У аналоговых систем видеонаблюдения появился опасный конкурент. Ежегодно поднимаясь на 70%, волна цифровых технологий достигла конечных пользователей. Аналитики предсказывают, что в 2003 г. потребители во всем мире потратят на покупку цифровых камер и видеосерверов 400 млн долларов. В борьбе за потребителя многие известные производители поставляют на рынок все более мощные системы с расширенными возможностями.

Cистемы передачи изображения по локальным сетям, ISDN и Internet используются уже в течение длительного времени. В этой области работают такие компании, как Accord, AVAYA, AVM, Cisco, Elsa, Ezenia (ранее Videoserver), FVC, Intel, Madge, Marconi, Picturetel (входит в состав корпорации Polycom, которая в Европе продвигает торговую марку Polyspan), RAD-Vision, Siemens, Sony, Teles, Tenovis, Vcon, Vistacom, Vtel и многие другие, оборудование которых обеспечивает двухстороннюю передачу информации наряду с поддержкой видеоконференций. Данный сегмент рынка уже давно находится «на пороге выхода на массового потребителя». И вот теперь для техники передачи изображения появляется еще одна перспективная и обширная область применения — сетевые камеры систем видеонаблюдения с передачей изображения в цифровом виде.

Профессиональные сетевые видеокамеры предназначены главным образом для наблюдения за зданиями, станками, различными процессами и людьми. Кроме того, высококачественные камеры позволяют передавать потоки видеоинформации в реальном масштабе времени через Internet с последующим воспроизведением изображения и звука, для предприятий это является достаточно эффективным способом проведения презентаций.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

Маркетинговая исследовательская компания Frost & Sullivan предрекает цифровым сетевым видеокамерам блестящее будущее. До 2005 г. прогнозируется ежегодное увеличение объемов рынка в мировом масштабе на уровне 70%. Если же говорить о таком хозяйственном регионе, как Германия, Австрия и Швейцария, то, например, Axis предполагает увеличить здесь свои обороты с 18 млн евро в 2002 г. до 100 млн евро в 2005 г. К 2007 г., по мнению экспертов Axis, аналоговые системы вообще исчезнут с рынка.

Быстрое вытеснение аналоговых систем видеонаблюдения цифровым оборудованием с сетевым интерфейсом объясняется серьезными экономическими причинами. Аналоговой системе необходимы собственная кабельная инфраструктура и центр управления. А цифровые камеры IP подключаются непосредственно к уже имеющейся локальной сети. Изображение без каких-либо ограничений можно направить на любую сетевую рабочую станцию, где имеется браузер, и передать на любой ПК, соединенный с Internet. Управление цифровой видеокамерой в большинстве случаев осуществляется из графического интерфейса на базе Web, в то время как в случае аналоговой видеокамеры оператору в центре управления приходится манипулировать различными регуляторами и переключателями. Не последнюю роль играют также существенно более низкая стоимость инсталляции и минимальные эксплуатационные расходы вследствие простоты интеграции в сеть. Сам процесс интеграции обладает такой замечательной особенностью, как возможность сохранения видеоинформации без смены носителя. Иными словами, последовательность изображений сохраняется и архивируется на сервере непосредственно в цифровой форме.

ПЕРЕХОДНОЙ ПЕРИОД

На этапе перехода от аналоговых к цифровым системам видеонаблюдения существенную помощь может оказать применение так называемых шлюзов, с помощью которых аналоговые телекамеры можно подключить к цифровой сети IP. На рынке представлены устройства нескольких производителей с количеством аналоговых видеовходов от одного до восьми, каждый из которых подключен к аналого-цифровому преобразователю. Применение подобных устройств открывает путь для интеграции аналоговых телекамер в цифровые системы. Такие модели видеосерверов поставляют Axis, Convision, Darium и Webgate. Другие производители, например Canon, предлагают устройства, где уже интегрированы ПК и видеосервер. Их наличие позволяет использовать по схеме «включи и работай» дешевые домашние видеокамеры для решения некоторых профессиональных задач.

Справедливости ради стоит отметить, что системы цифровой передачи видеоизображений не свободны от определенных недостатков. Так, качество передачи изображения в цифровом виде в значительной мере зависит от выбранной частоты кадров и заданной разрешающей способности, а также от способа компрессии и эффективности алгоритма ее реализации с учетом имеющейся пропускной способности. Сети Ethernet, которые в самом распространенном варианте обеспечивают максимальную пропускную способность в 100 Мбит/с, не в полной мере удовлетворяют потребностям передачи изображения в цифровом виде. Большое количество банков в Европе, которые являются потенциальными потребителями систем видеонаблюдения, эксплуатируют сети Token Ring со скоростью передачи 4 или 16 Мбит/с. В подобных случаях предложение о создании отдельной быстродействующей сетевой инфраструктуры, предназначенной исключительно для передачи изображения, едва ли будет оптимальным решением. Гораздо более целесообразен переход на технологию Gigabit Ethernet.

КАЧЕСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Технология Ethernet позволяет выделить ограниченную пропускную способность для передачи изображения, причем эта же пропускная способность отводится и для доставки пакетов других приложений. Пользователь вынужден поэтому позаботиться о максимально возможном сокращении объема передаваемых данных. Эта задача решается с привлечением всех возможных методов, в том числе компрессии и снижения частоты кадров. Альтернативный прием — жесткое задание максимально выделяемой доли пропускной способности, с учетом которой система автоматически выбирает необходимые параметры передачи. Светочувствительные матрицы камер видеонаблюдения обычно обеспечивают разрешающую способность 640 на 480 точек (VGA) или 704 на 576 (4CIF, Common Intermediate Format, CIF), т. е. требования по разрешающей способности для контролируемой зоны выполняются даже с определенным запасом. При выборе частоты кадров в системах видеонаблюдения исходят из минимальной величины от 6 до 8 Гц (6—8 кадров/с) при желаемом значении 12,5 кадров/с. С учетом приведенных параметров объем данных, необходимых для воспроизведения несжатого цветного телевизионного изображения с естественной цветопередачей, составляет приблизительно 1 Мбайт. Это означает, что при наличии канала с пропускной способностью 100 Мбит/с частота кадров будет составлять примерно 10 Гц. В случае использования методов сжатия изображений требования к пропускной способности могут быть соответствующим образом ослаблены.

ПРОИЗВОДИТЕЛИ ОБОРУДОВАНИЯ И РЫНОЧНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ

Рисунок 1. IP-камера AXIS 2130 PTZ предназначена для применения как внутри помещений так и на улице. Она имеет входы/выходы для подключения внешних датчиков и исполнительных устройств.
Поставщики сетевых камер видеонаблюдения прилагают значительные усилия для того, чтобы в максимально полной степени реализовать на практике достоинства производимого ими оборудования и компенсировать его недостатки. Пионером в этой области является компания Axis, хорошо известная ранее как производитель принт-серверов. Она предлагает исключительно цифровые камеры с большим набором аксессуаров (см. Рисунок 1). Аналогичной стратегии придерживается немецкая компания Mobotix, также специализирующаяся на производстве цифровых камер. Ее решение для наружного использования позволяет за счет применения специального (и поэтому нестандартного) способа компрессии изображения передавать при скорости 1 Мбит/с высококачественную картинку с разрешением 640 на 480 пикселов. В камеру IP этого поставщика уже интегрирована функция поддержки полномасштабного видеонаблюдения, включающая в себя такие виды сервиса, как запись изображения по событию и управление наблюдением с многократным отображением и повторным воспроизведением. К классическим образцам IP- и сетевых телекамер относятся устройства Web-Eyes компании Webgate (ранее Optitech). Очень широко представлены в Германии охранные системы, изготовленные компанией Bosch. Этот производитель предлагает сетевые камеры в комбинации с оборудованием контроля доступа, пожарной и охранной сигнализации. Впрочем, усилия компании направлены в основном на выпуск аналоговых систем видеонаблюдения. Свои намерения она недвусмысленно продемонстрировала в начале 2003 г. покупкой Communication Security & Imaging B.V. (CSI) — дочернего предприятия компании Philips. Теперь Bosch имеет в своем распоряжении практически полную линейку CSI, включая видеотехнику, пейджинговые системы, электроакустику и оборудование проведения конгрессов. Однако наличие в продуктовой линейке серии Netcam свидетельствует о том, что работы в области цифровых сетевых камер продолжаются.

Рисунок 2. D-Linс сфокусировала свои усилия на беспроводных камерах IP. Модель DCS 1000W оснащена модулем WLAN стандарта 802.11b для передачи изображения в локальную сеть по беспроводному соединению.
Компания D-Link, в отличие от других поставщиков, ограничивается преимущественно сегментом беспроводных сетевых камер. Так, модель DCS 1000W (см. Рисунок 2) в своей стандартной комплектации содержит модуль WLAN стандарта 802.11b, наличие которого позволяет поддерживать соединение с локальной сетью по беспроводному каналу. Из числа азиатских производителей обращают на себя внимание компании JVC Professional Products, Samsung Electronics, Sanyo и Sony. Среди их предложений выделяются линейки высококачественных сетевых камер. Первые три производителя специализируются в основном на аналоговых устройствах. Компании Elbex Video Technologies (предлагает преимущественно аналоговые решения), Darim и Starchip System (различные сетевые компоненты, а также аналоговые и цифровые системы видеонаблюдения, включая камеры IP) являются хорошим примером предприятий, которые продвигают на рынке оборудование цифрового видеонаблюдения.

В числе актуальных технических тенденций достойны отдельного упоминания решения по дистанционному питанию по кабелю Категории 5 и возможность работы этих устройств в составе WLAN. Телекамерам требуется специальное ПО для выполнения задач управления и показа изображения в реальном масштабе времени. В случае поддержки функции удаленного наблюдения необходимо, чтобы на ПК наряду со стандартным браузером было инсталлировано специализированное ПО, например путем загрузки соответствующей программы Java или Actice-X. Некоторые поставщики направляют свои усилия на создание универсальных решений без обязательной установки дополнительного ПО, т. е. управление может осуществляться с любой консоли Web, в том числе с оснащенного соответствующим образом карманного компьютера.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Камера IP, как правило, снабжается программным обеспечением для реализации соответствующих функций управления. По большей части оно адаптируется под телекамеру конкретного типа и в результате оказывается закрытым решением. Как следствие, специализированный программный продукт может быть использован для управления только одной или несколькими телекамерами того же самого производителя. Таким образом, при необходимости создания сложной системы с большим количеством телекамер или при интеграции в единую систему телекамер различных производителей возникает проблема согласования поставляемых вместе с ними программных пакетов. Во время работы нередко выясняется, что входящее в комплект поставки стандартное управляющее ПО не содержит ряда функций, важных для процесса наблюдения. К их числу относятся интеллектуальный детектор движения (целенаправленный анализ изображения предотвращает активизацию сигнала тревоги всякий раз, когда, например, через охраняемую зону пробегает кошка), система выдачи предупреждающих сообщений (на экран, громкоговоритель, текстовые сообщения на мобильный телефон или на адрес электронной почты, на пейджер и т. д.), эффективная система архивирования и поиска, функция дифференцированного предоставления прав различным наблюдателям (например, привратник должен видеть одни только ворота, тогда как дежурной смене службы охраны здания важно иметь доступ к изображению с телекамер, контролирующих все помещения) и многие другие.

Рынок подобного специализированного ПО, предназначенного для систем видеонаблюдения, находится в зачаточном состоянии и не может похвастаться большим количеством серьезных игроков. Законодателями мод в этом секторе выступают компании Logiware, Milestone и Seetec. Последняя, будучи немецким производителем, доминирует на рынке Германии. Все они предлагают, в частности, высокопроизводительные базы данных для архивирования накопленной информации. Их решения позволяют просматривать события до и после поступления сигнала тревоги, что дает возможность быстро осуществить необходимые действия. ПО компании Seetec в стандартном варианте не способно работать с каждой телекамерой и видеосервером. Однако при поступлении соответствующего заказа производитель готов адаптировать его к конкретной элементной базе. В настоящее время компания имеет сертификат на совместимость ее продукции с видеосерверами Axis и Convision, а также сетевыми видеокамерами от Axis, JVC, Darim, Mobotix, Sony и Webgate. Компания Logiware реализует в своем ПО аналогичные функции, но в несколько меньшем объеме, и, кроме того, она обеспечивает возможность работы только с видеокамерами компании Axis.

Для того чтобы предоставить изготовителям сетевых камер видеонаблюдения ориентир по тем функциям, поддержку которых ожидают потребители, европейский комитет по стандартизации электротехнической продукции (European Committee for Electrotechnical Standardization, CENELEC) разрабатывает общие требования к системам видеонаблюдения в различных охранных комплексах. Цель работы заключается в определении базовых требований к функциональным возможностям систем видеонаблюдения при их работе в составе классических систем тревожной сигнализации. Соответствующие европейские нормы по единому интерфейсу систем видеонаблюдения и тревожной сигнализации должны быть приняты уже летом 2003 г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Несмотря на определенные технические проблемы, цифровые системы видеонаблюдения приобретают все большую популярность. Такая ситуация обусловлена в первую очередь экономическими причинами. Системы видеонаблюдения на базе IP позволяют существенно экономить на кабельной проводке, так как используют уже имеющуюся сетевую инфраструктуру. Они отличаются высокой гибкостью и хорошей структурированностью: не менее важна и надежная защита инвестиций потребителя в системы цифрового видеонаблюдения. В качестве компромисса вполне могут применяться гибридные решения, поскольку они позволяют объединять в единое целое цифровое и аналоговое оборудование. На рынке предлагается достаточно много высококачественных видеосерверов. В области специализированного ПО число производителей еще не достигло своей критической массы. Поэтому стоит подождать прихода американских компаний, которые не замедлят появиться в тот момент, когда посчитают этот рыночный сегмент достаточно прибыльным для себя.

Штефан Мучлер — шеф-корреспондент LANline. С ним можно связаться по адресу: sm@lanline.awi.de.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями