Решения видеонаблюдения CCTV пользуются спросом у крупных коммерческих организаций, государственных учреждений, силовых структур и конечных пользователей. Росту этого сегмента способствует как создание крупномасштабных городских систем видеонаблюдения, так и развертывание персональных систем. Даже в период кризиса на российском рынке IP-видеонаблюдения отмечался относительно небольшой спад — примерно 10%. По прогнозам IMS Research, к 2014 году рынок оборудования видеонаблюдения в Восточной Европе и в России вырастет примерно вдвое и, по предварительным оценкам, уже в 2010 году его рост составил около 10%, а объемы продаж превысили докризисные.

По данным IMS, среди потребителей систем видеонаблюдения самыми быстрорастущими и высокодоходными сегментами в России являются РЖД, госкорпорации и коммерческие организации. Кроме того, видеонаблюдение активно используется в системах мониторинга транспортных потоков и управления движением, причем для распознавания номерных знаков автомобилей применяются камеры высокого разрешения (HD) и видеоаналитика. В рост продаж оборудования IP-видеонаблюдения свою лепту вносит сегмент спорта и развлечений.

На рынках России и Восточной Европы присутствуют всего 15 ком-паний-производителей оборудования CCTV. По данным IMS, пятерку ведущих вендоров систем видеонаблюдения в России составляют компании Bosch Security Systems, Axis Communications, ByTerg, ITV/Axxon и Panasonic System Solutions. 50% оборота рынка CCTV в России приходится на продукцию известных марок. По прогнозам IMS, в ближайшие годы можно ожидать выхода на российский рынок новых крупных мировых вендоров и ужесточения конкуренции в сегменте управляющего ПО (Video Management Software, VMS). Аналитики не исключают роста рынка услуг консалтинга по проектам IP-видеонаблюдения, который, по их мнению, будет зависеть от успешности антикоррупционных мер, и прогнозируют увеличение поставок продуктов местной сборки.

 

ЭВОЛЮЦИЯ К ЦИФРЕ

По прогнозам IP Video Market Info, через пару лет половина инсталлированных по всему миру систем видеонаблюдения будет базироваться на IP. Объем российского рынка видеонаблюдения 2010 года IMS Research оценивает в 173 млн долларов. Если в текущем году 45% продаж приходилось на системы сетевого видеонаблюдения, то в следующем доли оборудования аналогового и IP-видеонаблюдения сравняются — в результате эволюционного перехода к цифровой технологии. Впрочем российские дистрибьюторы приводят несколько иные цифры и говорят о том, что продажи IP-видеокамер составляют лишь 15% продаж.

По информации IMS, в 2010 году увеличение объема продаж оборудования IP-видеонаблюдения в России составило 50% в денежном выражении. После кризисного 2009 года этот рынок IP-оборудования рос в основном за счет внедрений соответствующих решений в крупных компаниях. В то же время аналоговых систем CCTV продано лишь на 10% больше по сравнению с периодом спада, и это несмотря на то, что за последние два-три года цена на аналоговые камеры упала в три-четыре раза, а на цифровые — лишь в 1,5–2 раза. На 45% увеличились продажи ПО управления (VMS).

По мере развития технологий многие задачи благодаря применению IP-камер реализуются с меньшими затратами. В IP-видеокамере цифровой видеосигнал сжимается и передается на любое расстояние по локальной сети (или через Интернет) на приемное устройство, например, сетевой регистратор (NVR) или ПК, без помех и искажений (если позволяет пропускная способность). Такие решения отличаются высокой масштабируемостью и относительной простотой расширения, позволяют использовать существующую сетевую инфраструктуру, обеспечивают наибольшее число функциональных возможностей.

К достоинствам IP-видеонаблюдения относят также высокое разрешение изображения, недостижимое для аналоговых систем, «иммунитет» к шумам, возможность цифровой обработки, хранения, передачи и анализа, защиты записанной информации от подделки и т. д. По мнению аналитиков Frost and Sullivan, рост популярности технологии объясняется, в частности, простотой инсталляции и эксплуатации систем видеонаблюдения, наличием средств быстрого анализа данных, идентификации объектов и интеграции с сетями передачи данных, а также возможностью создания комплексных систем безопасности. При наличии аналоговых камер переход на IP облегчает применение гибридных видеорегистраторов, позволяющих записывать видео как с аналоговых, так и с IP-видеокамер.

Как отмечает Сергей Майданников, инженер по продукции QNAP в России, преимущества технологии IP-видеонаблюдения по сравнению с аналоговыми решениями объясняют постоянный рост данного сегмента рынка. Это происходит как за счет новых проектов, так и за счет замены устаревающих аналоговых систем. В области IP-видеонаблюдения он выделяет следующие характерные тенденции: начало массового перехода на IP-видеонаблюдение, увеличение конкуренции среди производителей IP-камер и сетевых видеорегистраторов, что приводит к снижению их цены, а также улучшению качества и увеличению числа функций как IP-камер, так и видеорегистраторов.

Как правило, стоимость IP-камер на 30–70% выше эквивалентных по характеристикам аналоговых устройств. Однако при увеличении числа камер или расстояния доставки видео различия в цене нивелируются. IP-видеонаблюдение выгодно использовать в тех проектах, где устанавливается более 20 видеокамер. WiFi делает решение более гибким, а поддержка PoE удешевляет проект, но «питание по сети» для уличных видеокамер не рекомендуется. В некоторых проектах применение IP-камер позволяет значительно снизить стоимость инсталляции, причем чем больше расстояние, на которое требуется передать видеосигнал, тем выгоднее IP. Заметим, однако, что применение видеорегистраторов DVR позволяет решить задачу удаленного просмотра видео и с аналоговых камер.

Вместо M-JPEG цифровые камеры все чаще кодируют видеопоток в формате MPEG-4 или H.264 с более высоким коэффициентом компрессии, что требует больших процессорных ресурсов и от камеры, и от системы, где видео декодируется. Следствием внедрения HD стало распространение формата сжатия H.264, который поддерживается теперь многими вендорами.

 

МЕГАПИКСЕЛЬНЫЕ ВИДЕОКАМЕРЫ И HD

По данным зарубежных опросов, наиболее заметная техническая тенденция в области IP-видеонаблюдения — распространение мегапиксельных IP-видеокамер с кодеком H.264. Респонденты отмечают расширяющееся использование гибридных DVR, средств видеоаналитики, появление обладающих более развитыми функциями серверов видеозаписи, а также быстрое развитие систем VMS.

Рисунок 1. IP-домофонное решение является логическим продолжением развития продуктовой линейки Mobotix. По сути, это полноценная многопиксельная IP-камера с углом обзора 180 градусов, включающая в себя ряд дополнительных функций, таких как контроль доступа по PIN-коду или RFID-карте на базе различных критериев (время, уровень доступа и т. д.), автоответчик (возможность записи сообщения для других пользователей системы)
и SIP-телефон.

По словам Павла Жорина, менеджера по развитию бизнеса компании Mobotix, большая часть производителей ориентируется в своей стратегии на производство камер с разрешением HD, оптимизацию работы с сетью при помощи внедрения популярных видеокодеков (например, H.264) и поддержку камерами карт памяти. Перспективными направлениями являются интеграция средств видео-аналитики в камеры, интеграция камер с внешними системами и устройствами, развитие ПО управления камерами (VMS) и расширение функциональности камер до систем контроля доступа, таких, например, как IP-домофонное решение (см. Рисунок 1).

Олег Саенко, менеджер Cisco Systems по развитию бизнеса в России, выделяет следующие тенденции рынка видеонаблюдения: стандартизация отрасли (расширение перечня совместимых камер и кодеков различных поставщиков, совместимые алгоритмы обработки и представления сигналов); унификация средств интеграции; увеличение доли продуктов высокого разрешения (HD); расширение внедрения средств видео-аналитики, интерес к которой перешел в прикладную область; рост масштабов систем (есть проекты, насчитывающие сотни и тысячи видеокамер), а также выход IP-видеонаблюдения за рамки охранных систем — появление систем видеомониторинга удаленных площадок, наблюдение за технологическими процессами в АСУ ТП, видеонаблюдение в системах общественной безопасности, интеграция с ВКС и системами унифицированных коммуникаций для демонстрации видео участникам конференции.

К преимуществам мегапиксельных видеокамер (HD) Сергей Майданников относит высокое качество изображения, которое открывает широкие возможности для видеоанализа. Поэтому в большинстве камер HD реализовано большое количество дополнительных функций комплексной обработки и анализа изображения. Интеграция таких функций в камеры позволяет строить распределенные, гибкие интеллектуальные системы видеонаблюдения и оптимизировать использование пропускной способности сети. К недостаткам решений HD можно отнести их высокую цену, а неуверенная работа в условиях слабой освещенности требует дополнительных механизмов компенсации, что, в свою очередь, увеличивает цену единицы оборудования. Актуально внедрение в IP-камеры таких функций интеллектуального анализа видео, как обнаружение движения, POS-интеграция, считывание номеров машин, распознавание лиц, подсчет  количества движущихся объектов, обнаружение постороннего и пропавшего объекта, фиксирование расфокусировки и заслона камеры.

По данным IMS, в 2010 году на рынках Восточной Европы и России доля продаж камер высокого разрешения (HD) составляла лишь 4%, а мегапиксельных камер — 22% (аналитики разделяют эти классы продуктов). Как ожидается, к 2014 году их доли вырастут, соответственно, до 20 и 33% и в денежном выражении данный сегмент российского рынка достигнет 150 млн долларов. По словам аналитика IMS Research Вильяма Родса, мегапиксельные и HD-видеокамеры в России «приживаются с трудом» из-за их высокой стоимости и неприемлемых показателей TCO. Несмотря на то что продажи этого класса оборудования будут расти самыми высокими темпами, их использование в охранных системах не будет повсеместным, особенно камер с разрешением Full HD (1920×1080).

 

Рисунок 2. Камеры видеонаблюдения Sony серии V — модели с максимальным набором характеристик. Среди набора функций этой линейки — View-DR (расширение динамического диапазона до 128 дБ), шумопонижение XDNR, наличие слота для карты памяти в целях резервной записи, а также возможность установки адаптера для беспроводной работы. Камера SNCCH280 имеет разрешение HD 1080p, снабжена защищенным (IP66) корпусом с подогревом, поддерживает PoE, кодеки H.246/MPEG-4/JPEG, режимы «день/ночь».

Тем временем, как заявляет Вадим Макаров, менеджер по продуктам направления CCTV компании «Сони Электроникс», новые бюджетные модели HD-видеокамер Sony уже могут с успехом конкурировать по цене с IP-камерами стандартного разрешения. В 2010 году Sony представила более 20 новых моделей IP-видеокамер HD и Full HD с поддержкой трех кодеков JPEG/MPEG-4/H.264 и возможностью одновременной передачи двух потоков (см. Рисунок 2). Они совместимы с новым отраслевым стандартом ONVIF и поддерживают PoE. Одно из направлений — мегапиксельные поворотные камеры HD/Full HD (PTZ Speed Dome).

Разрешение 720p (1280×720) — разум-ный компромисс между качеством видео и требуемой пропускной способностью сети. Современные сетевые видеокамеры могут передавать видеопоток в форматах M-JPEG и H.264 с разрешением 720p и скоростью до 30 кадров в секунду и оптимизировать его по качеству изображения и пропускной способности. Кодек H.264 на 40–50% эффективнее MPEG4 Part 2 по использованию пропускной способности. Для интеграции аналоговых систем производители выпускают платы оцифровки видео для видеосерверов (H.264/MPEG4/M-JPEG) с DSP (до 32 каналов).

Обычно мегапиксельные IP-видео-камеры применяют в тех случаях, когда нужно рассмотреть конкретные детали, например номера автомобилей или лица людей. Производители нередко заявляют, что такие камеры дают в 4, 16 или даже в 81 раз лучшее разрешение, чем аналоговые видеокамеры или IP-видеокамеры SD, однако относится это лишь к числу пикселей. Качество изображения зависит не только от разрешающей способности матрицы, но также от освещения объекта, особенностей оптики и многих других факторов.

Несмотря на значительную разницу в числе пикселей мегапиксельные IP-видеокамеры дают гораздо более скромное визуальное улучшение качества, причем в условиях низкой освещенности оно нередко падает — вплоть до уровня детализации стандартного разрешения (SD). Для достижения должного уровня качества производители стремятся расширить динамический диапазон и повысить чувствительность видеокамеры при низкой освещенности, используют специальные матрицы CMOS и динамические системы шумопонижения.

Павел Жорин подтверждает наличие сложностей при работе с мегапиксельными камерами. Чем больше пикселей, тем больше света требуется камере для корректной съемки. Необходимо выбрать правильный баланс матрицы, разрешения и качества. Например, компания Mobotix установила для своих камер разрешение 3 мегапикселя для цветных и 1,1 для черно-белых сенсоров (CMOS 1/2 дюйма), видеокодеки MJPEG и собственный кодек MxPEG, специально разработанный для оптимизированной работы с сетью, который позволяет записывать синхронизированные видео и звук даже при 1 кадре в секунду. Благодаря кодеку MxPEG и децентрализованному подходу камерам Mobotix не требуются большие вычислительные ресурсы на серверной стороне. К примеру, обычно одного ПК достаточно, чтобы обслуживать 20 камер, сохранять только нужные части изображения, писать видео по событиям и т. д. По сути, каждая камера Mobotix (см. Рисунок 3) — независимое самостоятельное устройство, способное само принимать решения без помощи мощных серверов или участия оператора.

 

Рисунок 3. Устройства MX2Wire позволяют обеспечить связь сетевых камер Mobotix, а также других устройств с поддержкой PoE или без нее, задействуя в качестве коммутационной магистрали любой стандартный двужильный медный провод. Достаточно интересным представляется использование уже проложенных электрических, антенных коаксиальных кабелей или телефонных линий. Применение данных устройств позволит модифицировать кабельные системы старых зданий, облегчить переход с аналоговых систем на IP, а также расширить существующую локальную сеть с минимальными затратами.

 

При использовании широкоугольного объектива и технологии PTZ, поясняет Сергей Майданников, можно обойтись меньшим числом камер HD за счет достижения высокого качества изображения и четкости. Кроме того, в качестве побочного эффекта, уменьшается протяженность кабельных трасс, что в итоге приводит к сокращению совокупных затрат при проектировании системы и запуске в эксплуатацию.

Сходные аргументы приводят в компании «Линдекс» (официальный дистрибьютор Mobotix), утверждая, что мегапиксельные камеры позволяют снизить количество видеокамер в несколько раз. В результате сокращаются расходы на кабельные трассы, монтажные работы и эксплуатацию решения. Павел Жорин рекомендует при построении систем видеонаблюдения учитывать общую стоимость решения, включая затраты на оборудование, работы, дальнейшее обслуживание, электропотребление и т. д. в течение 3–5 лет. Например, для камер Mobotix не нужны дополнительные кожухи для обогрева или охлаждения, поэтому достигается экономия электроэнергии.

Во многих случаях одна камера HD действительно заменяет несколько камер SD, обеспечивая к тому же больший обзор, однако помимо физического разрешения самого сенсора камеры необходимо учитывать поле зрения системы «камера-оптика». Кроме того, на некоторых объектах для лучшего обзора эффективнее разместить несколько камер SD.

По мнению Павла Шварцкопфа, технического специалиста компании «Тайле», на рынке наблюдается значительное повышение спроса на продукцию с мегапиксельным разрешением. В настоящее время производители IP-камер уделяют большое внимание не только увеличению количества пикселей, но и модернизации устройств в целом. Повышение чувствительности камер высокого разрешения сопряжено с принципиальными техническими сложностями, и успехом в работе по данному направлению можно будет считать ситуацию, когда мегапиксельные камеры догонят обычные по показателю чувствительности и по динамическому диапазону. А если при этом еще и снизится цена оборудования, то объемы продаж IP-камер существенно вырастут.

По словам Павла Шварцкопфа, другое техническое ограничение, с которым приходится сталкиваться, — пропускная способность сети. До сих пор нет гарантированных и доступных решений для создания действительно масштабных систем видеонаблюдения на базе мегапиксельных камер. H.264 имеет массу недостатков, но так как на данный момент это самый лучший алгоритм компрессии, большинство новинок рынка видеонаблюдения, скорее всего, будут поддерживать именно его. С другой стороны, очевидна тенденция к бурному развитию IP-технологий, постоянному росту вычислительных мощностей и увеличению скоростей обмена данными, и поэтому все производители сетевых камер делают ставку на камеры мегапиксельного и более высокого разрешения.

IP-видеокамеры HD должны обеспечивать баланс между качеством изображения и использованием пропускной способности сети. Перегруженность сети и плохая инфраструктура ведут к потерям трафика. У SD «терпимость» к потерям в пять раз выше, чем у HD. Потери в канале, задержка, ее вариация влияют на качество видео.

Видеонаблюдение по IP предполагает проектирование и создание вычислительных сетей с резервом пропускной способности из расчета 2–5 Мбит/c для камер стандартного разрешения и до 15–20 Мбит/c для мегапиксельных камер. Требования к пропускной способности рассчитываются по средним значениям с учетом всплесков трафика: 2 Мбит/с для разрешения SD (740×480) MPEG-4 (30 кадров/сек), 2–8 Мбит/сек для SD Motion JPEG, 4–6 Мбит/c для HD (1920×1080) H.264. Всплески трафика можно буферизовать. Если пропускной способности современных локальных сетей достаточно для камер высокого разрешения, то в случае «медленных» каналов передачи данных, возможно, придется пожертвовать качеством картинки или частотой кадров. Кроме того, для хранения видео высокого разрешения требуются значительные ресурсы систем хранения.

В Mobotix уверены, что компании, умеющие производить «умные» камеры и создавать интегрированные решения, будут по-прежнему занимать лидирующие позиции на рынке IP-камер высокого разрешения, а по мере распространения камер высокого разрешения можно ожидать роста интереса к аналитическим системам, в том числе интегрированным в видеокамеры. Первым шагом Mobotix в развитии аналитических систем внутри камер стали функции подсчета количества движущихся объектов, контроля направления их движения, скорости

и остановки. Видеокамеры превращаются в системы, по-настоящему сложные. Например, у пользователя есть возможность так настроить камеру, чтобы отрезать ненужные части изображения (потолок или пол) уже на этапе съемки, экономя пропускную способность сети, место в хранилище и вычислительные мощности ПК.

 

АНАЛИЗ ВИДЕО

Одна из областей применения видеокамер HD — решения, где требуется видеоаналитика. Речь идет о широком спектре оборудования — от систем автоматического распознавания номерных знаков транспортных средств до решений для анализа группового поведения при скоплении большого количества людей. Встроенные функции анализа видео позволяют почти мгновенно выявить различные события и быстро реагировать на них.

Анализ видео может осуществляться на DVR с процессорами обработки сигналов (DSP), но чаще для этой цели используются ПК. Важное направление — совершенствование функций поиска по видеоархиву. Преимущества быстрого анализа видео и идентификации заставляют все большее число компаний и пользователей выбирать системы IP-видеонаблюдения и заменять ими системы CCTV. Однако развитые функции (такие как распознавание лиц) требуют серьезных процессорных мощностей и специального ПО, а потому обходятся достаточно дорого. Некоторые системы видеоаналитики (например, IBM SmartVision Suite) работают только с видео стандартного разрешения.

 

Рисунок 4. Новая линейка серверов IP-видеонаблюдения VioStor NVR Pro на базе ОС Linux помимо увеличенной в три раза пропускной способности для суммарного видеопотока позволяет подключать монитор для первичной настройки и дальнейшего контроля системы, поэтому нет необходимости использовать отдельный ПК. 

Многие эксперты высказывают мнение, что будущее не за высокопроизводительным оборудованием, перекачивающим и обрабатывающим растущие объемы информации (см. Рисунок 4), а за первичной обработкой, позволяющей значительно сократить трафик. Причем выгода — не только в снижении стоимости устройств для передачи и хранения информации. Видеоаналитика позволяет повысить эффективность системы безопасности, оперативно реагировать на угрозы и решать эти задачи с меньшими трудозатратами и без потери качества.

Видеоаналитика автоматизирует работу оператора, позволяя «просеивать» большие объемы видеоданных и обеспечивать адекватную реакцию на угрозы. ПО, анализирующее видео, фиксирует подозрительное поведение объектов самостоятельно, что позволяет сократить число операторов. Поскольку зарплата персонала, осуществляющего охранное видеонаблюдение, может быть сопоставима со стоимостью всего проекта, такая функциональность дает заметную экономию.

Каждому вендору приходится выбирать, какие именно функции встроить в свою продукцию, чтобы повысить ее конкурентоспособность. Ограничивающими факторами являются производительность и стоимость конечного продукта. Некоторые камеры имеют встроенные процессоры DSP, реализующие базовые функции видеоаналитики, при этом серверы видеонаблюдения могут обладать функциями анализа записанных данных. Вместо просмотра видеоархива за весь период достаточно выбрать камеры, задать область в кадре, выбрать интересующие функции анализа (расфокусировка, исчезновение объекта и др.) и запустить сканирование. После поиска по архиву система отобразит в отдельном окне временные метки изменений в кадре, после чего оператору остается только увеличить изображение и определить злоумышленника.

В IMS отмечают, что системы видео-аналитики пока еще не занимают значительного сегмента рынка, однако потребность в таких продуктах растет, и за ними большое будущее. Такие системы могут использоваться для поиска людей, применяться в судебной экспертизе и в других областях деятельности. Перспективным направлением считаются тепловизорные видеокамеры. За рубежом растущее внимание привлекают «облачные» решения — «видеонаблюдение как услуга» (Video Surveillance as a Service, VSaaS).

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

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF