают небольшие размеры видеопотоков. Современные IP-камеры обладают большим набором функций, в том числе поддерживают продвинутые алгоритмы видеоанализа, а также такие технологии как Wi-Fi, PoE, High PoE, работа со звуком. Кроме того, по сравнению с аналоговыми работать с IP-системами видеонаблюдения удобнее, они позволяют легко удаленно настраивать оборудование и управлять им, обладают очень хорошей совместимостью, без проблем интегрируются в существующую IT-инфраструктуру и легко масштабируются. Наконец, в настоящее время работать с IP-системами видеонаблюдения выгоднее и с финансовой стороны вопроса, по сравнению с аналоговыми. Все это позволяет сделать однозначный выбор в пользу IP-систем видеонаблюдения.