Aercom.by - Безопасность в Беларуси

Почему пользователи переходят на мегапиксельную технологию? Несмотря на традиционно сложившееся мнение, что мегапиксельные сетевые камеры высокого качества в три либо четыре раза дороже, чем сравнимые с ними камеры низкого разрешения (4CIF), на самом деле в конечном итоге мегапиксельные камеры стоят дешевле.

Прежде чем выбирать какую-либо камеру или комбинацию NVR/DVR, пользователи определяют цели, которые могут быть сужены до трех категорий. Приложения общего наблюдения включают в себя просмотр в реальном времени, где пользователям не требуются детали в записанном видео. Сюда могут входить наблюдение за дорогой, обзор пробок на дорогах или наблюдение за толпой. Вторая — аналитическая, которая требует достаточной видимости, записи и распознавания на изображениях, например автомобильных номеров и лиц. Третья – высокодетализированная, где пользователям нужно производить распознавание номера и марки автомобиля. В торговле или банковской сфере, операторам требуется четко видеть лица клиента и работника, а также идентифицировать валюту в их руках.

Связывание категории с приложением предполагает определение разрешения. В аналоговых технологиях видеонаблюдения, разрешение определялось общим числом телевизионных линий (ТВЛ). Теперь рынок определяет разрешение общим числом пикселей. Это более объективно при сравнении продуктов с различным разрешением. Для примера, изображение с 640 (горизонтально или столбцы) пикселями на 480 (вертикально или строки) пикселей обеспечивает в общем 307200 пикселей, или примерно 0,31 мегапикселя (1 миллион пикселей) (см. рисунок). Разрешение может быть определено только по пикселям, когда определена область, которую эти пиксели будут покрывать.

Приложения общего наблюдения требуют примерно 20 пикселей на фут, аналитические примерно 40 пикселей на фут и высокодетализированные — по меньшей мере 80 пикселей на фут. Чтобы покрыть парковочную стоянку (100 футов шириной) с аналитическими требованиями означает умножение 100 футов на 40 пикселей на фут, что в общем дает 4000 пикселей.

Следующий шаг — определение разрешения. Что определеятся при делении числа пикселей для покрытия зоны (в этом случае 4000) на горизонтальное (столбцы) число пикселей камеры. С камерами разрешением 320×240 (0.07 мегапикселя), общее требуемое число составит: 4000/320 = 13 камер (или 12.5). С разрешением 640×480 (0.31 мегапикселя) получится: 4000/640 = 6.25, по меньшей мере семь камер. С разрешением 1280 х 1024 (1.3 мегапикселя), число камер составит 3.25 (4 камеры — Рисунок 4). При 2048 х 1536 (три мегапикселя), работу выполнят две камеры.

Цена

Высококачественная камера, выпущенная авторитетным производителем, с разрешением 640 на 480 имеет рекомендуемую производителем розничную цену (MSRP) примерно 350$, в то время как камера с разрешением 2048 х 1536 — 1249$. Кожух с обогревателем и вентилятором имеет MSRP 225$ и 100 футов кабеля Cat 5 можно приобрести за 20$ (дешевле чем коаксиальный). Включая 100$ на работы по установке каждой камеры («Стоимость аналоговых камер»). Это простая модель, но демонстрирует важный факт: с покрытием широких областей, мегапиксель становаится дешевле, тем не менее, дисковое пространство для хранения требует дополнительного анализа. С точно такой же компрессией, изображения с трехмегапиксельной камеры используют меньше дискового пространства, чем семь изображений с камеры разрешением 640 х 480 («Стоимость мегапиксельных камер»).

Стоимость аналоговых камер

Стоимость мегапиксельных камер

Полоса пропускания и дисковое пространство

В настоящее время есть множество различных типов компрессии — Н.264, MPEG-4 и M-JPEG, по существу имеется два типа: покадровый и временный. M-JPEG является самым распространенным среди покадровых методов компрессии, сжимая по отдельности каждое изображение. Он широко используется и легко интегрируется. Преимущество в том, что пользователи могут восстанавливать изображения безошибочно и предопределять использование полосы пропускания. Недостаток в следующем: при обработке каждое изображение берется целиком, что не эффективно в условиях полосы пропускания, когда присутствует небольшое движение или активность.

Временные представлены такими популярными методами компрессии как H.263, H.264 и MPEG-4. Данные технологии применяются в приложениях, где полоса пропускания сети ограничена, и изображения низкого качества являются достаточными. Временный берет изображение, называемое «ключевым кадром», сжимает его, и затем для последующих изображений, только сжимает и передает изменения в изображении. Каждые несколько изображений он берет отдельный ключевой кадр и повторяет процесс. Преимущество заключается в отправке лишь изменений к ключевому кадру, пользователи при этом экономят полосу пропускания и дисковое пространство, когда присуствует некоторое движение либо активность. Недостаток заключается в следующем: движение значительно увеличивает нагрузку на полосу пропускания, снижая преимущество полосы пропускания над покадровой компрессией.
Когда имеет смысл применять мегапиксели? Число опций камер может добиваться аналитической детализации. Для определения полосы пропускания для каждой опции, требуется вычислить размер каждого изображения с учетом одинаковой компрессии для всех камер. Когда определен размер изображения, требуется умножить его на количество изображений в секунду, чтобы определить требования к полосе пропусания. В соотетвствии с Milestone изображение 640 х 480 со средне-низкой компрессией имеет размер примерно 50 кбайт. Для большего разрешения, форма сравнения показывает, что размер типичного 3.1-мегапиксельного изображения составляет 225 кбайт.

Следующие примеры покажут, как возможно покрыть парковку с желаемым разрешением.

Сравнение показывает, что мегапиксельные камеры обеспечивают то же самое качество изображения с использованием примерно половины полосы пропускания. Тем не менее, большинство людей не используют камеры для покрытия всей зоны. Для экономии денег, они обычно используют камеры в критических точках, поэтому сравнение 35 камер с 4 не является практичным. Можно взглянуть с определенной точки и увидеть насколько мегапиксельные камеры помогают в данной ситуации. Сначала нужно определить точку, с которой наиболее выгодно производить запись.

Пример демонстрирует, что покрытие мегапиксельной камерой использует на 33 процента меньше полосы пропускания чем шесть камер разрешением 4CIF, 640 х 480.

Более передовые мегапиксельные камеры обладают функцией цифрового масштабирования изображения, позволяя пользователю оптимизировать камеру для определенного приложения. По существу, они отрезают ненужные области и экономят полосу пропускания. В предыдущем примере, точка имеет разрешение 1920 на 960, так что 3.1-мегапиксельная камера может обрезать изображение до 1920×960 и покрыть требуемую область. В итоге размер изображения составит 135 килобайт, что на 42 процента меньше чем покрытие зоны камерами с разрешением 640 х 480.

Цифровые против механических PTZ

Камеры с механическим панорамированием, наклоном и масштабированием с контактными кольцами, передаточными механизмами и зубчатыми колесами. Традиционным образом они управлялись специализированными клавиатурами, но теперь могут управляться и программным обеспечением. Данные устройства представлены как интегрированные, обычно купольные, или камеры, которые монтируются автономно и устанавливаются на поворотно-наклонном механизме. Величина масштабирования зависит от настроек коэффициента перехода телеобъектив-широкий угол. Объектив, который изменяет фокусное расстояние от 4 мм до 100 мм будет иметь 25-кратный зум. Объектив, у которого фокусное расстояние изменяетяется от 50 мм до 150 мм будет обеспечивать 3-кратный зум, но будет намного лучше при наблюдении и масштабировании на далекие расстояния, так как имеет 150-миллиметровую настройку телеобъектива. Но, тем не менее, этот объектив не имеет настройку широкого угла (50 миллиметров) в отличие от объектива с 25-кратным зумом (4 миллиметра).

На сегодняшний день, большинство механических PTZ камер используют сенсоры низкого разрешения, обычно около 704 х 480 или 0.3 мегапикселя. Для получения точных деталей (80 пикселей на фут) с такой камерой, потребуется масштабирование внутри области, которая не шире 8 футов. Уменьшение изображения будет растягивать те пиксели, которые находятся за широкой областью, и терять все детали.

Если целью является обеспечение службы безопасности возможностью мониторинга общей активности, то потребуется масштабирование на близкие и дальние дистанции с хорошей детализацией, здесь помогут механические PTZ камеры с телеобъективами высокого масштабирования, но во внимание нужно принять несколько обстоятельств. Во-первых, нужно решить, как будут использоваться механические PTZ камеры. Пользователи будут получать зону с широким обзором, но низкого разрешения, либо высокого разрешения на с узким углом.

Вторым обстоятельством является затраты на охрану с режимом 24/7 для контроля камер – а это значительное количество денег. Следующее, если управление камерами осуществляется по TCP/IP сети, часто может возникать задержка между командами PTZ и реагированием камеры. В конечном счете, механические PTZ камеры имеют движущиеся части, которые выходят из строя и трубуют периодического обслуживания и ремонта.

Другой подход заключается в использовании мегапиксельных сетевых камер с цифровыми PTZ функциями. Мегапиксельные сетевые камеры идеальны для приложений, где для мониторинга изображений в реальном времени в режиме 24/7 ресурсов недостаточно и где пользователям нужно полагаться на доказательную способность записанного видео. В сочетании с правильно подобранным объективом, мегапиксельные сетевые камеры гарантируют достаточное количество деталей для применения изображений в качестве доказательств. Это включает в себя номерные знаки автомобилей и детали лиц.

После решения применения мегапиксельных сетевых камер, единственной вещью, которую нужно сделать пользователям, это убедиться в том, что выбрано подходящее разрешение и объектив обеспечивает желаемые детали (пиксели на фут). Настроив систему, операторы смогут цифровым образом осуществлять панорамирование, наклон и масштабирование в живых изображениях без беспокойства о записываемом материале. Фактически, некоторые люди могут подключаться к одной камере в одно и тоже время и производить независимое PTZ управление. Невзирая на то, в каком месте пользователи осуществляли цифровое панорамирование, наклон либо зумирование, они всегда имеют возможность вернуться к записанному видео и взглянуть на другие области без потери деталей. В дополнение, вследствие отсутствия движущихся частей у мегапиксельных камер, они практически не требуют обслуживания.

Доступны различные PTZ технологии. С охраной в режиме 24/7, возможностью осуществления живого зумирования небольшого объекта вдали является критической. Менее важны качество и цифровой зум записанных изображений. Для этого, решение с механической PTZ камерой будет лучшим вариантом. Если, с другой стороны, пользователи не могут упустить никаких деталей, фиксированные камеры будут правильным выбором.

Автор: Пол Боделл (Paul Bodell), IQINVISION