Видеонаблюдение: технологические тенденции

Дальнейший рост спроса на системы сетевого видеонаблюдения будет связан со снижением их стоимости, совершенствованием аппаратных платформ и всесторонним развитием технологий.

По данным исследования MarketsandMarkets, в ближайшие четыре года среднегодовые темпы роста мирового рынка видеонаблюдения, включая мобильные, IP- и аналоговые продукты, видеокамеры, устройства хранения и ПО, превысят 16%, а объем этого рынка к 2016 году составит более 25 млрд долларов. В прошлом году, судя по количеству инноваций, слияний и приобретений компаний, отрасль видеонаблюдения продолжала быстро развиваться. Если в мире продажи продуктов сетевого видеонаблюдения опередят продажи устройств аналогового видеонаблюдения не ранее чем в 2015 году, то в регионе EMEA это случится уже в 2012-м. В России же, согласно прогнозам IMS Research 2010 года, переломным должен был стать 2011-й, когда продажи аналоговых систем CCTV и сетевых систем видеонаблюдения сравняются (см. Рисунок 1). Так это или нет, мы узнаем, когда аналитики подведут итоги ушедшего года. По словам Вадима Макарова, менеджера по развитию направления CCTV отдела профессионального оборудования «Сони Электроникс», поставки аналогового оборудования пока еще превышают продажи сетевых систем. Тем не менее тенденция налицо.

Рисунок 1. Изменение пропорции продаж аналоговых и сетевых систем видеонаблюдения на российском рынке в денежном выражении (прогноз IMS Research, 2010 год).

ПЕРЕЛОМ В ПОЛЬЗУ IP

«Перелом рынка в пользу IP на рынке видеонаблюдения уже состоялся, — считает Олег Никулин, менеджер по развитию продуктов Pelco компании Schneider Electric. — Характеристики и функционал IP-видеонаблюдения не оставляют «аналогу» никаких шансов. Процесс уже принял лавинообразный характер, и сегодня единственным сдерживающим фактором является цена. Но цены на IP-устройства снижаются, и рано или поздно в крышку гроба аналогового видео будет забит последний гвоздь. Кроме того, применение IP-видеонаблюдения отечественными предприятиями активно подстегивалось снизу: в России системные интеграторы намного сильнее, чем в ЕМЕА в целом. Они занимаются комплексным оснащением объектов — инсталляцией не только сетей, но и других систем, в том числе и видеонаблюдения. Для них проще и естественнее использовать сетевую инфраструктуру, построенную для компьютерных сетей».

Павел Костюрин, менеджер по продукции компании «QNAP Россия», объясняет опережающие темпы внедрения IP-систем на российском рынке большим количеством новых проектов и все более явным стремлением заказчиков приобретать системы видеонаблюдения с гибкими возможностями модернизации и расширения. Ранее это было редкостью — часто заказчики по тем или иным причинам вкладывали значительные средства в уже устаревшее оборудование.

Одним из факторов, способствующих более широкому проникновению IP-видеонаблюдения на рынок, является все большее вовлечение в сферу видеонаблюдения ИТ-компаний, которые при реализации задач видеонаблюдения предлагают клиентам исключительно IP-решения, отмечает Вадим Макаров. Кроме того, в ближайшей перспективе возможность функционирования IP-видеооборудования по единым стандартам (таким как ONVIF) станет мощным стимулом для выбора этих устройств при создании современных систем видеонаблюдения.

Как считает Михаил Гришунин, заместитель директора по продукции компании «Тайле», несмотря на бурный рост рынка видеонаблюдения, даже Москва и другие наши мегаполисы значительно уступают по плотности размещения устройств видеонаблюдения европейским, американским или азиатским центрам. «На мой взгляд, — размышляет он, — именно большое количество уже эксплуатируемых аналоговых систем, зрелость и насыщенность этого сегмента будут замедлять переход на IP в развитых странах. Мы же начинаем почти с нуля и, что логично, можем сразу ориентироваться на более современные и перспективные технологии».

Аналитики уверены, что, несмотря на экономические трудности, в 2012 году в мире сохранится высокий спрос на системы видеонаблюдения — данный рынок вырастет более чем на 25%. Конечно, в первую очередь это касается сетевого видеонаблюдения. По информации зарубежных аналитических агентств, у Axis Communications продажи за первые девять месяцев 2011 года выросли в денежном выражении на 37%, а у Mobotix закончившийся в июне 2011 года финансовый год ознаменовался ростом на 36%. По мнению аналитиков D-Link, продажи выпускаемой их компанией продукции сетевого видеонаблюдения увеличатся по крайней мере в 1,5–2 раза. Все это рассматривается как сигнал о хорошем состоянии рынка.

Особые надежды возлагают на страны БРИК, где в 2012 году данный сегмент может вырасти более чем на 30%. По оценкам IMS Research, в 2010 году объем рынка оборудования видеонаблюдения в этом регионе превысил 2,5 млрд долларов (в мире — 9 млрд долларов), а среднегодовые темпы роста составляют более 20%. В России, согласно прогнозам, в текущем году на продажи систем сетевого видеонаблюдения придется 60% рынка (в денежном выражении), а в 2014 году — уже 75%. Темпы роста продаж сетевых камер в прошлом году более чем в четыре раза опережали аналогичный показатель для аналоговых систем CCTV.

ФАКТОРЫ РОСТА

В мире основными заказчиками систем видеонаблюдения являются аэропорты, порты и коммунальные предприятия, а лидирует система образования. Далее следуют розничная торговля, коммерческий сектор, финансы и банки (см. врезку «Городские и региональные системы видеонаблюдения»). По данным проводившихся в мире опросов, для заказчиков систем видеонаблюдения основную проблему представляют их стоимость и надежность, для системных интеграторов — расходы и время на обучение клиентов. Для многих организаций стоимость останется главным фактором, но снижение цен на оборудование и альтернативные бизнес-модели (например, облачное видеонаблюдение — VSaaS) будут способствовать все более широкому проникновению IP-видеонаблюдения на рынок.

«Стоимость сетевых камер куда выше, чем аналоговых, — рассказывает Михаил Гришунин. — И даже если посчитать общие затраты, итоговая разница зачастую оказывается не в пользу IP-систем. Поэтому не всегда удается убедить заказчика в необходимости выбрать IP. У современных сетевых камер время наработки на отказ близко к таковому для аналоговых систем. Однако большое количество компонентов IP-инфраструктуры и их непривычность для тех, кто традиционно использует аналоговые системы, могут вызвать ощущение недостаточной надежности решения».

Вопрос высокой стоимости, пожалуй, самый острый, подчеркивает Павел Костюрин. «На наш взгляд, при выборе системы видеонаблюдения самое важное — не просто уложиться в бюджет, а использовать выделенные средства максимально эффективно, чтобы отдача от инвестиций была существенной на протяжении долгого времени. Для этого стоит выбирать те решения, которые в перспективе можно улучшать как программно, так и аппаратно. Что касается расходов и времени, которые потребуются на обучение клиентов, то их не стоит преувеличивать, поскольку многие современные решения просты и удобны в управлении».

За последние два года на российском рынке IP-видеонаблюдения появилось множество новых брендов, возросла конкуренция, что заставило производителей снижать цены на свою продукцию и постоянно обновлять линейку оборудования, рассказывает Иван Ярославов, менеджер по развитию направления «Системы видеонаблюдения» компании «Тайле». Если новые камеры стоят так же или дороже старых аналогов, то на замещаемые устройства цены неизменно снижаются. Такая «гонка вооружений» плюс все увеличивающиеся объемы поставок вызывают постепенное удешевление продукции на рынке IP-видеонаблюдения.

Кроме дальнейшего снижения стоимости систем, значительное влияние должно оказать всестороннее развитие технологий. Один из примеров — повышение возможностей интеграции устройств разных вендоров за счет стандартизации, усовершенствование средств интеллектуального анализа видео, разнообразие способов безопасной передачи и надежного хранения данных, а также защищенного доступа к ним.

Конвергенция технологий — одна из тенденций в области видеонаблюдения. Например, системы видеонаблюдения, как часть системы обеспечения физической безопасности, можно интегрировать со средствами контроля доступа, обладающими функциями биометрии или RFID. Кроме того, видеонаблюдение можно использовать не только для обеспечения безопасности, но и, например, для привлечения покупателей в магазины — предоставлять открытый доступ к видеопотоку через Интернет, чтобы покупатели могли видеть то место, которое они собираются посетить. Такое функциональное расширение поможет сократить сроки окупаемости инвестиций.

IMS Research прогнозирует в текущем году значительные изменения и в области программного обеспечения Video Management System (VMS). Инновации коснутся не только пользовательского интерфейса, который станет более простым, интуитивно понятным и унифицированным, но и приложений «мобильного видеонаблюдения» для платформ iOS и Android, а также интеграции систем видеонаблюдения и контроля доступа (см. Рисунок 2). Платформы VMS будут трансформироваться в системы управления физической безопасностью (Physical Security Information Management, PSIM), способные, например, сопоставлять информацию, поступающую с нескольких датчиков и камер, для генерации события.

Рисунок 2. Интеграция системы сетевого видеонаблюдения, аналогового видеонаблюдения, мобильныхустройств и терминалов POS на базе программного обеспечения Milestone предоставляет возможность контроля за действиями персонала и клиентов, снижая вероятность ошибочных или недобросовестных действий.

ГОНКА ЗА ПИКСЕЛЯМИ

Переход на видео высокого разрешения — одна из самых заметных в последние несколько лет тенденций на рынке видеонаблюдения. Аналитики IMS Research прогнозируют опережающий рост продаж камер видеонаблюдения с разрешением HD и выше: к 2015 году более 70% таких устройств, поставляемых на мировой рынок, будут иметь мегапиксельное разрешение. По расчетам IMS Research, в 2012 году в России и Восточной Европе 60% продаж в единицах продукции будут составлять сетевые камеры стандартного разрешения, около 10% — камеры HD и более 30% — мегапиксельные камеры. К 2014 году объем продаж камер SD существенно снизится и не преодолеет планку в 50% (см. Рисунок 3).

Рисунок 3. Увеличение доли продаж IP-камер с разрешением HD и мегапиксельных камер в Восточной Европе и России в единицах продукции (по прогнозу IMS Research).

Однако уже сейчас крупные производители видеокамер, учитывающие современные тенденции отрасли и ориентированные на будущее, стремятся пополнять перечень своей продукции сетевыми камерами с разрешением HD.

Так, например, линейка IP-камер компании D-Link на 95% состоит из оборудования с разрешением не ниже 1280×720 пикселей, причем в ней присутствуют и камеры с разрешением до 3 Мпикс (2048х1536).

Хотя сейчас для подавляющего числа приложений видеонаблюдения достаточным считается разрешение HD (720p или 1080p — 1 и 2 Мпикс), весь прошедший год производители продолжали «гонку за пикселями». Например, Arecont Vision и Avigilon добавили в свои линейки продуктов камеры с разрешением 20 Мпикс, Dallmeier выпустила 200-мегапиксельную камеру и планирует выпуск 600-мегапиксельных продуктов, а ipConfigure пошла еще дальше и представила первую в мире платформу видеонаблюдения с разрешением до двух гигапикселей!

Данная тенденция подкрепляет распространенное заблуждение, что увеличение разрешения ведет к повышению качества изображения. Однако оно зависит не только от количества пикселей в сенсоре, но и от особенностей оптики и алгоритмов обработки изображений. В IMS Research считают, что в 2012 году производители сфокусируют свое внимание именно на качестве изображения, а не на количестве пикселей. К тому же для подавляющего большинства задач камер сверхвысокой детализации не требуется: достаточно возможности различать лица и автомобильные номера. Гигапиксельные системы нужны лишь в тех приложениях, где необходим широкий обзор, например на стадионах. Поэтому такие продукты останутся нишевым решением.

Как считает Олег Никулин, гонка за пикселями — это не более чем маркетинговые уловки. «До сих пор 70–75% применяемых камер имеют разрешение не более 1,3 Мпикс. Матрицы высокого разрешения существуют, а вот процессоров, способных обрабатывать и «упаковывать» такие потоки, еще нет. Многомегапиксельные камеры не используют компрессию — не хватает вычислительной мощности процессора. Что делать с такими видеопотоками? Кто готов платить за гигабитные соединения с каждой камерой, за лишние терабайты хранилищ?»

«Безусловно, наличие в линейке производителя камер с матрицами в семь и более мегапикселей — признак инновационности и технологичности, однако есть у них и практическое применение, — уверен Михаил Гришунин. — Благодаря большому разрешению в сочетании с широкоугольным объективом одной «многомегапиксельной» камерой можно заменить несколько обычных с разрешением SD или HD. Кроме того, «избыток» пикселей позволяет применять различные системы повышения качества изображения, например, значительно увеличить эффективность камеры, работающей в сложных условиях освещенности. Не следует забывать также и про особые случаи, когда нужна высокая разрешающая способность — речь идет о местах скопления людей, о контроле за серийными номерами на товарах или банкнотах и т. д.».

Как указывает Вадим Макаров, приоритеты развития IP-видеонаблюдения не определяются увеличением числа мегапикселей. Есть достаточно много задач, которые являются более актуальными. В частности, это расширение динамического диапазона, дальнейшее увеличение быстродействия аппаратной части камер, оптимизация работы кодеков.

Кроме того, качество и надежность сервиса IP-видеонаблюдения напрямую зависит от качества сетей передачи данных. Как замечает Алексей Мельчаков, менеджер по работе с клиентами компании Allied Telesis, покупая дорогие камеры ведущих производителей с широким набором функций и возможностей, многие экономят на сети и активном сетевом оборудовании, считая его второстепенным по значимости. Как показывает практика, печальные последствия не заставляют себя ждать: потратив бюджет на камеры, покупатель рассчитывает получить изображение с качеством HD, а в действительности получает достаточно усредненный вариант с высокой стоимостью.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ФУНЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ

По мере все большего распространения решений HD производителям придется дифференцировать свои продукты на рынке, для чего необходим дополнительный функционал. Pelco, например, совершенствует встроенные и добавляет новые аналитические функции камер и работает над улучшением качества картинки в сложных условиях освещенности: новая технология SureVision дает расширенный динамический диапазон, лучшую чувствительность и адаптацию к засветке.

Способность видеокамер работать при низком освещении и поддержка широкого динамического диапазона считаются перспективными областями. Как нельзя кстати появилась технология точного управления диафрагмой P-Iris — результат совместных усилий специалистов шведской Axis Communications и японского производителя объективов Kowa. Система P-Iris оптимизирует открытие диафрагмы при любых условиях освещения и позволяет получить более контрастные и четкие изображения с лучшим разрешением. Она обеспечивает отличную резкость, особенно при сложных условиях освещения и в случае использования мегапиксельных камер видеонаблюдения.

В P-Iris применяются специальный объектив и программное обеспечение камеры. Программа управляет шаговым мотором объектива P-Iris для точного контроля открытия диафрагмы. Это позволяет улучшить резкость изображения и ее глубину. Благодаря последней возможности более четко просматривается значительная часть сцены, что необходимо для большинства систем видеонаблюдения. В общем случае резкость изображения улучшается при меньшем раскрытии диафрагмы, так как многократно уменьшаются оптические ошибки.

Все более популярными становятся инфракрасные камеры (тепловизоры). Это не новая, но все более заметная тенденция. Такие видеокамеры традиционно применяются в инсталляциях, где требуется высокая степень безопасности — для охраны границы, критически важной инфраструктуры (например, атомных электростанций, аэропортов, трубопроводов) и мест заключения. Однако их более широкое применение сдерживала высокая стоимость инфракрасных камер. Сейчас стали появляться относительно недорогие продукты с новыми сенсорами, не требующими охлаждения. В прошлом году доступные по цене инфракрасные видеокамеры выпустили Axis Communications, D-Link и другие известные вендоры. В Sony уверены, что интеграция видеонаблюдения с тепловизионными системами является одним из приоритетных направлений: здесь главной темой будет разработка специализированных программных комплексов для анализа изображений, получаемых одновременно с двух разных типов камер.

Еще одним перспективным направлением в сфере видеонаблюдения является функция Fisheye. Данный функционал сейчас активно внедряется многими производителями. Например, D-Link планирует представить новые камеры «рыбий глаз» с широкоугольным объективом, обеспечивающим угол обзора в 1800 или 3600. Изображения, полученные такой камерой, могут быть преобразованы в обычные прямолинейные проекции, что облегчает их просмотр и анализ. Камеры Fisheye хорошо подходят для мониторинга открытых площадок — например, городских улиц, аэропортов, торговых центров, парковок, конференцзалов. Основными преимуществами камер с функционалом Fisheye являются отсутствие «мертвых» зон обзора, гибкий и эффективный мониторинг, сокращение расходов на монтаж и простота установки.

Что же станет следующей тенденцией? По данным IMS Research, на рынок видеонаблюдения уже начинает проникать технология 3D. Первые такие продукты были представлены еще на выставке ASIS 2010. Основное преимущество 3D-видео — глубина восприятия, а также возможность разработки более точных и совершенных аналитических алгоритмов. Например, можно будет четко отличать тени от реальных объектов. Однако до тех пор, пока не снизится стоимость 3D-камер и дисплеев и не будет преодолен консерватизм отрасли безопасности, массового спроса на эту технологию ожидать не следует. Тем не менее, очевидно, к экспериментам с 3D-видео в отрасли видеонаблюдения будут присоединяться все больше вендоров, хотя оно предъявляет очень высокие требования к пропускной способности сети и емкости систем хранения.

В D-Link обращают внимание на еще одну тенденцию — поддержку в IP-камерах протокола IPv6. Уже сейчас в линейке камер компании D-Link представлены модели с реализацией данного протокола.

Быстрое развитие новых технологий и разработок стимулирует движение сектора видеонаблюдения по пути дальнейшего повышения качества картинки, внедрения технологий 3D, более эффективного сжатия видеопотока и усиления аналитических способностей систем видеонаблюдения, убежден Николай Зыляев, коммерческий директор Verint Systems Eastern Europe.

АЛГОРИТМЫ СЖАТИЯ

Во многих системах видеонаблюдения в качестве алгоритма сжатия видео используется H.264, однако, как надеются в IMS Research, в текущем году можно ожидать усовершенствования методов сжатия и появления более экономичных решений.

Этому будет способствовать дефицит жестких дисков и повышение их стоимости из-за наводнения в Таиланде, а также общая экономическая ситуация.

Кроме того, повышение спроса на HD и мегапиксельные камеры способствует заметному росту требований к емкости хранения из-за увеличения размера файлов. Повышение разрешающей способности системы видеонаблюдения до режимов высокой четкости (HD 720p, 1080p) сопровождается многократным (в 4–8 раз) увеличением вычислительной нагрузки на подсистемы сжатия и видеоанализа. Таким образом, как подчеркивают специалисты компании ITV/ AxxonSoft, чтобы избежать перегрузки каналов связи и сервера, функции сжатия и видеоанализа должны быть реализованы непосредственно в камере HD или в видеосервере (см. статью автора «Развитие систем видеоаналитики» в этом номере «Журнала сетевых решений/LAN»). Кроме того, артефакты компрессии H.264 или MJPEG существенно влияют на точность и дальность действия серверной аналитики, поэтому потребуются более совершенные кодеки.

Один из вариантов — H.264 SVC (Scalable Video Coding), хотя в отрасли видеонаблюдения он пока не очень распространен. Его основные преимущества — снижение требований к пропускной способности и емкости хранения. Масштабируемый протокол сжатия Н.264 SVC повышает эффективность сжатия на 15–30% относительно предыдущей версии ASV и позволяет одновременно передавать видеопотоки с различной степенью сжатия (коэффициент сжатия / количество кадров в сек). Еще один формат — WebM на базе VP8. Его более высокая эффективность по сравнению с H.264 представляется спорной. Вместе с тем WebM оптимизирован для видео в HTML5, что может иметь ключевое значение в приложениях VSaaS. До сих пор для WebM нет соответствующего потокового протокола реального времени, что сдерживает его распространение в системах видеонаблюдения. Наконец, это High Efficiency Video Coding (HEVC), рассматриваемый как дальнейшая эволюция H.264. Однако ратификация данного стандарта ожидается не ранее конца текущего года или в начале следующего.

Как уже отмечалось, отрасль видеонаблюдения достаточно консервативна. Например, широкое распространение имеют форматы MPEG4, Wavelet и JPEG2000, а H.264 подчас называют новым. Поскольку H.264 SVC по существу представляет собой расширение H.264, в ближайшей перспективе, очевидно, производители станут внедрять именно этот формат. В более отдаленном будущем преемником H.264 может оказаться HEVC. Последний предусматривает ряд новых возможностей — от компенсации движения с высокой точностью до набора из нескольких адаптивных методов кодирования. В перспективе он может прийти на смену H.264, но потребует больше аппаратных ресурсов.

Сергей Орлов — ведущий редактор «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: sorlov@lanmag.ru.