Видеонаблюдение появилось в нашей жизни сравнительно недавно, но уже стало ее неотъемлемой частью. Камеры повсюду: на улицах, у подъездов, в магазинах, школах и офисах. Видеонаблюдение стало настолько тесно связано с концепцией безопасности, что дешевые, но очень достоверно выглядящие поддельные камеры получили широкое распространение. Цены на настоящее видеооборудование падают с каждым годом, а с появлением IP-камер создание систем видеонаблюдения стало под силу не только профессионалам в области безопасности, но и обычным пользователям компьютеров.
Видеонаблюдение относительно недавно вошло в нашу жизнь, но уже стало ее неотъемлемой частью. Камеры повсюду: на улицах, в дверях, магазинах, школах и офисах. Они настолько тесно ассоциируются с понятием безопасности, что дешевые, но выглядящие достоверно поддельные камеры стали обычным явлением. Цены на настоящее видеооборудование снижаются год от года, а с появлением IP-камер создание систем наблюдения стало под силу не только профессионалам в области безопасности, но и обычным пользователям ПК.
Основное отличие IP-камер от аналоговых заключается в том, что они передают уже обработанный и сжатый сигнал в цифровом виде, используя протокол Интернета (IP). IP-камеры не требуют дополнительных дорогостоящих кабелей, еще более дорогих видеорегистраторов и специализированного программного обеспечения. Достаточно подключить IP-камеру к локальной сети, запустить программное обеспечение с диска, поставляемого вместе с камерой, и простейшая система мониторинга готова! А если камера готова к работе в сети, изображение можно просматривать с любого устройства, подключенного к Интернету.
Единственным неоспоримым преимуществом аналоговых камер остается высокая скорость получения высококачественных изображений. IP-камера, сопоставимая с аналоговой, будет стоить в несколько раз дороже. Но не всем людям нужны быстрые изображения. Поэтому единственным выбором среди множества IP-камер является тот, который лучше всего соответствует поставленной задаче и запланированному бюджету.
Современный рынок предлагает огромный выбор IP-камер от различных производителей по ценам от 2000 до 20000 и выше. В чем причина такого широкого диапазона? Прежде всего, это качество изображения. Дешевые камеры, даже если они утверждают, что имеют многомегапиксельные матрицы и 25 кадров в секунду, не обеспечивают высокого качества изображения. При ближайшем рассмотрении оказывается, что 25 кадров в секунду возможны только при минимальном разрешении или при такой степени сжатия, что на экране практически невозможно ничего различить. Даже статичная фотография с максимальным разрешением будет размытой, потому что в дешевых камерах используется самая простая оптика, которая не дает хорошего изображения. Фотографии с дешевых камер получаются размытыми, часто переэкспонированными или слишком темными (из-за низкой чувствительности), а детализация – плохой.
Более дорогие, напротив, могут предложить отличное качество изображения при любом освещении и скорость видеопотока, которая не позволит вам пролететь мимо. Но цены на такие модели явно “кусаются”. Лучшее решение – выбирать камеру в соответствии с теми характеристиками, которые наиболее актуальны в каждом конкретном случае.
В заключение давайте рассмотрим плюсы и минусы покупки IP-камеры. Давайте начнем с преимуществ:
Теперь о том, как и почему работает IP-камера. Передаваемый видеопоток сначала отправляется на компрессор, который сжимает его. Только после этого данные готовы к передаче через Интернет. Благодаря тому, что каждая камера работает с собственным IP-адресом, ее можно подключить к видеорегистратору.
Если бы не было DVR, то невозможно было бы синхронизировать и настроить одновременную работу всех камер с возможностью архивирования записей и использования других технологий, которые будут рассмотрены позже. Это означает, что все эти “цифровые штучки” позволяют передавать запись на сервер, компьютер или в облачное хранилище.
Подключение к DVR осуществляется через маршрутизатор, коммутатор или отдельные порты. При наличии маршрутизатора, способного использовать сетевой протокол с динамической конфигурацией узлов, все сетевые данные распределяются автоматически.
Мы рекомендуем выяснить, где используется IP-камера и как ее подключить к другим устройствам.
Именно их количество определяет качество передаваемого изображения, разрешение IP-камеры. CCD-датчик преобразует попадающий на него свет в электрический сигнал.
Преимущества IP-видеонаблюдения
| IP-камера | Аналог | WEB-камера | |
| Гибкость | Можно разместить в любом месте, подключившись к локальной сети или Интернету с помощью стандартного или GPS-модема, или WI-Fi адаптера. | Не далее 500 м от видеорегистратора или 1,5 км при использовании усилителей и аналоговых модемов. | На расстоянии от 3 до 5 м от компьютера. |
| Установка | Как только камере будет присвоен IP-адрес, можно приступать к работе. | Конфигурация не требуется. | Необходимо установить драйвер устройства и специальное программное обеспечение, а также установить обновления или совместимое программное обеспечение. |
| Функциональность | Видеоизображение, поступающее по сети, не требует дополнительной обработки. Сохранение, извлечение и анализ данных можно осуществлять удаленно на любом компьютере. | Для сохранения данных требуется дополнительное оборудование. Для обработки и сортировки требуется подключение к ПК. | Возможности обработки данных зависят от мощности компьютера и функциональности установленного на нем программного обеспечения. |
| Доступ | С любого компьютера или другого подключенного к Интернету устройства с совместимым браузером. | Для удаленного доступа требуется ПК со специальным программным обеспечением, которое действует как прокси-сервер. | Удаленное администрирование невозможно. Требуется специализированное программное обеспечение. |
| Стабильность | Высокий уровень без дополнительного оборудования. | Чувствителен к электромагнитным помехам. | Зависит не только от стабильности камеры, но и от компьютера. |
| Качество | Высокий | Средний или низкий в зависимости от дальности передачи и возможностей видеорегистратора. | Средний |
| Стоимость | Высокий, но кроме камеры почти ничего не требуется. | Средний, учитывая необходимость установки сети и дополнительного оборудования для видеозаписи. | Низкий |
Поскольку IP-камеры полностью цифровые, их возможности практически безграничны, в зависимости от программного обеспечения, с которым они работают. Данные с камеры можно просматривать через Интернет и практически на любом цифровом устройстве с экраном.
Как это работает.
Сначала линза пропускает изображение через себя и фокусирует его на сенсоре, который, в свою очередь, преобразует обычный цвет в сигнал для электроники. Данные отправляются в процессор для обработки в различные функции, важные для видео, а затем данные отправляются на сжатие, которое сжимает информацию для удобства использования. После выполнения всех процедур видео готово к передаче по сети с помощью Интернета.
Каждая IP-камера имеет свой собственный частный IP-адрес, который отправляется при подключении и используется для более быстрой связи между камерой и DVR. Это работает следующим образом: используя различные команды или программное обеспечение, DVR получает доступ к камере. При отсутствии IP-адреса два устройства не смогут общаться друг с другом для дальнейшей работы, также исчезнет возможность просмотра IP-камеры на телефоне.
Поскольку IP-камера полностью цифровая, ее возможности практически неограниченны: в зависимости от программного обеспечения, с которым она работает, вы можете просматривать данные с камеры через Интернет и практически любое цифровое устройство с экраном.
К чему подключены IP-камеры?
Его можно подключить к серверу (тому же DVR), компьютеру (который должен иметь необходимое программное обеспечение) или к облачному хранилищу (тоже дополнительная услуга).
Заданное количество камер может быть подключено к серверу через маршрутизатор, коммутатор или по отдельности, если это возможно. Первые 2 могут, если они поддерживают быстрые сетевые протоколы, распределять адреса и другую важную информацию для передачи данных.
IP-камеры являются устройствами с низким энергопотреблением и питаются от источника питания, коммутатора PoE или видеорегистратора, если он имеет встроенную функцию PoE. Многие часто слышат аббревиатуру “PoE”, что означает зарядка через интернет, когда зарядка передается по кабелю витой пары вместе с видеоданными.
Система наблюдения может быть подключена различными способами, в зависимости от количества камер, подключенных к компьютеру: если камера одна, используется интерфейс LAN, если камер несколько, сначала подключается коммутатор LAN, а затем сами камеры, после чего выполняется сетевое подключение и каждой камере присваивается индивидуальный адрес.
Прежде чем обсуждать эти сетевые устройства и их различия, я должен упомянуть о сетевой модели OSI (Open System Interconnection). Вкратце, сетевая модель OSI или модель стека сетевых протоколов определяет различные уровни, на которых взаимодействуют системы и устройства.
Стандартизация и интероперабельность
Хорошо известно, что отрасли требуется общий стандарт для обеспечения совместимости устройств, чтобы при покупке следующего устройства в вашей системе безопасности вам не пришлось гадать, будет ли оно работать с другими, а если будет, то все ли функции будут доступны.
В системах безопасности существует ONVIF, организация, которая разрабатывает стандартизированные протоколы для взаимодействия различных устройств и программного обеспечения.
Она была основана компаниями Axis, Bosch и Sony в 2008 году. Они разработали спецификации API (Application Programming Interface) для интеграции продуктов безопасности друг с другом и объединили их в “профили”, содержащие определенные наборы функций. Самой сильной стороной ONVIF является его практически универсальная поддержка сотнями производителей на протяжении более десяти лет.
Однако в 2020 году компании Dahua, HikVision и Huawei были включены в санкционный список США за нарушения прав человека в Синьцзяне и автоматически потеряли возможность получить разрешение на соответствие ONVIF. Несоответствие может означать, что продукт поддерживает только часть ONVIF, а не всю спецификацию. И это не очень хорошо, потому что Dahua и HikVision являются крупнейшими производителями систем видеонаблюдения в мире. Поговаривают даже, что китайцы могут создать свой аналог ONVIF, что, конечно, выглядит очень сомнительно, ведь, например, Huawei даже свой ланчер доводила до ума в течение многих лет и потерпела неудачу.
И эта проблема гораздо серьезнее, чем кажется на первый взгляд, на данный момент оборудование Dahua и HikVision с подтверждением совместимости со стандартами ONVIF, но даже простое обновление прошивки приведет к тому, что поддержка вылетит.
А обновления прошивки придется делать, чтобы хотя бы устранить уязвимости в системе безопасности, которые есть у обоих устройств, например, “глухую упаковку”.
Ни IoT, ни безопасные или умные города, ни даже крупные интегрированные системы безопасности невозможны без стандартизированных протоколов для связи устройств друг с другом.
Все используемые устройства и программное обеспечение должны поддерживать последние профили ONVIF и не просто поддерживать, а полностью поддерживать все функции спецификации. Соответствие стандарту ONVIF можно проверить на официальном сайте. Подробнее обо всех функциях ONVIF вы можете прочитать в нашем обзоре.
Объектив фокусирует изображение на матрице. Датчик преобразует цвет в электрический сигнал. Сигнал поступает в процессор, где происходит обработка цвета, яркости и других параметров. Видеопоток поступает в компрессор. Компрессор сжимает поток – теперь данные готовы к передаче по Ethernet в сеть.
Возможности IP-камер наблюдения
Главное отличие и первое преимущество сетевой IP-камеры видеонаблюдения – это цифровой видеосигнал от датчика освещенности до сервера.
Основными преимуществами IP-камер являются:
- Масштабируемость системы: Несколько потоков по одному кабелю.
- Высокодетализированные изображения.
- Широкий спектр цифровых и аппаратных функций улучшения изображения (WDR, BLC, HLC, EIS, DIS, DNR и т.д.).
- Стабильное качество изображения при передаче.
- Низкий уровень помех.
- Безопасная передача данных благодаря технологиям шифрования и кодирования.
- Высокая скорость до 50 кадров в секунду и более, что значительно повышает информационную привлекательность изображения.
- Передача сигнала без потери четкости изображения.
- Системы обработки сигналов тревоги для своевременного оповещения по электронной почте или через смартфон.
- Настройка и управление камерой на расстоянии.
Видеоаналитика
IP-камеры оснащены аналитическими функциями – от простого обнаружения движения, анализирующего изменения в кадре, до обнаружения лиц, распознавания номерных знаков и анализа поведения.
Компрессия
В отличие от традиционных камер видеонаблюдения, IP-камеры сжимают поток – обрабатывая его на борту с помощью видеокодеков. Традиционные передают несжатый сигнал, что создает нагрузку на сервер и требует большой пропускной способности. Несжатый аналоговый сигнал должен быть преобразован – с неизбежными потерями в качестве. IP-камеры не ограничены стандартами аналогового видео.
Наиболее часто используемыми видеокодеками являются JPEG для статичных изображений, MJPEG для динамичных (в движении) изображений и проприетарные (платные) H.264, H.265. H.265 демонстрирует самое сильное сжатие, но он наиболее эффективен при высоких разрешениях, а при 2 мегапикселях он практически избыточен. Разработчики продолжают совершенствовать кодеки и технологии интеллектуального сжатия.
Внутренний видеоархив Edge Storage
Edge Storage – это локальное устройство хранения, которое сохраняет видеоматериалы на внутренней карте памяти, создавая резервный архив для защиты в случае обрыва соединения. При необходимости IP-камера может работать автономно – без подключения к видеорегистратору или ПК. IP-камера имеет слот для карты памяти microSD/SDHC/SDXC или USB-порт для подключения USB-накопителя.
Слот для SD-карты в IP-камере.
Многопотоковая передача
IP-камеры транслируют не один, а несколько потоков, как минимум два: основной поток с полным разрешением для записи и субпоток с меньшим разрешением для мониторинга. Большинство IP-камер поддерживают 3 потока – запись, монитор, мобильный, а некоторые модели даже поддерживают до 10 потоков. Отдельные потоки распределяются между разными детекторами для снижения нагрузки на сервер и сеть.
Режим червоточины
Многие IP-камеры поддерживают коридорный режим, в котором изображение отображается вертикально в формате 9:16 вместо 16:9. Этот режим полезен для просмотра записей из коридоров, туннелей и т.д. Поддержка того или иного режима указана в техническом описании IP-камеры. Если режим коридора не указан, эта функция не может быть реализована программно – требуемое разрешение фиксируется на аппаратном уровне.
Аудио
IP-камеры обычно оснащены одним или несколькими аудиовходами и выходами, передают аудиофайлы на DVR и принимают аудиосигналы. Некоторые модели уже имеют встроенный микрофон, но при необходимости (в зависимости от применения) к любой IP-камере с аудиовходом можно подключить профессиональный всенаправленный, двусторонний или однонаправленный микрофон.
Аудиовыход IP-камеры
Имеются функции анализа звука, которые обнаруживают превышение или преодоление порога тревоги (порог программируется пользователем), крики, битье стекла, выстрелы, взрывы и другие громкие звуки и генерируют тревожные события, которые передаются в систему.
Обе камеры выводят изображение с разрешением 1920 × 1080 пикселей, но в первом случае система имеет небольшие размеры, проста в установке и недорога. Он работает через Wi-Fi, все, что вам нужно, – это беспроводной интернет и розетка. Сама камера может быть подключена через смартфон или компьютер. Конфигурация проста и может быть выполнена без помощи специалиста.
Другие важные особенности
Подсветка для ночного видения, как упоминалось ранее, поставляется в светодиодной и инфракрасной версиях. Простая лампа может быть полезна, когда камера обнаруживает движение и включает свет, чтобы осветить пространство в кадре. Существует множество других камер с инфракрасной подсветкой. Основным параметром является диапазон освещенности, который обычно указывается в метрах. Лучше всего выбирать осветитель с функцией SMART или EXIR. Освещение SMART регулирует яркость в зависимости от близости объекта съемки к камере: объект может приблизиться к объективу, но его лицо не превратится в белое пятно. Подсветка EXIR лучше освещает и дает более четкое изображение в ночное время.
Микрофон Микрофон либо встроен в камеру, либо может быть подключен извне. Камера также может быть оснащена динамиком – в этом случае вы можете организовать двустороннюю связь через приложение, но качество звука обычно ужасное.
Слот для карт памяти MicroSD. Чем больше поддерживаемые карты памяти, тем лучше. Важное замечание: из-за постоянной перезаписи ячейки памяти деградируют и выходят из строя, поэтому карту памяти необходимо заменять примерно раз в два года.
Важно учитывать, какой объем информации можно хранить на карте памяти. Давайте подсчитаем, сколько данных необходимо записать за день.
Двухмегапиксельная камера записывает видеопоток со скоростью 4 Мбит/с. Рассчитайте, сколько он записывает за 24 часа:
4 Мбит/сек x 60 x 60 x 24 = 345 600 Мбит/день
Давайте переведем это в более привычные гигабайты: разделите это на 8, чтобы получить мегабайт, а затем на 1024, чтобы получить гигабайт:
345 600 / 8 / 1024 = 42,19 ГБ
Именно поэтому карты памяти объемом 32 Гб не хватит для записи в течение всего дня: когда на ней закончится место, камера начнет удалять самые ранние файлы, и карта будет перезаписываться 1,5 раза в день. В сумме это составляет 547 циклов перезаписи за год. Самая простая и дешевая карта памяти прослужит около 150 циклов перезаписи, более дорогая – 4000 циклов. Карта памяти объемом 32 Гб стоит 490 Р, специализированная карта памяти для видеонаблюдения такой же емкости стоит от 1000 Р.
Карта памяти 32 Гб для видеонаблюдения
Onvif – Протокол совместимости, позволяющий подключить камеру к системе или приложению другого производителя. Чем новее версия, тем лучше. Наиболее актуальными версиями являются Profile S и Profile T. Те версии, которые имеют числовую, а не алфавитную кодировку, например, 2.2 и ниже, являются устаревшими.
Поддержка интегрированных облачных сервисов. Любой человек со смартфоном может настроить камеру, оснащенную этой функцией: не нужно изобретать настройки или вызывать специалиста. Такие камеры обычно продаются на официальных сайтах облачных сервисов, но вы также можете приобрести их у производителя камеры или в обычном магазине видеонаблюдения. Например, HiWatch предлагает камеру DS-I250.
Формат сжатия. Популярным кодеком на рынке является кодек H.264 – он сжимает видео непосредственно перед его сохранением на носителе. Кодеки H.265 или H.265+ являются более современными. При одинаковом качестве изображения и одинаковом объеме памяти камера H.265+ будет записывать три дня видео, в то время как камера H.264 – только два дня.
WDR, или широкий динамический диапазон – Эквивалент HDR в фотоаппаратах. Это может быть программное или аппаратное обеспечение, которое поможет вам получить хорошие снимки при неравномерном освещении. Программное обеспечение более распространено, но оно неэффективно. Это оборудование увеличивает стоимость камеры примерно на 20%, но значительно улучшает качество изображения.
Starlight или Starvis – Маркетинговое название технологии, позволяющей получать более четкие изображения при слабом освещении. Камеры Starlight и Starvis также переходят в монохромный режим гораздо позже.
Светочувствительность измеряется в люксах. Чем меньше значение в спецификации, тем лучше изображение при слабом освещении. В случае камер с обозначением Starlight или Starvis этот параметр составляет около 0,005 люкс, в то время как для обычных камер он равен 0,01 люкс.
Принцип работы IP-камер зависит от типа сигнала, выбранного для передачи данных. Большинство профессионалов используют технологию PLC, при которой устройства должны быть подключены к сети с помощью адаптера, подающего питание и информацию от устройства к DVR. Это делается путем разделения сигнала на частоты, но только в том случае, если камеры и DVR находятся на одной фазе и соединены одним кабелем. Данные могут передаваться на расстояние до 300 метров, а количество камер ограничено девятью, поэтому он не подходит для разветвленных систем. Другим недостатком являются помехи от некоторых приемников в сети.
Типы IP-камер
Пользователи должны быть знакомы с наиболее распространенными типами камер, включая PTZ и панорамные модели.
PTZ-устройства выпускаются обычной и купольной формы и оснащены опциями масштабирования и наклона, а также защитой от вибрации, позволяющей сжимать видео для экономии памяти. Принцип работы ip камер видеонаблюдения этого типа основан на автоматическом изменении движения объектива. Такие устройства оснащены программными масками, которые срабатывают при случайном или намеренном изменении угла, а также при повороте. Кроме того, они оснащены опцией зеркального отображения и функцией Auto-Flip, которая мгновенно поворачивает устройство на 180 градусов, сохраняя угол обзора объекта наблюдения.
Панорамные устройства состоят из ряда широкоугольных модулей, размещенных на кольцевом основании, изображения которых накладываются слоями, образуя круговую панораму. Модули камер этого типа также могут быть сгруппированы с перекрывающимися датчиками. После подключения устройства могут работать в нескольких режимах, включая одиночную панораму, четыре квадранта и два полусферических изображения. Единственным недостатком этих устройств является недостаточная детализация изображения в определенном месте. Изображения можно сохранять в виде файлов или объединять в одной папке как части панорамы.
В аварийном режиме все записи сохраняются на карте памяти или на внутреннем диске.
Сильный свет, направленный на объектив, вызывает высокий контраст. В результате лицо человека может быть скрыто тенью, что может затруднить или даже сделать невозможным опознание. Неравномерное освещение также может затруднить определение того, отражает ли небольшое изменение в кадре реальные изменения в окружающей среде или является результатом освещения. Чтобы избежать этих проблем, важно использовать правильную камеру и правильное освещение. Эти два параметра зависят друг от друга. При установке камеры следует выбрать динамическую область, чтобы камера была настроена в соответствии с динамическим освещением области, которую она будет контролировать.
IP-видеонаблюдение – это инновационный подход к реализации функций контроля. Цифровое наблюдение обладает большей автономностью, преимуществом автоматизации многих операций и программируемым режимом записи изображения. Стоит отметить разрешающую способность цифровых камер. Теперь она в десять раз лучше аналоговой версии, позволяя получать детальные изображения небольших объектов наблюдения.
Основным преимуществом IP-мониторинга является способ передачи изображения. Есть возможность запрограммировать систему на передачу данных через Интернет. Также можно настроить устройство на включение при реагировании на датчики движения и другие.
Читайте далее:
