Проект системы охранного телевидения
 Скачать 249.86 Kb.
|
|
Скорость обработки/записи мультиплексированных изображений - это еще более сложный для понимания параметр, вокруг которого еще больше некорректностей и манипулирования цифрами при указании конкретных технических характеристик цифровых систем видеоконтроля. Все современные системы видеоконтроля, за очень небольшим исключением, работают с асинхронными аналоговыми или гибридными (с цифровой предобработкой) видеокамерами, имеющими самые обычные аналоговые композитные видеовыходы. А это означает, что любой цифровой системе видеоконтроля требуется время (как правило, 60-80 мс) для синхронизации с видеопотоками разных камер при их переключении. Именно поэтому скорость обработки мультиплексированных видеосигналов для профессиональных систем соответствует 12,5-16 FPS на один канал цифровой обработки, а для остальных - 8-10 FPS. Причем для некоторых цифровых систем видеоконтроля (например,захватывающих видеосигнал с помощью микросхем Philips SAA71ХХ), время синхронизации может быть величиной непостоянной, сильно зависящей от типа и марки конкретных видеокамер. В результате - вместо декларируемых 12,5 FPS можно в реальности получить 8-10 FPS, причем конкретное значение будет зависеть даже от конкретного экземпляра внешне совершенно одинаковых видеокамер одной и той же фирмы одной и той же марки. Следует отметить, что для достижения более высокой скорости обработки 16 FPS четкий захват четных или нечетных полукадров не контролируется, что внешне приводит к характерному подергиванию изображения на экране вверх-вниз. Более реально - это 12,5 FPS стабильного видеозахвата для любых видеокамер. Для плат, выполненных, например, по схеме 16х4 (использующих четыре микросхемы видеозахвата и мультиплексор для 16-ти видеовходов) это значение может составлять до 50 FPS на одну плату (12,5 х 4 = 50 FPS). Именно так работают профессиональные системы. Естественно, что скорость обработки/записи мультиплексированных изображений обязательно должна указываться в строгой привязке к формату и цветности видеокадра. Для мультиплексированных изображений разница между скоростью обработки и записи обычно не такая значительная, как для немультиплексированных, хотя для некоторых систем разница также может быть значительной. Емкость видеоархива - еще одна из характеристик, вокруг которой всегда идут баталии взаимного непонимания, споров и полной несопоставимости показателей разных систем. В технических характеристиках цифровых систем видеоконтроля можно встретить указание емкости видеоархива как в часах (днях, сутках), так и в количестве записываемых кадров. И первый, и второй подход имеют как доводы за, так и против. Рассмотрим первый пример. Пусть для какой-либо цифровой системы видеоконтроля указано, что она обеспечивает время записи от 2 до 1642 часов, с примечанием, что это в зависимости от интервала (скорости) записи и степени компрессии. Можно встретить и такое: "...при видеокомпрессии до 30 Кбайт для каждого изображения видеозапись в реальном времени может происходит в течение 75 дней для каждой из 36 камер". Второй пример: "при коэффициенте сжатия 1:80, среднем количестве движения на объекте 20% и емкости диска 1 Гбайт будет записано 781 250 кадров, что равно 54 часам непрерывной записи изображенийот 4 ТВ камер с частотой записи 1 кадр в секунду для каждой ТВ камеры". Впечатляет? Не очень, если принять во внимание, что ни в первом, ни во втором примере совершенно не указывается, для каких форматов кадра, цветности и какого качества записи указываются эти технические характеристики емкости видеоархива. А если принять во внимание, что реальные степени сжатия очень сильно зависят от характера конкретного видеоизображения, становится понятно, что емкость видеоархива - это характеристика, очень сомнительная для использования в целях сравнения различных систем, к тому же использующих совершенно различные алгоритмы компрессии и реализующие видеозапись с совершенно разным качеством. Из этого можно сделать вывод, что более корректно для целей сравнения следует указывать конкретные размеры сжатых видеоизображений одинаковых форматов и одинакового качества, например, с помощью видеозаписи специальных тестовых таблиц (EIA1956, например). Поскольку для современных цифровых систем видеоконтроля конкретные объемы жестких дисков практической роли не играют (как правило, существует очень широкий их выбор), приняв за единицу измерения условный 1 Гбайт, характеристики и времени, и количества кадров, например, легко можно получить с учетом конкретной скорости видеозаписи и объема отдельного видеокадра заданного сопоставимого формата (качества). Например, для кадров формата 384х288 с размером 2 Кбайта и скорости записи 25 кадров/с для одной видеокамеры: 1 Гбайт : 2 Кбайт/кадр = 500 000 кадров / 1 Гбайт, 500 000 кадров : 25 кадров/с = 20 000 c или 5,6 часа / 1 Гбайт. Соответственно, для жестких дисков в объемом 60 Гбайт общая емкость видеоархива будет составлять 5,6 часа * 60 = 336 часов для скорости записи 25 кадров/с. Для скорости 50 кадров/с (две камеры по 25 FPS или 4 платы по 12,5 FPS) будет 168 часов, а для 12,5 кадров/с (для 16 мультиплексированных видеокамер на одну плату видеозахвата с одним каналом обработки), например, - 672 часа или 28 суток. Стоит заметить, что увлекаться подобными расчетами не следует, поскольку прогнозировать степень компрессии в реальных условиях конкретного объекта заранее невозможно. Наличие дополнительных средств архивирования видеоинформации. Как правило, все цифровые системы видеоконтроля имеют только оперативный видеоархив на системном жестком диске (иногда - вдополнительном специализированном системном блоке), организованный по принципу безостановочной кольцевой видеозаписи. Это приводит к тому, что при полном заполнении жесткого диска самые ранние записи стираются. С целью организации долговременного видеоархива некоторые профессиональные системы имеют дополнительные средства архивирования, которые позволяют переносить оперативный видеоархив или отдельные его фрагменты на любые внешние носители (сетевые диски, стриммеры и т.п.). Отдельные профессиональные системы имеют дополнительные средства архивирования, позволяющие выполнять сетевое архивирование с удаленных систем видеоконтроля (удаленных видеосерверов), в т.ч. по коммутируемым каналам связи. Наличие многоканального детектора движения (активности). Большинство современных цифровых (компьютерных) систем видеоконтроля обязательно имеют многоканальные детекторы активности. Профессиональные цифровые системы видеоконтроля обязательно должны использовать многоканальные детекторы движения. Если детекторы активности используют достаточно простые разбиения поля изображения, как правило, на 8-16 (очень редко - более) областей, которые используются только для анализа активности (как правило, на основании измерения относительных изменений яркости/контраста в этих зонах), без определения реальных характеристик движения объекта, то истинно профессиональные детекторы движения дополнительно к обычному обнаружению активности, определяют как характеристики собственно детектируемого объекта (форму, контур, размер, контраст и т.д.), так и характеристики его движения (скорость, изменения скорости и т.д.). Основное отличие профессиональных детекторов от обычных - это возможность их настройки в реальных условиях охраны объектов именно на обнаружение движения объектов, с предельной минимизацией ложных срабатываний (фильтрацией помех), а также задания гибкой логики обработки тревог ("горячая" тревожная запись, пред- и пост-запись, управление по срабатыванию детектора остальным охранным оборудованием, например - подсистемой аудиоконтроля). Под ложными срабатываниями обычно понимаются срабатывания детектора на естественные оптические помехи (блики, естественные или некоторые искусственные колебания освещенности в зоне контроля, усредненно-стохастические изменения в зоне контроля, например, от листвы деревьев, помехи отдождя, снега и т.п.), а также срабатывания на объекты с характеристиками, отличными от требуемых (по форме, размеру, контрасту, скорости движения, ее изменению и т.д.). Так, например, с помощью профессиональных детекторов движения вполне можно отстроиться от помех, вызванных пролетом птиц, падающей листвы, некоторых домашних животных (кошек, собак, домашней птицы и пр.), и от бликов, отражающихся в обычных лужах, водоемах и т.п. Обычным детекторам активности это не под силу - обязательно будут ложные срабатывания, со всеми вытекающими последствиями. Именно поэтому наличием профессионального детектора движения профессиональные системы отличаются от обычных цифровых систем видеоконтроля, оснащенных обычным детектором активности. Некоторые профессиональные детекторы движения имеют несколько отдельно анализируемых зон (обычно не более 8...16-ти), каждая со своими настройками, что позволяет реализовывать ряд дополнительных функций детектирования и реакций на движение. Количество немультиплексированных видеоканалов на один системный блок (одну плату) - очень важная характеристика цифровых систем, для которых важна организация многоканального высококачественного видеоконтроля со скоростью до 25 FPS. Как правило, одна плата видеозахвата позволяет обрабатывать 1, 2 или 4 немультиплексированных видеосигнала одновременно. Поскольку в системный блок обычно можно установить до 4-х плат видеозахвата, одним системным блоком цифровой системы видеоконтроля возможна параллельная обработка (организация видеонаблюдения и видеозаписи одновременно) от 4-х до 16-ти немультиплексированных видеоизображений со скоростью обработки до 25 FPS. При этом следует понимать, что видеообработка и видеозапись со скоростями до 25 FPS более требовательна к ресурсам РС-платформы и значительно уменьшает глубину оперативного видеоархива. Кроме этого, указание количества немультиплексированных видеоканалов на один системный блок (плату) обязательно требует указания этого параметра в строгой привязке к скорости обработки/записи, к формату и цветности видеокадра. Иногда вместо общего количества немультиплексированных видеоканалов указывают суммарную скорость обработки/записи немультиплексированных видеоизображений, например 25 FPS, 50 FPS, 100 FPS и т.д. Количество мультиплексированных видеоканалов на один системный блок (однуплату). Как правило, для организации профессионального видеоконтроля вполне достаточно обеспечить среднюю скорость обработки на один видеоканал от 1-3 FPS до 6-7 FPS, с возможностью динамического выделения тревожному видеовходу ресурса до 12,5-25 FPS. Для этого обычно используют или встроенные прямо на плату видеозахвата, или внешние мультиплексоры видеосигналов. Количество мультиплексированных видеоканалов на одну плату может составлять от 4-х ( так называемая схема 4х1, с одной микросхемой видеозахвата ) до 16-ти ( 16х1, 16х4, с одной или четырьмя микросхемами видеозахвата). Соответственно для одного системного блока цифровой системы видеоконтроля можно получить от 16 до 64 мультиплексированных видеоканалов обработки. По аналогии с немультиплексированными видеоизображениями, иногда вместо общего количества мультиплексированных видеоканалов указывают суммарную скорость обработки/записи мультиплексированных видеоизображений на системный блок, например, 12,5 FPS, 25 FPS, 50 FPS, 100 FPS, 200 FPS и т.д. Соответственно, в этом случае очень просто получить среднюю скорость обработки для любого количества мультиплексированных видеоканалов. Например, для суммарной скорости обработки 50 FPS и 32-х задействованных видеоканалов получаем 50 : 32 = 1,56 FPS на один видеоканал, как правило, с возможностью динамического выделения для тревожного видеоканала ресурса горячей записи/видеоотображения вплоть до 12,5 и даже 25 FPS. Наличие и количество тревожных входов/выходов (цифровых входов /выходов управления). Для организации интеграции с внешним охранным оборудованием современные цифровые системы видеоконтроля, как правило, оснащаются специальными тревожными входами типа "сухой контакт" и специальными, как правило, релейными (или цифровыми) выходами управления. Обычно можно встретить системы с количеством тревожных входов от 8 до 64-х и релейных выходов от 8 до 32-х. Профессиональные системы видеоконтроля, как правило, должны обеспечивать гибкую логику обработки событий с тревожных входов и выдачи соответствующих управляющих сигналов на выходы управления. Обычные системы видеоконтроля имеют очень простую логику обработки тревожных событий (включить запись по срабатывании тревожного входа или по срабатыванию видеодетектора движения/активности выдать управляющий сигнал на выход и т.д.). Возможностьуправления поворотными устройствами и объективами видеокамер (телеметрического управления). Управление поворотными устройствами и объективами видеокамер для некоторых объектов является одним из обязательных требований к системе видеоконтроля. Именно поэтому большинство современных систем оснащаются средствами управления поворотными устройствами и объективами видеокамер, а для профессиональных систем видеоконтроля это требование является практически обязательным. Как правило, такое управление осуществляется по интерфейсам RS-485, что обычно требует использования в системах видеоконтроля соответствующих преобразователей интерфейсов RS-232/RS-485. Количество каналов телеметрического управления в цифровых системах видеоконтроля может быть самым разнообразным - от 4 / 8 / 16-ти фиксированных до 32 / 64-х и более расширяемых. Функциональность средств телеметрического управления видеокамерами цифровых систем видеоконтроля обычно соответствует функциональности обычных аналоговых средств управления. Возможность ведения объектно-ориентированных карт-схем охраняемых объектов. Речь идет о возможности отображения на картах-схемах (как правило, многоуровневых иерархических) охранного оборудования, в т.ч. оборудования видеоконтроля, и режимов его работы (тревога, режим записи, режим охраны, обрыв и т.п.). Профессиональные системы дополнительно к простому отображению позволяют осуществлять управление охранным оборудованием прямо с плана-схемы. Особое значение для охраны больших объектов (многоэтажные здания, территориально распределенные объекты и т.п.) имеет возможность удобной навигации между отдельными элементами многоуровневых иерархических планов с целью быстрой локализации тревожной зоны и оперативного управления охранным оборудованием. Возможность многоканальной синхронной аудиозаписи (аудиоконтроля). Как известно, синхронная с видео аудиозапись (аудиоконтроль) может очень существенно дополнять видеоконтроль анализом звуковой обстановки на охраняемом объекте. Обычно это очень помогает принятию решения о наступлении тревожного события или дает дополнительный канал информации, позволяющий отсеять ложное срабатывание системы видеоконтроля, например. Как правило, современные цифровые системы видеоконтроля имеют от 1-го - 2-х до 16-ти и более синхронных с видео аудиоканалов. Профессиональные системы,кроме обычной синхронной записи по срабатывании детектора движения, должны обеспечивать еще аудиозапись по акустопуску, а также комбинированный режимы работы и возможность задания гибкой (интеллектуальной) логики обработки тревожных событий, связанных с синхронной записью звука и детектированием движения в системах видеоконтроля. Наличие и общее количество аналоговых видеовыходов на один блок (одну плату). Как правило, скорее по традиции лучшего восприятия изображения на аналоговых мониторах, современные цифровые системы видеоконтроля имеют аналоговые выходы, к которым можно подключить обычные аналоговые видеомониторы (для организации дополнительного видеонаблюдения) или видеомагнитофоны (для организации дополнительной видеозаписи). На эти выходы, соответственно, можно выводить или сквозные видеоканалы, тревожную (тревожные) видеокамеру (видеокамеры), а также, просто наблюдать за заранее выбранным видеоканалом. Профессиональные системы, как правило, дополнительно к вышеописанному, могут позволять листать последовательно все тревожные видеоканалы и выводить их последовательно на аналоговый выход (выходы), а также задавать определенную гибкую логику обработки тревожных событий и вывода на аналоговые выходы любых видеоканалов в самых различных режимах просмотра (или видеозаписи). Возможность экспорта видеоинформации. Очень полезная функция для документирования тревожных событий или преобразования видеоданных из внутреннего формата цифровой обработки и/или компрессии во внешние, как правило, широко распространенные форматы для дальнейшего их анализа и использования. Как правило, видеоряд преобразуется в широко распространенный формат AVI (или MPEG), а отдельные видеокадры - в формат JPEG (BMP). Такое преобразование обычно можно производить или в автоматическом, или ручном режимах в режиме "on-line" просмотра, а также при работе с видеоархивом. Сетевые и телекоммуникационные свойства. Как правило, практически все современные цифровые системы видеоконтроля позволяют осуществлять удаленный видеомониторинг и/или удаленное администрирование системы. Для этого обычно используются или специальные сетевые клиенты, или самые обычные браузеры типа Microsoft Internet Explorer, Netscape, Opera и т.п. Практически все системы работают в сети по протоколу TCP/IP. Некоторые имеют встроенныесредства автодозвона и работы по обычным телекоммуникационным линиям. Профессиональные цифровые системы видеоконтроля, как правило, отличает от обычных систем возможность работы неограниченного количества видеосерверов и сетевых клиентов в одной сети любого масштаба (включая низкоскоростные сегменты сети), возможность организации перекрестного видеонаблюдения, использование архитектуры клиент-сервер, ведения единого протокола для всего сетевого комплекса в целом, а также возможность распределения охранных функций в пространстве сети и задание гибкой логики обработки тревожных событий. Таким образом, преимуществом профессиональных сетевых систем является отсутствие каких-либо количественных ограничений на общее количество видеоканалов обработки, а также общее количество охранного оборудования, включенного в единую сеть. К сожалению, далеко немногие цифровые системы видеоконтроля, претендующие на рынок профессионального оборудования в части сетевых свойств, таковыми на самом деле являются. Поскольку на возможность работы в сети, особенно по низкоскоростным каналам связи, очень сильно влияет средний размер видеокадра заданного формата и определенного качества (например, 1-2 Кбайт для кадра формата 384х288), то очень многие системы, реально работающие с небольшими степенями компрессии, при заданном уровне качества отдельных кадров (например, 5-10 Кбайт для того же кадра формата 384х288), реально неспособны эффективно работать в сложном сетевом окружении, и, особенно, при наличии сегментов сети с низкоскоростными телекоммуникациями. Так, например, отличие размера кадра в 5 раз дает аналогичное отличие и в максимальной скорости передачи видеосигналов по сети, а иногда - практическую невозможность такой работы на реальных объектах. |