18 декабря 2003
А.Белей. Сетевые камеры в телевизионных системах безопасности.
А.Белей
Алгоритм безопасности № 4, 2003
В результате развития информационных технологий, на сегодняшний день на рынке появилось значительное число устройств позволяющих передавать видеоинформацию путем передачи данных через локально вычислительную сеть. Что это за класс устройств? Какие функции они позволяют реализовывать? И где они могут применяться? На все эти вопросы не готовы полностью отвечать ни производители, ни дистрибьюторы. Со стороны потребителя эти устройства выглядят как дорогие игрушки, которые только показывают уровень современных сетевых и электронных технологий.
В рамках этой статьи сделана попытка разобраться в многообразии этих устройств и необходимости их применения. Введем следующие определения:
Сетевая камера - аналоговая телевизионная камера, используемая в системах безопасности, имеющая сетевой интерфейс и предоставляющая видеоинформацию пользователям компьютерной сети.
Видеосервер - сетевое устройство, используемое в системах безопасности, коммутирующее видеосигналы от разных камер в единый поток видеоинформации (или формирующее независимые потоки видеоинформации) и предоставляющее эту информацию пользователям компьютерной сети (далее для простоты мы объединим эти понятия и будем употреблять термин сетевые камеры в обоих случаях).
Формально под эти определения подходят и камеры, которые передают видеоинформацию по сети с последующим восстановлением в аналоговый сигнал, а также цифровые видеорегистраторы, широко представленные на российском рынке. В этой статье намеренно не будут затрагиваться ни те, ни другие устройства, так как в первом случае это узко специализированные устройства, а во втором - это хорошо известные и широко применяемые устройства, занявшие свою нишу на рынке.
В чем отличие сетевых камер от этих устройств:
- сетевые устройства являются необслуживаемыми;
- они не имеют внешних интерфейсов ввода-вывода и настраиваются только по сети;
- практически во всех устройствах применяется аппаратная компрессия видеоданных.
При всей схожести сетевых камер различных производителей они отличаются друг
от друга целым рядом параметров:
Дискретизаиия изображения - этот параметр имеет следующие значения: полный кадр (Frame или 4CIF), одно поле (2CIF), четверть кадра (CIF) и одна восьмая кадра (QCIF);
Детектор активности- наличие детектора активности или движения является значимым преимуществом любой из моделей сетевых камер;
Метод компрессии - этот параметр не отличается многообразием значений, так как ограничен перечнем микросхем доступных на рынке. Как правило, это JPEG, Wavelet Mpeg-2 и др. Существуют также устройства, использующие программную компрессию и применяющие свои уникальные методы компрессии;
Скорость передачи видеоданных в сеть - это один из основных параметров сетевых камер и варьируется от 1 до 30 кадров в секунду (для 625-ти строчного стандарта - 25 кадров);
Наличие и размер флэш накопителя - флэш накопитель, устанавливаемый в сетевые камеры, позволяет записывать по тревоге последовательность пред/посттревожных изображений, а его объем непосредственно влияет на количество и качество этих изображений;
Наличие жесткого диска - при наличии жесткого диска в сетевых камерах, размер флэш накопителя не столь важен, так как вся необходимая видеоинформация записывается на жесткий диск, объем которого на несколько порядков больше;
Возможность записи видеоинформации на сетевые диски – практически все сетевые камеры позволяют записывать последовательность пред/посттревожных изображений на FTP сервера, а некоторые из сетевых камер могут записывать тревожные видеофрагменты;
Наличие и функциональность системы разделения доступа к ресурсам камеры - некоторые производители не уделяют достаточного внимания этому параметру, так как не ориентируют свою продукцию на рынок систем безопасности, хотя для таких систем одним из главных параметров является защищенность и конфиденциальность видеоинформации.
Управление поворотными камерами - при создании системы безопасности необслуживаемого объекта эта функция может быть весьма полезна, однако необходимо обращать внимание на перечень типов телеметрических приемников или поворотных камер, которые поддерживаются данным устройством.
Количество входов и выходов - значение этого параметра обычно равняются количеству видеовходов, хотя возможны и варианты, при этом необходимость использования входов и выходов зависит только от требований предъявляемых к проектируемой системе.
Существует еще много различных параметров, таких как передача звука, watermark изображений, шифрование видеопотоков и т.д., но в данное время они являются уникальными и выходят за рамки этой статьи.
Представленные на мировом рынке сетевые камеры обладают целым рядом уникальных возможностей и позволяют создавать системы, существование которых совсем недавно трудно было представить. При наличии системообразующего программного обеспечения существуют следующие возможности:
- построение телевизионных систем безопасности, использующих существующую кабельную и сетевую инфраструктуру;
- создание мобильных телевизионных систем;
- создание необслуживаемых телевизионных систем;
- создание распределенных телевизионных систем с высочайшим уровнем конфиденциальности видеоинформации (естественно, при условии применения сертифицированных средств защиты информации);
- создание систем, способных передавать с объекта по электронной почте администратору или владельцу тревожные кадры;
- построение "гетерогенных" телевизионных систем безопасности.
Рассмотрим несколько структурных схем построения телевизионных систем безопасности на базе сетевых камер (рис. 1 и 2).
На первой схеме изображена телевизионная система ряда распределенных необслуживаемых объектов, объединенных волоконно-оптической линией связи (либо каналом xDSL), с диспетчерскими пунктами расположенными независимо от расположения охраняемых объектов. При этом операторы на диспетчерских пунктах (при наличии необходимого уровня доступа) могут в реальном масштабе времени наблюдать или просматривать записи любой камеры в системе.
Рис. 1. Структурная схема телевизионной системы безопасности необслуживаемых объектов > >
На второй схеме изображена "гетерогенная" телевизионная система, объединяющая для операторов в единое целое сетевые камеры и стандартные цифровые видеорегистраторы. В такой системе операторы оперируют понятием видеокамера и видеоинформация, а все оборудование для них прозрачно.
Рис. 2. Структурная схема «гетерогенной» телевизионной системы безопасности > >
Примерами построения систем на базе сетевых камер могут служить следующие реализации:
- Построение необслуживаемых автономных систем, позволяющих обеспечивать безопасность, контроль и мониторинг удаленных объектов. К примеру, такими объектами сегодня являются узлы линейной арматуры при нефтепроводах, вышки с ретрансляторами мобильной связи, электроподстанции и т.д. Применение сетевых камер на этих объектах обусловлено несколькими предпосылками: наличие постоянных обслуживаемых каналов связи, малое число камер (обычно достаточно четырех), необходимость применения необслуживаемого оборудования (что исключает применение видеорегистраторов на базе персональных компьютеров) и отсутствие каких либо типовых решений по реализации телевизионных систем безопасности на этих объектах. Построение такой системы возможно с использованием сетевых камер, типа DigiEye Lite, Axis и т.д., и программного обеспечения, типа "Видео-Банкир", Axis Explorer и т.д.
- Для оборудования мелких частных объектов бывает вполне достаточно нескольких камер, а просмотр видеозаписей необходим только в случае тревог, которые происходят очень редко. Применяя сетевые камеры или видеосерверы со встроенными накопителями, можно реализовать "неприхотливую" систему видеорегистрации, при необходимости способную регистрировать всю необходимую информацию, и в случае тревоги, передавать хозяину серию кадров на электронный адрес (примером приемного устройства может стать мобильный телефон). Для построения такой системы пригодна практически любая сетевая камера (Pentax, Philips, Axis и т.д.).
- Службы безопасности больших предприятий иногда сталкиваются с проблемой установки "временных" камер и средств регистрации звука для последующего анализа непонятных ситуаций. Установка таких камер в аналоговых системах требует довольно больших трудозатрат. Применяя сетевые камеры сотрудникам службы безопасности достаточно один раз настроить систему, а далее для ее применения достаточно установить камеру в необходимое место и включить ее в компьютерную сеть. Основным элементом для построения таких систем является программное обеспечение, которое должно позволять гибко настраивать алгоритмы обработки событий. Например, программное обеспечение "Видео-Банкир" позволяет без особого труда объединить сетевые камеры и событие г охранных панелей или систем управления доступом.
- При проектировании телевизионных систем наблюдения пpoектировщики сталкиваются со следующей проблемой: предполагаемое количество камер на объекте на одну-две больше, чем количество каналов применяемых видеорегистраторов, а увеличить их количество не позволяет нехватка финансовых ресурсов Заказчика. Используя системы цифровой видеорегистрации, позволяющие одновременно работать и с аналоговыми, и с сетевыми камерами, проектировщик может построить наиболее оптимальный вариант системы, максимально отвечающий требованиям и возможностям Заказчика. Примером для построения систем подобного рода может служить цифровая телевизионная система "ВИДЕО-ИКС", уже давно хорошо зарекомендовавшая себя на рынке систем безопасности.
- Известно, что даже в настоящее время, при таком развитии средств цифровой обработки видеоинформации большинство крупных промышленных предприятий охраняют свой периметр только при помощи охранных периметральных средств. При поступлении тревожного сигнала от охранных средств дежурный посылает группу быстрого реагирования на место тревоги, не снабжая ее достаточной информацией. Такую информацию могут дать только телевизионные камеры, установленные в непосредственной близости от тревожного сектора средств охраны периметра. Применение сетевых видеосерверов позволит более ясно представлять обстановку на периметре и обеспечивать этой информацией группу быстрого реагирования. Построение таких систем применяя видеосерверы (Axis, DigiEye Lite и т.д.) предпочтительнее, т.к. позволяет устанавливать их в уличные шкафы вместе охранным оборудованием, снизив при этом количество точек ввода в компьютерную сеть, а в качестве видеоустройств использовать стандартные видеокамеры в уличных кожухах.
Вышеперечисленные примеры использования сетевых камер и видеосерверов - далеко не вся область их применения даже сегодня, при нынешнем развитии каналов связи и средств передачи информации. Эти устройства имеют широкие перспективы развития и внедрения в системы безопасности, так как они могут снять некоторые существенные ограничения существующих аналоговых и цифровых систем наблюдения и видеорегистрации. Например, качество наблюдаемого и записываемого изображения ограничено системой передачи видеосигнала PAL и стандартом цифрового преобразования изображений по Рекомендации 601 МККР (CCIR601). Кстати, сегодня цифровые системы видеорегистрации уже практически достигли этого предела. Применение сетевых камер высокой четкости позволит обойти это ограничение, существенно повысив качество видеоизображений, и позволит применять на объектах стандартные камеры и камеры высокой четкости (разрешение которых до 1000 твл по горизонтали).
Современные тенденции по выпуску видеопроцессоров, развитию пропускной способности каналов связи и снижением цен на это оборудование позволят существенно снизить стоимость телевизионных подсистем безопасности и их обслуживание.
Об авторе: А.Белей, группа компаний "Иста"
Источник: Алгоритм безопасности
