Будьте всегда в курсе!
Узнавайте о скидках и акциях первым
Новости
Все новости
17 сентября 2024
Роскомнадзор объявил охоту на ВПН
21 августа 2024
Взломан Американский производитель чипов Microchip technology
Правила выбора IP-камеры
21 июня 2016
На сегодняшний день IP-камеры уже завоевали свой сегмент на рынке видеонаблюдения во всём мире, в том числе и в России.
На сегодняшний день IP-камеры уже завоевали свой сегмент на рынке видеонаблюдения во всём мире, в том числе и в России. Цены на IP-камеры постоянно снижаются, а возможности, функционал и защищённость (в том числе и сетевая) — постоянно увеличиваются.
IP-камера — это сетевая камера наблюдения, передающая поток видеоданных в цифровом формате по IP-сетям. IP-камера имеет IP-адрес, физический MAC-адрес и является полноценным сетевым устройством.
IP-камеры имеют встроенный процессор, использующийся для сжатия видеосигнала и его передачи в цифровом формате, что выгодно отличает их от аналоговых CCTV-камер. Для передачи цифрового видеосигнала в IP-камерах предусмотрен разъём RJ-45, используемый для подключения в сеть Ethernet.
IP-камеры могут передавать видео по IP-сетям как в несжатом виде, так и обработанное с помощью различных методов компрессии. В
IP-видеонаблюдении наиболее широкое применение нашли покадровые методы сжатия видеосигнала (MJPEG) и потоковое межкадровое (MPEG-4, H.264).
Критерии выбора IP-камер
В настоящее время IP-камеры получают все большее распространение и постепенно вытесняют аналоговые камеры. Заказчики систем видеонаблюдения все чаще требует построения таких систем именно на IP-камерах. Соответственно, проектировщики и монтажные организации вынуждены использовать IP-камеры в своей практике.
В связи с большим количеством представленных на рынке моделей, возникает вопрос о выборе IP-камер, об их качестве, надежности и применимости в конкретных условиях.
Если с аналоговыми камерами все более-менее ясно, и накопленный десятилетиями опыт позволяет выбрать камеру для применения в конкретных условиях без особого труда, то с IP-камерами все непросто. Длительной практики работы с ними ни у кого нет, просто из-за относительной молодости технологии, а также из-за стремительного прогресса в данной отрасли. IP-камеры, применяемые 2 года назад, год назад и сейчас — это абсолютно разные камеры, так как каждый год меняются поколения камер, причем радикальные изменения происходят как в лучшую, так и в худшую сторону.
На рынке представлены камеры минимум трех поколений, с абсолютно разными возможностями, надежностью и качеством, сотни различных наименований десятков производителей.
Как же выбрать среди всего этого «богатства» те качественные модели IP камер, которые решат поставленные задачи при построение системы видеонаблюдения и доставят минимум сложностей при монтаже, наладке и дальнейшей работе, решив, при этом, поставленную задачу? Постараемся разобраться в данном вопросе.
В первую очередь, хотелось бы заметить, что не существует «универсальных», «самых лучших» камер и выбор модели камеры всегда определяется конкретными условиями ее применения. IP-камера должна выполнять поставленные перед ней задачи, которые могут сильно различаться. Например, видеонаблюдение в офисе, видеонаблюдение на периметре, определение автомобильных номеров и т. д.
Кроме того, цена камеры должна быть разумной, камера должна быть качественной. То есть иметь хорошее соотношение цена/качество.
Чем же определяется качество камеры? В первую очередь качеством изображения, надежностью, качеством кодирования видео, стабильностью работы, качеством сборки, как ни странно, возможностями и стабильностью программного обеспечения, поставляемого с камерой (либо приобретаемого отдельно), ну и не в последнюю очередь ценой.
Качество изображения IP-камеры определяется качеством светочувствительной матрицы, объектива и кодера. Качество изображения светочувствительной матрицы определяется разрешением, чувствительностью, цветопередачей, соотношением сигнал/шум и т.д. Разрешение современных матриц подразделяется на стандартное (определяется стандартом PAL 720x576, либо составляет 640x480) и мегапиксельное (1, 1.3, 2, 3.5 мегапикселей и т. д.). Чем больше разрешение матрицы IP-камеры, тем больше деталей на изображении можно получить и тем более визуально «сочнее» картинка. Доля мегапиксельных камер стремительно увеличивается и в ближайшие несколько лет должна превысить долю камер стандартного разрешения, так как применение таких камер дает массу преимуществ в качестве изображения. Но не все так просто.
Матрицы IP-камер
Как известно, матрицы делятся по технологии изготовления на CCD и CMOS, причем CCD-матрицы традиционно использовались в аналоговых камерах (которые имели проблемы с черезстрочной разверткой и деинтерлейсингом), а CMOS получили распространение вместе с IP-камерами.
CCD-матрицы дороже, но и обеспечивают, обычно, лучшее качество изображения, чем CMOS. Из-за дороговизны и ограничений технологии, до недавних пор на рынке систем видеонаблюдения были представлены только CCD-матрицы со стандартным PAL-разрешением. Такие матрицы обеспечивают хорошую цветопередачу, отличную чувствительность, имеют широкий динамический диапазон и возможность установки времени срабатывания затвора. Они нашли достаточно широкое распространение, особенно при применении в уличных IP-камерах, так как там очень востребована чувствительность, широкий динамический диапазон и возможность подключения объективов с автодиафрагмой (конструкция CCD-матриц позволяет легко вывести сигнал управления диафрагмой). Но при использовании в камерах таких матриц не удавалось использовать одно из основных преимуществ IP-камер — высокое разрешение.
Лишь недавно на рынке появились CCD-матрицы мегапиксельного разрешения. Они обладают всеми преимуществами CCD-матриц — отличной цветопередачей, хорошей чувствительностью (до 0.01 Люкс без накопления заряда), возможностью ручной регулировки времени срабатывания затвора, легкостью подключения объективов с автодиафрагмой, но пока их цена выше чем цена CMOS-матриц, а шумы, из-за меньшего размера пикселя, чуть выше, чем у аналоговых камер стандартного разрешения. Тем не менее это хороший шаг вперед в IP-системах видеонаблюдения, позволяющий смело использовать мегапиксельные IP-камеры в уличных условиях при любой освещенности, с очень высоким качеством изображения, недоступным аналоговым камерам.
Качество изображения CMOS-матриц еще года 2–3 назад было ужасным, но прогресс в этой области весьма впечатляет. Цветопередача в CMOS-матрицах уже практически приблизилась к CCD, шумы матриц стали намного меньше. Значительно улучшилась чувствительность, в лучших моделях она увеличена до 0.1-0.05 люкс, что в сочетании с механическим ИК фильтром и режимом работы день–ночь, а также при использовании объективов с автодиафрагмой, позволяет использовать такие камеры на улице. У массовых моделей чувствительность CMOS-матриц составляет 0.5–1Люкс, что позволяет применять их при дневном и искусственном освещении. Камеры с чувствительность хуже 3 Люкс можно применять только при очень хорошей освещенности, что на практике встречается крайне редко, и рекомендовать такие камеры к применению нельзя.
Большое преимущество CMOS-матриц состоит в том, что существует много недорогих мегапиксельных матриц на основе данной технологии.
В данный момент, наиболее актуально применение 1.3–2 мегапиксельных камер. Камеры большего разрешения пока применять особого смысла нет, так как, во-первых, чувствительность многомегапиксельных камер оставляет желать лучшего, во-вторых, такие матрицы достаточно сильно шумят, в-третьих, требуется большая пропускная способность сети, возрастает объем архивов, в-четвертых, видео такого разрешения пока просто не на чем отображать — разрешение современных мониторов обычно не превышает 1980х1080 пикселей, т.е. 2 мегапикселей.
Таким образом, в помещении с достаточным освещением имеет смысл использовать камеры с CMOS-матрицами мегапиксельного или стандартного разрешения, в помещении при слабом освещении — камеры с CCD-матрицами стандартного разрешения или с новым поколением чувствительных CMOS-матриц мегапиксельного разрешения. На улице, при приемлемом освещении — камеры с высокочувствительными CMOS-матрицами, механическим ИК-фильтром и объективом с автодиафрагмой. На улице при слабом освещении или при его отсутствии — камеры с CCD-матрицами стандартного или мегапиксельного разрешения и объективами с автодиафрагмой.
Объективы IP-камер
Немаловажная деталь в обеспечении качества изображения — объектив, используемый совместно с камерой. Нередко производители для экономии и рекламы низких цен устанавливают дешевые некачественные объективы. Совсем плохо, если объектив несменный.
Комплектация камеры совместно с объективом имеет как плюсы, так и минусы. Для камер комнатного исполнения подобранный производителем объектив гарантирует (более или менее) соответствие применяемого объектива установленной в камере светочувствительной матрице. Однако желание производителя сэкономить нередко приводит к тому, что устанавливается очень дешевый объектив с пластиковыми линзами, что ухудшает качество изображения, а на уличные камеры устанавливаются объективы без автоматической регулировки диафрагмы, что приводит к быстрому «выгоранию» матрицы при попадании прямых солнечных лучей.
Так что для получения максимального качества имеет смысл самостоятельно подобрать объектив под используемую камеру. При этом не следует забывать о том, что мегапиксельные камеры требуют мегапиксельных объективов, а камеры с CMOS-сенсором иногда требуют объективов с ИК-фильтром. Но получить качественное изображение — мало, нужно его еще передать для дальнейшей обработки.
Кодирование видеo
Вот тут и подстерегают сложности. Слабо сжатое видео (кодирование MJPEG) прекрасно сохраняет детализацию, легко поддается дальнейшей обработке, не требует значительных процессорных мощностей для отображения, однако сильно нагружает сеть и дисковую подсистему компьютера. Сильно сжатое видео (кодирование H.264) слабо нагружает сеть, хорошо подходит для организации больших объемов видео, однако требует много ресурсов центрального процессора. Кодирование MPEG4 является промежуточным по степени сжатия, постепенно морально устаревает и уходит с рынка IP-камер.
Кодирование MJPEG для мегапиксельных камер может выдавать до 50 Мбит/с трафика, что сильно ограничивает его применение. При таком кодировании к 100 Мбит/с сети можно подключить очень ограниченное количество камер, кроме того, для записи изображения нужна высокая производительность дисковой подсистемы (так как скорость записи стандартного SATA-диска не превышает 100–150 Мбит/с), что также ограничивает применение таких камер.
Основные области применения кодирования MJPEG:
- Передача кадров по сетям мобильной связи, так как при низкой скорости современных широко распространенных сотовых сетей связи потоковое видео передается нестабильно, а отдельный кадр можно передать за несколько секунд, при этом скорость передачи некритична.
- Определение автомобильных номеров и распознавание лиц, т.е. области применения, где в основном нужна работа с отдельными кадрами, а не с видео.
Кодирование H.264 в последнее время широко распространилось, его применяют практически все производители камер. При использовании данного кодирования, видео сжимается максимально эффективно с максимально доступной на сегодня степенью сжатия. Однако реализация кодека H.264 может быть весьма различной, так как стандарт H.264 допускает весьма различные реализации.
Лучшие реализации кодирования H.264 (H.264 baseline profile@Level 3.0) позволяют получить поток 700-800 кбит/с при стандартном разрешении и 1500-2000 кбит/с при 1–2 мегапиксельном разрешении и работе в реальном времени 25 кадров/с. Однако, на данный момент, наиболее распространены камеры с кодированием H.264 предыдущего поколения (H.264 baseline profile@Level 2.0), которые позволяют получить поток 1500-2000 кбит/с при стандартном разрешении и 2000-6000 кбит/с при 1–2 мегапиксельном разрешении и работе в реальном времени 25 кадров/с. Низкий битрейт позволяет подключить к беспроводной сети до 100 камер стандартного разрешения и до 50 камер мегапиксельного разрешения, и использовать стандартные SATA-диски для записи видео от 50–100 камер.
С отображением видеопотока возникают проблемы из-за того, что требуется много ресурсов ПК для распаковки и отображения сильно сжатого видео. Это заставляет применять самые мощные из доступных на сегодня многоядерные процессоры и видеокарты с аппаратной поддержкой кодека H.264 (nVidia GeForce 9600 и старше). Однако даже самые современные компьютеры на 4-х ядерных процессорах последнего поколения не позволяют отображать одновременно более 30–35 камер одновременно из-за недостаточной производительности. Однако прогресс в области производительности ПК позволяет надеяться, что в ближайшее время проблемы с нехваткой вычислительной мощностью будут решены.
Стабильность работы IP-камер:
Самое главное для качественной IP-камеры — стабильность работы. Выход из строя «железа» IP-камер составляет лишь малый процент от отказов и более-менее удовлетворяет требованиям индустрии безопасности, тем более что основные причины таких неисправностей происходят на этапе монтажа из-за ошибок в подключении камер.
А вот проблемы с «зависаниями» IP-камер требуют особого внимания, так как, в основном именно это (и программное обеспечение) определяет надежность работы системы видеонаблюдения.
Так как в каждой IP-камере имеется процессор и встроенная операционная система, управляющая камерой, т.е. по сути компьютер, то, как и любая компьютерная техника, IP-камеры могут «зависать» и работать нестабильно.
В этом и состоит основное отличие профессиональных IP-камер от так называемых «мультимедийных» камер. Мультимедийные камеры выпускаются как побочный продукт многими производителями сетевого телекоммутационного оборудования. Отношение к таким камерам у данных производителей именно как к побочному продукты, поэтому стабильности работы ждать от таких камер не следует. Нередко они практически неработоспособны на первых версиях прошивок, а вот будет ли выпущено обновление, обеспечивающее нормальную стабильную работу камер — большой вопрос. Конечно, и среди данных мультимедийных камер есть очень хорошие модели, но использование таких камер в более-менее ответственных случаях — это лотерея,— то ли будут работать, то ли нет. Если для дома или офиса нет ничего страшного в том, что камера «зависла» и требует перезагрузки по питанию раз в неделю-месяц, то для более ответственных систем видеонаблюдения применение «мультимедийных» камер недопустимо.
Профессиональные IP-камеры выпускают компании, специализирующиеся на производстве оборудования для видеонаблюдения. Они уже более серьезно подходят к вопросу производства и применения камер, имеют большой опыт в производстве камер для CCTV (никогда не станут предлагать, например, устанавливать камеры без объектива с автоматическим управлением диафрагмой на улице) и очень серьезно относятся к вопросам стабильности работы камер и отсутствию «зависании», а также автоматическому возврату камеры нормальной работоспособности при нештатных событиях (пропадании напряжения питания, связи и т. д.).
Стабильность профессиональных IP-камер обеспечивается использованием *nix систем для ядра камер, «вылизанностью» прошивки, наличием аппаратного и программного watchdog’а (сторожевого таймера), аппаратной защитой от неправильного подключения и т. д. Естественно, необходима защита от несанкционированного доступа к IP-камере, хотя бы на уровне защиты паролем и разделением полномочий пользователей.
Кроме базовых функций, IP-камеры могут обладать множеством дополнительных — детекторами движения, работой со звуком, отправкой сообщений и т. д. Они очень хорошо смотрятся в рекламных объявлениях, но нужны ли они в действительности — зависит от задачи. В 90% случаях — не нужны.
Программное обеспечение также оказывает немалое влияние на надежность и стабильность работы IP-камер в составе систем виденаблюдения, но это тема отдельного большого разговора.
Таким образом, краткие итоги по выбору IP-камер:
- Для помещений, при достаточной освещенности, подходят CMOS IP-камеры мегапиксельного или стандартного разрешения, особенно с матрицами последних поколений.
- При слабой освещенности, в помещении или при высоких требованиях к качеству изображения подходят камеры с CCD-матрицей стандартного или мегапиксельного разрешения.
- Для улицы, при наличии освещения, вполне подходят CCD-камеры стандартного разрешения, а также мегапиксельные камеры с CMOS-матрицами последнего поколения день/ночь. Поддержка объективов с автоматической диафрагмой — обязательна!
- На улице, при плохой освещенности, имеет смысл ставить камеры на CCD-матрицах стандартного или мегапиксельного разрешения. Поддержка объективов с автоматической диафрагмой — обязательна!
- Кодек MJPEG имеет смысл использовать только для специальных задач, сегодняшний стандарт — H.264.
- Не стоит пытаться применять мультимедийные камеры для задач видеонаблюдения.
- Для ответственных применений особое внимание следует обращать на стабильность прошивки камер, отсутствие зависаний и «глюков». Получить такую информацию непросто, в этом могут помочь Интернет, наличие больших реализованных проектов с использованием данных IP-камер и их тестирование.
