Помехи в системах видеонаблюдения. Справочная по видеонаблюдению I

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.

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.

Для детальной настройки качества изображения IP камеры существует отдельный пункт меню: Параметры изображения , который вызывается из меню Система . Для доступа в него проще всего воспользоваться программой CMS, хотя в WEB-интерфейсе камеры присутствует идентичный пункт.

Распишем по порядку назначение каждого параметра.

Exposure mode (Выдержка)
Задаёт режим работы электронного затвора камеры. В режиме "Автоматически" - камера сама задаёт выдержку в зависимости от освещённости объекта, регулируя световой поток на матрицу. Тем самым общая яркость картинки будет оптимальной. Не стоит изменять значение по умолчанию этого параметра, если только у вас не установлен объектив с автоматической диафрагмой (В большинстве IP камер диафрагма отсутствует, её роль выполняет электронный затвор).
При необходимости можно вручную установить постоянную выдержку - 1/50, 1/100, 1/250, 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/4000, 1/100000
В этом случае следует учитывать, что при изменении освещённости объекта, изображение может стать слишком тёмным или слишком пересвеченным, так как камера уже не управляет этим параметром.

Minimum time (min время)/Maximum time (max время)
Можно задать пределы выдержки (в миллисекундах).

Day/Night mode (День/ночь)
Управление режимом "день-ночь". Автоматически - камера переходит из цветного режима в чёрно-белый и обратно при достижении порога освещённости. При необходимости можно вручную установить постоянно цветной (при достаточной ночной освещённости или при использовании особо чувствительной матрицы типа IMX185) или постоянно чёрно-белый режим.

BLC
Back Light Compensation (Компенсация встречной засветки). Эта технология предназначена для выравнивания яркости тёмных участков изображения, жертвуя детальностью на ярких участках, путём повышения общей яркости картинки. Пример: значительную часть изображения занимает небо, чтобы увидеть лицо человека на этом фоне, эта функция повышает общую яркость, тем самым лицо становится различимым, а участок неба становится пересвеченным и теряет детальность.

Auto Iris (Диафрагма)
При наличии объектива с автоматической диафрагмой, эту опцию следует включить. В большинстве IP камер диафрагма отсутствует, поэтому данная опция не оказывает никакого влияния на изображение.

Profile (Баланс белого)
Определение среды, в которой работает камера. Возможны варианты: Automatic (Автоматически), Outdoor (улица) и Indoor (помещение). Влияет на цветовой тон картинки.

ИК-фильтр (IR_CUT)
Режим работы ИК фильтра. Синхронно с ИК подсветкой (IR Synchronous Switch) - фильтр срабатывает при включении ИК подсветки камеры. Рекомендуется использовать по умолчанию.
Автоматически (Automatically Switch) - ИК фильтр переключается при переходе камеры из дневного режима в ночной и обратно. Рекомендуется использовать только при отсутствии ИК подсветки у камеры, так как имеет недостаток - при очень плавном изменении освещённости, так называемый "мягкий вечер", некоторое время происходит циклическое переключение день-ночь, пока освещённость не снизится значительно (это связано с особенностью работы камеры в ночном режиме: при открытии ИК фильтра общий световой поток увеличивается за счёт инфракрасной составляющей, и его уже становится достаточно для дневного режима, а после включения дневного режима поток снова уменьшается).

AE Reference (АЭ эталон)
Задаёт эталонное значение уровня яркости картинки, под которое подстраивается значение выдержки электронного затвора. Меньшие значения дадут тёмную картинку, большие - светлую. Рекомендуемое значение 50.

AE Sensitivity (Чувствит)
Задаёт интервал в секундах, через который камера подстраивает выдержку.

Dnc Threshold (Перекл Д/Н)
Установка порога, при котором камера переходит из дневного режима в ночной и обратно. Актуально при установке параметра ИК-фильтр (IR_CUT) в состояние Автоматически (Automatically Switch). Камера меняет режим день-ночь одновременно с переключением ИК фильтра.

DWDR
Digital Wide Dynamic Range – технология расширения динамического диапазона. Используется для улучшения видимости в тёмных участках, повышая в этих областях усиление. Это позволяет сделать тёмные участки более контрастными и различить объекты даже на них. Актуально для ночного режима. Повышение усиления усиливает и шум, поэтому рекомендуется совместно с этой опцией включать и шумоподавитель, так как шум увеличивает общий битрейт и, соответственно, уменьшает глубину архива.

Defogging (Антитуман)
Функция появилась сравнительно недавно, в прошивках марта 2015 года её ещё не было. Искусственно повышает контрастность на однородных участках изображения, тем самым немного компенсирует потерю чёткости в туманную погоду и при запотевании стекла камеры.

AGC (АРУ)
Auto Gain Control (Автоматическая регулировка коэффициента усиления) видеосигнала. Дополнительная цифровая коррекция яркости, позволяет поднять яркость на тёмной картинке. Актуально для ночного режима. Рекомендуется использовать либо AGC, либо DWDR, но не обе опции вместе, так как их совместное использование ухудшает результат.

Slow shutter (МедлЗатвор)
При очень слабом освещении изображение всё же может быть получено путём увеличения времени открытия затвора на время одного или даже нескольких кадров. Обратной стороной этого решение становится размазывание движущихся объектов. Значение Нет (None) - не позволяет использовать эту технологию, High (Сильный) - позволяет использовать максимальную выдержку. Рекомендуемое значение Low (Слабый).

DayNTLevel (ШП день)/NightNTLevel (ШП ночь)
Настройки шумоподавителя в дневном и ночном режимах. 0 - шумоподавитель отключен, 5 - максимальное шумоподавление. Рекомендуемое значение для дня - 2-3, для ночи - 4-5.

Mirror (Отзеркалить)
Зеркальное отражение картинки относительно вертикальной оси.

Flip (Перевернуть)
Зеркальное отражение картинки относительно горизонтальной оси.

Anti flicker (Антифликер)
Устранение мерцания от ламп дневного света и т.д.

IRSwap (Реверс ИК)
Переключение режима работы ИК фильтра на обратное. Эту опцию следует использовать только при неправильном подключении (обратной полярности) ИК фильтра, то есть в случаях, когда фильтр днём открыт (изображение розовое), а ночью закрыт (изображение очень тёмное даже при ИК подсветке).

Цены на такое высокотехнологическое оборудование, как ip-камеры, становятся все более доступными. Именно поэтому все большее число пользователей задумывается над его приобретением в качестве источника видеонаблюдения и мониторинга. Для того, чтобы выбрать оптимальное изделие, необходимо разбираться в его характеристиках, а также учесть условия эксплуатации.

Тип корпуса

Один из наиболее примечательных параметров, по которому различают оборудование этого типа. Условно разделяются на следующие категории:

миниатюрные (компактные). Отличаются небольшим корпусом, в который встроен объектив. Традиционно крепятся на стену, реже к потолку. В комплектацию товара входят крепления. Востребованы для передачи изображения и его записи внутри офисных и общественных помещений. Если Вы приобретаете недорогую камеру для записи в помещении без особых требований, то компактной камеры будет вполне достаточно;
купольные. Отличаются оригинальным сферическим дизайном, поскольку их головка представляет собой прозрачный купол. Интересно, что определить, куда именно нацелен объектив нельзя, поскольку в пределах купола его можно передвинуть в любую точку. Поэтому такое оборудование часто заказывают банковские учреждения. Этот вид камер более защищен от механических повреждений, потому что не снабжается крепящим кронштейном. Они не боятся пыли, а вся проводка надежно спрятана за корпусом оборудования. Вы сможете закрепить их как на потолок, так и на стену - вот еще один козырь в их пользу;
корпусные камеры. Для них характерно то, что существует возможность замены объектива. Это высокотехнологичные устройства, которые способны вести профессиональную запись. Их применяют обычно для высокоточной наружной съемки в условиях плохого освещения и сложных погодных условиях. При необходимости для корпусных устройств можно приобрести дополнительные аксессуары;
фиксированные наружные. Обладают влагонепроницаемым корпусом и креплением высокой степени надежности. При желании дополнительно оснащаются подсветкой и защитным козырьком. Одно из лучших решений для наружной видеозаписи;
поворотно-наклонные (или PTZ-тип). Уникальны тем, что предоставляют возможность дистанционного управления в плоскости благодаря вмонтированному электроприводу. Причем делать это можно не только руками, но и запрограммировав камеру на изменение положения через промежуток времени. С помощью одного такого устройства можно выполнять те же функции, какие обеспечивает целая серия камер, установленных за пределами здания.

Подытожим сказанное в данном пункте: сам по себе тип корпуса никак не влияет на ее работоспособность, а также передачу и качество данных. Речь может идти скорее об эстетической стороне вопроса. Для уличного наблюдения ориентируйтесь на корпусные, фиксированные или PTZ камеры, в зависимости от возможностей Вашего бюджета и поставленных задач.

Антивандальность

Это свойство позволяет повысить степень защиты Вашего оборудования от возможных атак злоумышленника. Отличие заключается в материале изготовления и особом устройстве кронштейна, которым оборудование крепится к стене. Наиболее уязвимое место в ip-камере - это кабель, а он в данном случае прячется в кронштейне. Некоторые из таких моделей способны выдерживать взрыв, поскольку в их конструкции к минимуму сведено применение пластика в пользу стекла специальной прочности. Этот оборудование незаменимо в условиях ведения наружной съемки на отдаленных от охранных постов объектах. Их выбирают для слежения возле банкоматов, торговых центров, в холлах гостиниц и т.д.

Климатическое исполнение

По этому показателю все камеры принято делить на наружные (уличные) и внутренние. Те, которые устанавливаются в пределах помещений, способны выдерживать диапазон температур от 0 до 40 °С и сравнительно небольшую влажность. В отличие от них, уличным камерам ставят влаго- и пыленепроницаемый корпус, а в отдельных случаях и вентиляцию. Многие из них могут выполнять свои функции при температурах от минус 55 до плюс 55 °С.

Уличные камеры в герметичном корпусе

Для ведения изображения в еще более агрессивных условиях, камера может помещаться в специально созданный под нее кожух.

Разрешение оборудования

Такой параметр, как разрешение, не всегда напрямую свидетельствует о высокой четкости будущего изображения. Оно может размываться по ряду соображений: например, из-за плохого объектива, некачественной обработки изображения, при использовании компрессии либо интерполяции изображения. Поэтому не во всех случаях следует стремиться к покупке оборудования с максимальным разрешением. Камеры на много мегапикселей чаще других отличаются плохой чувствительностью. Зачастую они не способны передавать картинку в режиме «реал тайм».

Не стоит выбрасывать бездумно средства в погоне за самым большим разрешением. Объясним, почему. Высокое разрешение неминуемо приведет к увеличению нагрузки на Вашу локальную сеть, и на работу всего оборудования в целом. Кроме того, если главное назначение такой камеры - запись в условиях с плохим освещением, то одно лишь большое разрешение не гарантирует передачу качественной картинки. Получается, что значительные затраты не оправдывают себя.

Еще один момент - для получения четкого изображения с многомегапиксельной камеры, потребуется оснастить ее специально подобранным объективом. Он обычно дороже традиционных в несколько раз. То же самое можно сказать об оборудовании для хранения полученных записей с изображением - для него потребуются более дорогие массивы.

Большинство камер оснащены 1 Мп сенсором. Они обеспечивают разрешение 1280х720, которое является стандартным. Оно же делает многоканальную раскладку намного более простой, если вести речь о постах видеоконтроля, широкоформатных мониторах и так далее. Но обратите внимание, на какое разрешение рассчитан Ваш видеорегистратор или иной экран, на который будет выводиться готовая картинка. Если он не отвечает высоким возможностям, то и камера с большим разрешением бесполезна.

Разрешение ip-камер

Отталкивайтесь при выборе разрешения от тех задач, которые выполняет видеонаблюдение. Главным критерием здесь выступает плотность. Если речь идет о распознавании типа объекта (человек, животное, транспортное средство), то достаточно будет плотности в 20 пикселей/1 метр. Для более четкой прорисовки деталей (например, цвет и форма одежды) понадобится уже 100 pix/м. В тех случаях, когда крайне важна полная идентификация, приобретайте камеру с плотностью изображения 500 pix/м.

Ик-подсветка камеры

Несомненным плюсом данной опции является то, что камеру можно использовать в помещениях с плохим освещением. Именно это позволяет передать для записи любые детали на охраняемом объекте. В этом плане ИК-подсветка выступает дополнительным преимуществом. Ее применение незаметно для постороннего глаза и не связано с большим потреблением электроэнергии. Если ночное видеонаблюдение на территории Вашего объекта необходимо, то без ИК-подсветки оно теряет свою актуальность.

Дистанция указывается производителем в характеристиках камеры и измеряется обычно в метрах (10, 15 метров и так далее).

Дальность ИК-подсветки

Главная задача подсветки заключается в обеспечении полного угла обзора для самой камеры, как и максимальной дальности освещения. Но инфракрасные лучи не должны попадать в объектив, чтобы не допустить засвечивания картинки. Ик-подсветка применяется во многих типах помещений: в ночных увеселительных заведениях, на дорогах для фиксации автомобилей правонарушителей, для охраны личного и коллективного имущества в качестве скрытого наблюдения в темное время суток, при этом следует учесть, что ИК-подсветка не должна выдавать себя. Имеются такие IP-камеры, в которых ИК-подсветка не выдает себя в видимом диапазоне частот.

Световая чувствительность

Этот параметр также относится к числу важнейших, когда ведется речь о покупке ip-камеры. Основная масса такого оборудования обладает меньшей чувствительностью, чем многие аналоговые образцы. Особенно это проявляется при записи изображения в сумерках и темное время суток, когда дешевая аналоговая камера выдает лучшую и более четкую картинку, чем ip-камера с разрешением на много пикселей. Светочувствительность измеряется в люксах и характеризует уровень минимальной освещенности.

Низская чувствительность (слева), высокая чувствительность (справа)

Однако самим изготовителями фактическая чувствительность указывается редко. Поэтому для того, чтобы оценить ее самостоятельно, следует обратить внимание на матрицу. Сегодня в камерах используются матрицы типа CCD и CMOS. Первый из них характеризуется лучшей чувствительностью, поэтому от такого оборудования можно рассчитывать на неплохую картинку. Но лучшим способом определения будет тестирование камеры в условиях низкой и обычной освещенности. Для полноты восприятия попросите продавца в магазине показать запись объектов в движении и оцените возможное смазывание.

Тип объектива

Основные типы объективов для камер обладают следующими характеристиками:

монофокальные отличаются единой фиксированной величиной фокусного расстояния, например, 3,6 мм, 12 мм и т.п. Они недорогие и просты в установке, но не дают возможности проведения механической коррекции фокусировки;
варифокальные уже дают возможность регулировки фокусного расстояния, что позволяет изменять и угол обзора. По сравнению с монофокальными - это более универсальный инструмент для ведения слежения. Но стоимость их выше, и потребуется перенастройка изображения каждый раз, когда требуется изменить угол обзора;
трансфокаторные (трансфокальные) не только регулируют углы обзора, но и выполняют масштабирование выбранного участка. Чаще всего ими снабжаются PTZ-камеры, в которых регулировать настройки изображения можно удаленным способом.

Для мониторинга входных дверей или конкретного участка парковки достаточно приобрести оборудование с монофокальным объективом, который устанавливается один раз по заданным параметрам. Камеры с более сложными объективами применяются для записи в помещениях банков, объектах с контролем доступа и тому подобных местах.

Фокусное расстояние объектива

Представляет собой расстояние от крайней точки самого объектива до КМОП-матрицы, на которой фокусируется изображение и измеряется в миллиметрах. Этот показатель вместе с размерами матрицы напрямую влияет на угол зрения, то есть, ту часть пространства, которую сможет снимать камера. Чем большим будет угол, тем больше объектов попадет в картинку, но потеряется детализация. Фокусное расстояние не стоит путать с возможностью замены объектива, которую предоставляют некоторые модели.

Трансфокация, или смена фокусного расстояния, может изменяться оператором. Но вместо изменения этого значения некоторые производители оснащают свои модели опцией цифрового увеличения. Изменение фокусного расстояния может потребоваться в связи со сменой решаемой задачи, например, идентификации человека или транспортного средства и пр. Необходимо помнить, что, чем меньшим будет фокусное расстояние, тем большей будет площадь охвата.

Если на Вашем объекте запись изображения может иметь критические последствия, то есть смысл подумать о приобретении 2-х камер: в этом случае одна будет осматривать все помещение в целом, а другая - более детально какую-то конкретную часть объекта (например, вход). Одна камера должна обладать широким углом обзора, а другая - наоборот, узким. И хотя затраты на покупку пары оборудования будут выше, тем самым, у Вас будет гарантия того, что от поля зрения камер ничего не ускользнет.

Наличие Wi-Fi

Работа камеры с сетью интернет полезна тем, что ее можно подключить в условиях, куда не достанет традиционный силовой кабель. Например, это востребовано в тех случаях, когда интерьер квартиры не позволяет проводить ремонтные работы. Поддержка Wi-Fi обладает и своими недостатками, поскольку не может гарантировать скорость передачи данных, а еще зависит от таких факторов, как подавление радиочастот и сигнала, либо его малый радиус действия. В случае с подключением через Wi-Fi к локальной сети обязательным атрибутом постоянной работы будет собственный источник питания.

IP-камера с Wi-Fi модулем

Питание камеры

При выборе камеры и ее способе питания обратите внимание, где она будет использоваться - внутри комнаты или же исключительно в неблагоприятных погодных условиях.

Многие камеры сегодня спроектированы таким образом, что могут питаться при помощи технологии РоЕ от коммутаторов. Но внешние камеры отличаются от тех, которые призваны работать только внутри помещений. Дело в том, что наружные аналоги требуют больше питания из-за необходимости подогрева. Поэтому их чаще всего снабжают способом питания 12 или 24 В.

Естественно, что проще всего подвести отдельный кабель в качестве питания, но это не во всех условиях может срабатывать. Напряжение может подаваться также посредством Ethernet-кабеля. И оно дает возможность получать бесперебойное питание после отключения от электросети, в случае, если источник достаточно мощен сам по себе.

При покупке ip-камеры, как и разнообразного сетевого оборудования, необходимо правильно понять ее предназначение и отталкиваться от него. В одном случае, задачей оборудования будет общий обзор обстановки, а в другом потребуется подробная идентификация, например, автомобильного госномера. От этого могут зависеть параметры объектива, разрешение и даже общий эстетический вид цифровой камеры.

Функции аналитики в ip-камерах

Во многих современных IP-камерах имеется большой функционал аналитики: от детектора движения до распознавания объектов. В зависимости от выполняемых задач можно выбрать камеру с тем или иным набором функций аналитики. К примеру, если необходимо выявлять нарушителей по периметру забора, то можно установить камеры и настроить в опциях аналитики «пересечение линии». При пересечении указанной линии в настройках камеры сработает тревога.

Детектор движения и разпознавание объектов

Необходимо помнить, что в камерах не 100% обработка аналитики. Поэтому ко многих IP-камерам в качестве «довеска» предлагают программные комплексы, способные обрабатывать многие тревожные события. Можно в программе задать опцию обнаружения людей в определенной цветовой гамме одежды и выдавать сигнал тревоги на пост охраны. Однако такие программные комплексы стоят больших денег и используются на объектах стратегической инфраструктуры или в банковской сфере, в сфере безопасности военных объектов.

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