практика. Отчет Преддипломная Практика. 1 Обоснование необходимости проекта
 Скачать 1.27 Mb.
|
 цвета)-для 16 цветов используется 4 бита (  -для 256 цветов используется 8 бит (  256 цветов)-для 16 миллионов цветов используется 24 бита (  Современные IP видеокамеры отображают изображение с глубиной 24 бита. Таким образом, исходя из формулы (1.1) получаем следующий размер несжатого изображения:  1 байт = 8 бит, тогда получаем:  1 килобайт = 1024 байта, следовательно  В итоге получаем, что изображение в разрешении 1280х720 пикселей в несжатом виде составляет  .2) Определение размера сжатого кадра. Размер будет зависеть от типа используемого кодека. Кодеки можно поделить на два типа: Покадровые — выполняющие сжатие каждого кадра -MJPEG; - JPEG2000. 2. Межкадровые — выполняющие сжатие последовательности изображений -H.264; - MPEG4. Преимущества покадровых перед межкадровыми кодеками заключается в том, что дают четкие кадры без артефактов и предсказательной логики. Любой момент можно четко рассмотреть. Нет зависимости от ключевых кадров. Преимущества межкадровых – меньший размер кадра, соответственно уменьшение необходимой пропускной способности канала. MJPEG и JPEG2000 Недостатками MJPEG являются более низкий коэффициент сжатия по сравнению с кодеками выполняющими сжатие последовательности изображений (H.264, MPEG4) и блочная структура данных (дробление изображения на квадраты восемь на восемь пикселей ). Преимуществом, относительно (H.264, MPEG4) является, то, что даёт качественные стоп-кадры, позволяющие с большей вероятностью, например выяснить номер проехавшего автомобиля. Преимущества JPEG2000 перед MJPEG: - Изображения, при высоких степенях сжатия не содержат артефактов в виде “решётки” из блоков размером 8х8 пикселей. - Обеспечивает как сжатие с потерями, так и сжатие без потерь в кодек. Сжатие без потерь обеспечивается путем использования обратимого (целочисленного) вейвлет-преобразования; - Обеспечивает эффективную организацию кодового потока, которая позволяет просматривать файл с меньшей разрешающей способностью или с меньшим качеством. Сравнение размеров кадра в MJPEG и JPEG2000 приведены в таблице 6. Таблица 6 Размер кадра в MJPEG и JPEG2000
H.264 и MPEG4 За счет мощных математических вычислений, требует больших объемов вычислений, чем другие кодеки. Как следствие устройства, обрабатывающие потоки H.264 должны обладать высокой производительностью. Второй нюанс, аналогичен MxPEG – сложное прогнозирование потока H.264. Благодаря таким особенностям кодирования, как сохранение в последующем кадре только изменений предыдущего, объем передаваемых данных зависит от снимаемого изображения и может меняться. Сравнение размеров кадра в H.264 и MPEG4 приведены в табалице 7. Таблица 7 Размер кадра в H.264 и MPEG4.
Размеры кадров взяты из on-line калькулятора на сайте markevich.by. Расчет архива. Расчет сводится к определению размеров кадра изображения, темпа записи на каждую камеру (количество кадров в секунду), необходимое количество часов записи в сутки, количество видеокамер устанавливаемых на объекте и необходимое количество суток записи. Ориентировочный размер кадра в лучшем качестве для приведенных кодеков для любого разрешения определяем путем определения размера несжатого кадра в необходимом разрешении, после чего делим полученное изображение на степень сжатия для данного кодека. Зная приведенные выше параметры можем рассчитать необходимую емкость жестких дисков. Определяем требуемое место на жестком диске для записи одной видеокамеры в течении одного часа по формуле (1.2).  , (1.2)где:  - размер сжатого кадра; - Темп записи кадров в час; - требуемое место на жестком диске.Размер одного сжатого кадра для разрешения 1280х720 приведен в таблице 7. Темп записи выбранных камер 25 к/с. В минуте 60 секунд, следовательно по формуле (1.2) требуемое место на жестком диске для записи одной видеокамеры в течении одного часа равно:  .В часе 60 минут, следовательно  , Требуемое место на жестком диске для записи одной видеокамеры в течении одного часа равно  .Определяем требуемый объем для записи одной видеокамеры в течении суток по формуле (1.3).  , (1.3)где: y- требуемое место на жестком диске для записи одной видеокамеры в течении 1часа; t- количество часов записи в сутки; Y- требуемое место на жестком диске для записи одной видеокамеры в течении 1 суток. Есть смысл записывать информацию с камеры видеонаблюдения установленной, в институте в рабочее время постоянно, ночью только в случае сработки детектора движения, соответственно в расчет емкости жесткого диска нет смысла вставлять 24 часа. Поэтому берем четырнадцать часов с учетом, что рабочий день составляет восемь часов, а охрана находится в институте круглосуточно. Исходя из данных значений, можно вычислить требуемое место на жестком диске для записи одной видеокамеры в течении одних суток по формуле (1.3):  Определяем требуемое место на жестком диске для записи всех камер в течении одних суток.  , (1.4)где: n- количество всех камер; Y- требуемое место на жестком диске для записи одной видеокамеры в течении 1 суток; x- требуемое место на жестком диске для записи всех камер в течении 1 суток. В данном проекте предусмотрено 24 видеокамеры, следовательно, по формуле (1.4), объем жесткого диска для записи 24 камер в течение одних суток равен:  Определяем требуемый объем жестких дисков для записи всех видеокамер в течении необходимого количества суток по формуле (1.5).  , (1.5)где: x- требуемое место на жестком диске для записи всех камер в течении 1 суток; N- необходимое количество суток; X- требуемый объем жестких дисков для записи всех видеокамер в течении необходимого количества суток. По требованию заказчика глубина архива должна составлять семь суток. Следовательно, исходя из формулы (1.5) требуемый объем жестких дисков для записи всех видеокамер в течение семи суток составляет:  Для удобства восприятия переводим кбайт в мбайт, гбайт, тбайт. 1 мбайт=1024 кбайт, следовательно:  1 гбайт=1024 мбайт, следовательно:  1 тбайт=1024 гбайт, следовательно:  Расчет пропускной способности канала для системы видеонаблюдения. Исходные данные которые понадобятся что бы выполнить расчет это: 1. Размер 1 кадра изображения в разрешении — 1280х720, 2Mp; 2. Темп записи на каждую камеру; 3. Количество видеокамер устанавливаемых на объекте. Таблица 8 - исходные данные для расчета пропускной способности канала видеонаблюдения.
Требуемый объем информации для передачи по каналу определяем по формуле (1.6), после чего кбайт/c необходимо перевести в мбит/c (скорость локальных сетей измеряется обычно в миллионах бит в секунду).  , (1.6) где: v- Темп записи на каждую камеру; n- Количество видеокамер устанавливаемых на объекте; - размер сжатого кадра;z- пропускная способность канала видеонаблюдения. Исходя из формулы (1.6) требуемый объем информации для передачи по каналу равен:  1 мбайт= 1024кбайт, следовательно:  1 байт = 8 бит, тогда получаем:  Определение необходимого количества жестких дисков. Необходимое количество жестких дисков высчитывается по формуле (1.7).  , (1.7).где:  - необходимое количество жестких дисков; - пропускная способность канала видеонаблюдения; - скорость записи/чтения жесткого диска.Из расчета пропускной способности видно, что каждую секунду поступает 19 мбайт данных. Важно учитывать - что число дисков зависит в большей степени не от глубины архива. Дело в том, что надо успевать записывать весь поток и читать архив. По методике расчетов применяемой для серверов Trassir. Считается, что средняя скорость чтения/записи составляет пять мбайт/с, следовательно исходя из формулы (1.7) необходимое количество жестких дисков равно:  Расчет необходимого объема жесткого диска. Необходимый объем жесткого диска рассчитывается по формуле (1.8).  , (1.8)где:  - необходимый объем жесткого диска; - требуемый объем жестких дисков для записи всех видеокамер в течениинеобходимого количества суток; – необходимое количество жестких дисков.Исходя из формулы (1.8) необходимый объем жесткого диска равен:  Итого для записи изображения с 24 видеокамер и исправной работы системы видеонаблюдения необходимо четыре жестких диска объемом 2 тбайта. Исходя из расчетов выбираем сетевой видеорегистратор марки TRASSIR, изображен на рисунке 24.  Рисунок 25 – внешний вид сетевого видеорегистратора TRASSIR DuoStation TRASSIR DuoStation — гибридный сетевой видеорегистратор для систем IP видеонаблюдения (NVR). Запись до 32 каналов (25 к/с на канал) на сервер. Отображение 32 канала видео на 2 VGA. Процессор Intel Core2Duo. До 5 жестких дисков. 2GB ОЗУ (или более). Сеть 1Гбит. DVD-RW. TRASSIR DuoStation — представитель самой мощной на рынке линейки NVR с эксклюзивными возможностями и характеристиками. Видеорегистраторы TRASSIR могут записывать видео как с аналоговых, так и с цифровых IP видеокамер или IP видеосерверов (сетевых видео устройств). DuoStation, прежде всего регистратор для IP видеокамер. Специальные и интеллектуальные функции. Цифровые видеорегистраторы TRASSIR могут быть оснащены дополнительно расширенным функционалом: 1. ActiveSearch – эксклюзивная разработка DSSL для работы с видеоаналитикой – поиск в архиве возведен на новый уровень удобства и скорости. 2. AutoTRASSIR — распознавание номеров транспортных средств – новая версия обладает мощным функционалом, не требует настроек и имеет высокую производительность. 3. ActiveDome – наиболее прогрессивная функция управления поворотными камерами SpeedDome (например, ActiveDome может управлять поворотными IP видеокамерами Axis). Ускоряет работу оператора в десятки раз, позволяет контролировать множество поворотных камер. В сочетании с SIMT – объектным детектором нового поколения (так же может быть использован на IP видеокамерах и IP видеосерверах Axis), дает возможность автоматического сопровождения целей скоростными поворотными камерами SpeedDome. DVR, оснащенный детектором SIMT, превращается в мощный инструмент событийного анализа видеозаписей. 4. POS – интеграция с кассовыми терминалами — позволяет в буквальном смысле спасать деньги в торговле за счет анализа действий кассиров, видеозаписей и других событий в поле зрения камер. Видеорегистраторы TRASSIR DuoStation могут записывать до 32-х каналов видео максимального разрешения и в реальном времени 25 кадров в секунду каждый канал. Разрешение видео не имеет значения — это могут быть и многомегапиксельные IP видеокамеры. NVR DuoStation позволяют одновременно с записью осуществлять просмотр «живого» видео – по количеству подключенных камер, воспроизведение видео из архива, передачу в сеть большому числу потребителей. Так же, все другие операции по настройке не прерывают записи. Для записи большого числа каналов видеорегистраторы используют фирменную технологию MultiStor, равномерно распределяющую записи по всем подключенным дискам. Мало того, данная технология увеличивает надежность сохранения записей при использовании всего объема дисков, так как при выходе из строя одного из дисков, будет потеряна только часть информации, в отличии, например, от технологии RAID0 или JBOD. Распределение записи по всем доступным дискам так же снижает нагрузку на каждый диск в отдельности и не позволяет третировать запись при воспроизведении или копировании данных с какого-либо из дисков. Разумеется поддерживается циклическая запись. Воспроизведение архива. Поиск видеозаписей может осуществляться как по времени, так и по событиям. Выбранные фрагменты могут быть скопированы на съемные носители. Операционная система. В видеорегистраторах TRASSIR используется операционная система Windows XP Embedded. Это специальная ОС для встроенных систем, оптимизированная для использования в качестве основы для надежной системы видеонаблюдения. Пользователь получает только тот интерфейс, который ему необходим для работы с DVR. При включении питания оператор увидит только интерфейс системы цифрового видеонаблюдения TRASSIR. Он не сможет играть в игры или совершать другие действия, могущие повлечь за собой отказ системы. Администратор, имея права доступа, владеет более широкими возможностями по настройке видеорегистратора. Работа по расписанию. Запись может быть задана с точностью до минуты для каждой видеокамеры как по детектору движения, так и постоянно. События в DVR могут быть заданы с отсрочкой по времени или исполнению в определенное время. Основные технические характеристики представлены в таблице 9. Таблица 9 Технические характеристики видеорегистратора TRASSIR DuoStation.
3.3 Выбр дополнительного оборудования 3.3.1 Коммутатор с поддержкой функции PoE Управляемый коммутатор 3 уровня Allied Telesis AT-8624POE, изображен на рисунке 26. Интерфейсы: 24 x 10/100 Мбит/с, 2 x 10/100/1000 и 2 x SFP. Поддержка PoE на всех 24 портах, мощность 400 Вт. Производительность: пропускная способность: 10.1 миллионов пакетов/с, коммутационная способность: 23.6 Гбит/с. Поддержка стекирования. Маршрутизация: RIPv1/v2, OSPF v2. Технические характеристики указаны в таблице 10. |