Охранное видеонаблюдение - получение изображения, IP камеры и кодеры Bosch (IP CCTV)

IMAGING

LIVE

RECORDINGS

 

SOLUTIONS

TESTS

 

QUESTION

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Получение и передача видеосигнала

Выбор видеокамер зачастую определяет тип и среду передачи видеосигнала в системе охранного видеонаблюдения. В настоящее время на рынке представлены два основных типа камер, разделяющихся по типу передаваемого сигнала: традиционные аналоговые камеры с BNC выходом и IP камеры с разъемом RJ45.

матрица
регистратор
регистратор с Ethernet
видеокодер
IP камера

 

1. Аналоговые видеокамеры, в большинстве случаев образуют аналоговые или гибридные системы охранного видеонаблюдения. Аналоговый сигнал от камеры передается по коаксиальному кабелю, витой паре или оптике для управления, отображения или записи на матрицы, квадраторы, мультиплексоры, мониторы, видеорегистраторы или IP кодеры.

аналоговая камера (Dinion)

1.1. Подключение аналоговой камеры к матричному коммутатору, обеспечивает отображение и управление аналоговым сигналом в системе видеонаблюдения

1.2. Подключение аналоговой камеры к регистратору (DVR), предоставляет возможность отображать, управлять и записывать изображение, в т.ч. по сети

1.3. Подключение аналоговой камеры к видеокодеру (IP), является частью системы цифрового видеонаблюдения, т.к. кодер оцифровывает и передает сигнал в сеть

 

2. Цифровые (IP) видеокамеры применяют для построения полностью цифровых охранных систем видеонаблюдения (IP CCTV). Преимущество таких систем, заключается в отсутствии коаксиального кабеля, являющегося источником помех при передаче по нему аналогового видеосигнала на большие расстояния.

2.1. Подключение IP камеры в сеть Ethernet.

IP камера с BNC выходом (Dinion)

IP камеры, благодаря наличию сетевого порта (RJ45), подключаются напрямую к сети Ethernet (сетевому коммутатору) и позволяют реализовать распространение видеоизображения не только в локальной сети охраняемого объекта, но и передавать картинку на любые расстояния, через глобальную сеть Интернет.

IP камера (NBC-255-P)

Классификация IP камер осуществляется подобно аналоговым камерам, например классические, купольные или поворотные; цветные или день/ночь; по размеру и типу матрицы и т.д., поэтому IP камеры можно разделить на два основных типа:

камеры стандартного разрешения (не мегапиксельные)
- камеры с размером кадра не превышающим 1 000 000 пикселей, соответствуют оцифрованному сигналу PAL, поэтому у некоторых моделей камер, дополнительно к передаче цифрового сигнала, возможна одновременная передача аналогового сигнала с BNC выхода; наиболее распространенные разрешения кадра для таких камер: VGA (640x480); 4СIF (704x576, PAL) и SVGA (800x600) и меньше.

сравнение размера кадра IP камер

мегапиксельные камеры
- камеры с размером кадра более 1 000 000 пикселей (1M пикселей) , например с матрицей в 1.3 Mpxl (1280x1024); 2 Mpxl (1600x1200 ); HDTV (1920x1080); 3.1Mpxl (2048x1536); 5 Mpxl (2592x1944) и т.д.;

Для круглосуточного наблюдения и в условиях низкой освещенности применяются мегапиксельные камеры "день/ночь" с двумя матрицами (объективами). Размер кадра черно-белой матрицы ограничен 1.3 Mpxl (1280x1024), цветная матрица может иметь любое разрешение кадра, например 3.1Mpxl (2048x1536).

мегапиксельная IP камера (NWC-0900)

В аналоговых или IP камерах могут быть использованы матрицы (сенсоры) одного из двух типов: CCD (ПЗС - прибор с зарядовой связью ) или CMOS (КМОП-структура), размером 1/4", 1/3", 1/2" или 2/3 дюйма. Чем больше физические размеры матрицы (при том же количестве пикселей), тем более высокое качество изображения и тем большим углом обзора может обладать камера.

CMOS и CCD сенсоры представляет собой матрицу фоточувствительных ячеек, чьей задачей является захват света и преобразование его в электрический заряд. CCD - сенсор стоит дороже, он потребляет больше энергии, однако даёт лучшее качество картинки. CMOS-чипы плохо ведут себя при низкой освещенности, по сравнению с CCD-чипами, однако CMOS матрица может выполнять функцию прогрессированого сканирования и дешевле в производстве.

цветная камера и камера день/ночь в условиях низкой освещенности

Поскольку низкая освещенность - одна из основных трудностей при видеосъемке, это является главным барьером для использования CMOS-матриц в видеокамерах, особенно предназначенных для работы в охранных системах видеонаблюдения.

Сжатие видеосигнала

Стандарт для цифрового телевидения устанавливает, что размер передаваемого TV изображения без компрессии в течении одной секунды составляет 165 Мбит (21МБ); соответственно в минуту - 9900 Mbit (9.9 Gbit), в час - 594 Gbit, для 24 часовой записи потребуется 14256 Gbit (14.3 Tbit или 2 ТБ) [обзор по расчету дискового объема].

Для ускорения передачи и более рационального использования дискового пространства, цифровое видео, передаваемое по сетям Ethernet, всегда сжимается. В настоящее время распространены два основных алгоритма кодирования аналогового сигнала: покадровое и межкадровое сжатие.

- покадровое сжатие (MJPEG)

покадровое сжатие JPEG

Motion JPEG предcтавляет видео как последовательность JPEG кадров. Стандарт JPEG существует более 15 лет и является широкораспространенным стандартом сжатия. Сетевая видеокамера, подобно цифровому фотоаппарату, обрабатывает отдельные изображения (кадры или поля), сжимая их в формат JPEG. При скорости 16 кадров/сек и выше, человеческий глаз воспринимает поток образов как непрерывное видео (стандарт M-JPEG сокращение от Motion JPEG).

кодирование M-JPEG

Поскольку Motion JPEG представляет собой поток отдельных JPEG картинок, его можно сравнить с кинопленкой - каждый кадр имеет четкое изображение, качество которого определяется только уровнем сжатия, выбранным для отдельной сетевой видеокамеры или видеосервера.

- межкадровое сжатие (MPEG4, H.264)

межкадровое сжатие MPEG4/H.264

Основной принцип межкадрового сжатия - это сравнение двух последовательных образов и передача по сети только небольшого количества кадров (так называемые I-frame или ключевые кадры), содержащих полную информацию об изображении. Остальные кадры (промежуточные кадры, P-frame) содержат только отличия этого кадра от предыдущего.

кодирование MPEG4

Иногда применяют двунаправленные кадры (B-frame), информация в которых кодируется на основании предыдущего и последующего кадров, что позволяет дополнительно повысить степень сжатия видео. Несмотря на большую сложность при кодировании/декодировании видеосигнала, межкадровое сжатие позволяет значительно снизить объемы передаваемой по сети информации по сравнению с Motion JPEG, тем самым позволяет экономить дисковое пространство.

MPEG4 - стандарт разрабатывался как объектно-ориентированное сжатие. Сжимает видео и аудио с широким выбором скорости передачи данных. MPEG4 пригоден для различных областей применения, которые используют низкоскоростные каналы связи, от мобильной телефонии и Интернета до телевидения.

H.264 - стандарт сжатия видеоданных, признанный Международной организацией по стандартизации (ISO), известен как MPEG-4 part 10 или Advanced Video Coding. По сравнению с MPEG4, сжатие H.264 работает существенно более эффективно, обеспечивая лучшее качество изображения и меньший объём файла. Главным недостатком H.264 являются заметно более высокие требования к оборудованию для кодирования и воспроизведения видеофайлов.

 

Смежные ссылки:

Обзор IP камер Bosch (200Series, Dinion, FlexiDome, AutoDome, Extreme)

Пример производительности камер Dinion в условиях низкой освещенности

Каталог всех IP камер ... на офицальном сайте Bosch Системы Безопасности