Две камеры видеонаблюдения снимают вора с мешком краденного . Первая - аналоговая - пожимает плечами. Вторая IP - кидает лассо на ногу грабителя.

Уважаемые читатели Low-voltage Blog! В прошлой статье мы начали обсуждать мифы вокруг систем видеонаблюдения. Во второй серии обсудим мифы вокруг качества мегапиксельных видеокамер и IP видеонаблюдения.


Содержание:

Миф 3 Качество видео определяется разрешением матрицы (количеством пикселей) видеокамеры
Миф 4 IP видеонаблюдение — лучшее решение для современных систем видеонаблюдения
1. Решения на основе телевизионных аналоговых стандартов NTSC, PAL (классический CCTV)
2. Решения на основе стека протоколов TCP/IP (пакетная передача данных, кодеки H.264, MJPEG) — IP-видеонаблюдение
3. Решения на основе телевизионных цифровых стандартов высокой чёткости HD-SDI, 3G-SDI (HD CCTV, потоковая передача данных)
4. Решения на основе «проприетарных» аналоговых стандартов высокой чёткости HD-CVI Dahua, HD-TVI Hikvision (Techpoint), AHD NextChip


Кому адресован этот блог и почему моему мнению можно доверять.

Мои контакты — пишите по любым интересующим вопросам, в том числе предложения о сотрудничестве.

Внимание! Статья содержит много информации и потребует время на изучение. Для удобства посетителей моего блога планируется создание видео-обзора данной темы на собственном канале youtube. Следите за новостями в блоге!


Для тех, кто не читал первую статью серии:

Почему важно осознать о существовании мифов вокруг систем видеонаблюдения? При заказе данной слаботочной системы окружающие вас проектировщики, подрядчики, снабженцы и производители могут иметь конфликт интересов по отношению к концепции вашей системы. Он может быть связан с различными факторами (например, лоббированием конкретных поставщиков, брендов, технологий). При этом чаще всего вас будут убеждать в правильности своих доводов именно расхожими мифами. И в подтверждение приведут множество материалов в сети интернет (чаще всего маркетингового происхождения, но не обязательно). Бороться с этим давлением можно либо наняв независимого консультанта, либо обратившись в несколько компаний, либо пообщавшись с профильными специалистами на форумах и в социальных сетях. Можете заходить в группы Low-voltage Blog в ,  или Google+ и задавать любые интересующие вас вопросы. Если вам нужна моя непубличная консультация — пишите, постараюсь помочь.

Данная серия статей призвана развеять некоторые из мифов вокруг систем видеонаблюдения. Сделать ваш выбор более осознаным и свободным от внешнего давления и навязывания.


Во второй части рассмотрим два мифа о видеонаблюдении: о том, что качество видео определяется разрешением матрицы видеокамеры и миф о IP видеонаблюдении, как о единственном современном «стандарте».

Миф 3 Качество видео определяется разрешением матрицы (количеством пикселей) видеокамеры

Это полуправда. Разрешение видеокамеры характеризует лишь один из этапов преобразования света, отраженного от объекта видеонаблюдения, в свечение пикселей матрицы дисплея, формирующих изображение у вас на мониторе. На качество изображения будут влиять:

  • плотность атмосферы (наличие осадков, дыма) в области наблюдения 
  • освещенность
  • качество оптики видеокамеры (чувствительность, динамический диапазон и некоторые другие характеристики)
  • собственно разрешение матрицы и косвенно ряд других факторов (тип матрицы, типоразмер матрицы)
  • тип кодека (стандарт сжатия видео) и особенности его реализации у производителя (для аналогового видеонаблюдения — используемый стандарт)
  • настройки видеопотока с камеры (для аналогового видеонаблюдения — с сервера или регистратора)
  • особенности декодирования данного кодека клиентской частью программного обеспечения видеонаблюдения
  • тип и разрешение монитора, на котором данная картинка воспроизводится
  • количество одновременно выводимых на монитор потоков

Да, столько факторов, увы. Подробный их анализ — тема нескольких статей. Возможно я что то даже упустил из вида, прошу написать в комментариях. Скроил в любой части данного преобразования — получил качество видео по наиболее слабому элементу всей системы. Поэтому нужно следить, чтобы все элементы системы видеонаблюдения были одного класса. Это единственный экономически оправданный вариант. Тут нельзя в чём то “выпендриться”, а на мелочах “сэкономить”. Получится результат по поговорке “где тонко там и рвётся”. К примеру — купил мегапиксельную камеру — изволь купить и мегапиксельный же объектив (не дешевый).

Если вернуться собственно к разрешению (количеству пикселей) матрицы видеокамеры — мое мнение — оно должно быть адекватно задаче, решаемой данной камерой. Определяется минимально достаточным количеством пикселей на объект наблюдения. Либо количество миллиметров цели, приходящийся на 1 пиксель — по стандарту EN 50 132-7. Или соотношением пиксель/метр. Так же неплохой вариант — воспользоваться критериями полиции Великобритании как наиболее адекватными Home Office Scientific Development Branch 2009 (ныне Centre for Applied Science and Technology). Или по критериям плотности пикселей от компании AXIS Communications). Закладывать большее разрешение, чем минимально необходимое нецелесообразно (хотя и возможно — тут уж вам решать). Судите сами — больше пикселей при том же типоразмере матрицы — меньше физический размер одного пикселя. Меньше света, который данный пиксель преобразует в электрический сигнал. Ниже чувствительность всей видеокамеры. При этом больше видеопоток (нужна большая пропускная способность локальной сети). При этом большая нагрузка на процессоры сервера и рабочего места оператора видеонаблюдения. При этом для хранения того же архива потребуется больше памяти. И ведь чаще всего в результате картинку с камеры “выводят” не на весь экран, а совместно с другими видеопотоками! Соответственно финальное качество изображения будет определяться именно разрешением той части экрана видеомонитора, на которую данное изображение будет “выведено” (это и есть то “тонкое место” где по пословице “рвётся”). Да и на сколько экономически целесообразно выводить оператору видеонаблюдения картинку с разрешением в несколько мегапикселей (а сейчас продают и 10Мп видеокамеры — их банально не на чем посмотреть если цель наблюдать весь угол обзора и если не брать видеостены в расчёт — при этом у них есть область применения, но это очень узкий круг задач). Т.е. чувствительность потеряли, а разрешение не увеличили. Так что часто лучшее решение — это одна камера на одну задачу (сцену) вместо одной камеры на несколько задач (с широким углом обзора и мегапиксельным разрешением). Но это очень индивидуально, нельзя сказать что вот делай так и никак иначе, зависит от задачи.

К этому же мифу относится маркетинговая подача вида одна мегапиксельная камера заменяет n-камер стандартного разрешения. Это утверждение работает в очень узком круге задач и большинство людей вводит в заблуждение. Такое возможно при наблюдении за широким сектором (который ничто не заслоняет от видеокамеры). При этом очень насыщенным целями наблюдения. Например — фанатскими трибунами на стадионе. Или главной туристической площади города (типа Красной или Дворцовой площади и т.п.). В этом случае применение мегапиксельных камер и технически, и экономически оправдано (в качестве “электронного” PTZ). И то, на сегодняшний день есть более подходящие для такой задачи решения — мультифокальные матричные системы (т.е. системы, программно объединяющие изображения с нескольких видеокамер в единое изображение с высокой детализацией). В большинстве остальных случаев утверждение ложно. При этом я не говорю, что мегапиксельные камеры — это плохо. Конечно нет, просто нужно использовать их без лишних иллюзий, навязанных PR-щиками производителей.

Миф 4 IP видеонаблюдение — лучшее решение для современных систем видеонаблюдения

Две камеры видеонаблюдения снимают вора с мешком краденного . Первая - аналоговая - пожимает плечами. Вторая IP - кидает лассо на ногу грабителя.

— Поясню, аналоговое видеонаблюдение существует для того, чтобы ещё раз увидеть как у вас крадут вашу вещь.
— А цифровая камера соскакивает с крепления и бросается на перехват? 🙂

Пожалуй единственный миф из рассмотренных, с которым я скорее согласен. IP видеонаблюдение — наиболее динамично развивающееся решение для видеонаблюдения. С другой стороны утверждение настолько обобщенное, что не имеет практического применения. Лучшее для одного — худшее для другого. Надо смотреть комплексно на поставленную задачу и знать достоинства и недостатки всех существующих на рынке решений. Итак, по порядку возникновения:

1. Решения на основе телевизионных аналоговых стандартов NTSC, PAL (классический CCTV)

Прежде чем мы начнём говорить непосредственно о достоинствах и недостатках аналогового видеонаблюдения нужно сделать одну оговорку. Аналоговым оно является только на участке от камеры до сквозного выхода видеорегистратора на аналоговый монитор. В самом видерегистраторе (по другому в видеорекордере) происходит оцифровка аналогового сигнала. Далее на цифровой дисплей (компьютерный) идёт цифровой сигнал в стандартном мультимедийном интерфейсе DVI-D или HDMI или DisplayPort и т.п. Либо (если речь идёт о видеокодере) происходит сжатие кодеком и стандартная передача данных пакетами через локальную/ глобальную сеть интернет. Т.е. сигнал после видеокодера (или видеорегистратора, если он подключен к интернет) ничем не отличается (с некоторыми оговорками разумеется) от сигнала после IP видеокамеры (те же пакеты данных). Поэтому название аналогового видеонаблюдения носит очень условный характер. Скорее исторический, чем показывающий суть данных систем.

Парадоксальным образом главным достоинством и главным недостатком системы аналогового видеонаблюдение является одно и тоже — использование в данной системе телевизионные стандартов NTSC или PAL (SECAM по-сути не встречается, о причинах чуть позже). Главное достоинство, что эти стандарты по-настоящему понимаются участниками рынка одинаково. Это позволяет делать удивительную вещь — произвольно выбирать и использовать компоненты системы аналогового видеонаблюдения у разных производителей. И, к примеру, видеокамеры одного производителя работают совместно с видеорегистраторами другого из коробки без каких либо дополнительных телодвижений. Этот замечательный факт привёл к сильнейшей конкуренции между производителями. Ведь заказчик не был скован в своём выборе, однажды совершив покупку. И именно поэтому на сегодняшний день мы имеем просто фантастическое разнообразие рынка — на любой вкус и кошелек. При этом конкуренция не дает производителям завышать стоимость данного типа оборудования.

К сожалению, больше ничего хорошего про сами стандарты сказать не могу. Давние требования совместимости чёрно-белого и цветного ТВ привели к появлению столь отвратительных телевизионных стандартов. Да, да — NTSC, PAL и SECAM непонятно по каким причинам перекачивали из области телевидения в область видеонаблюдения по-сути в неизменном виде.

Итак перед разработчиками первых стандартов цветного телевидения стояла невыполнимая на первый взгляд задача. Старые черно-белые телевизоры должны были принимать цветные передачи без какой-либо переделки и наоборот, новые цветные телевизоры должны были показывать старые черно-белые передачи. Спектр сигнала черно-белого телевидения состоял только из яркостной составляющей изображения. А для цветного требовалось ещё передать спектры изображения после красного, зеленого и синего цветовых фильтров. Т.е. спектр сигнала цветного телевидения был в 4 раза больше черно-белого. Соответственно разработчикам стандартов NTSC, PAL и SECAM пришлось “впихнуть” в 4 раза больший спектр цветного телевидения в полосу черно-белого. Да так, чтобы старые телевизоры об этом не догадались 🙂 . А теперь, внимание, вопрос — можно это было сделать не изуродовав качество картинки? Конечно нет. Весь фокус основан на не совершенстве нашего зрения (хотя на этом и черно-белое телевидение и кинематограф тоже основаны). Не углубляясь далее в технические детали скажу лишь, что NTSC более требователен к качеству оборудования и всего передающего тракта, но при этом чуть меньше “искажает” сигнал цветности. PAL более помехоустойчив, но чуть хуже передает сигнал цветности. SECAM же — вообще мертворожденное дитя недолгого сближения СССР и Франции. Главное его достоинство (внимание!) — лучшее качество изображения по сравнению с PAL и NTSC при прохождении сигнала по плохо настроенным передающим трактам (это не шутка, примерно с такой формулировкой данный стандарт был выбран среди множества других). Понятно, что SECAM практически в видеонаблюдении не используется; PAL по моему наблюдению применяют чуть чаще в наших краях. Возможно потому, что NTSC был “заточен” под американские стандарты сетевого напряжения (отсюда и 30 к/с), а PAL — под европейские. Но по-большому счёту разницу между PAL и NTSC заметить почти невозможно невооруженным взглядом. Сказать что лучше — тоже, оба ужасны (хотя SECAM ещё хуже).

Вроде уже давно и черно-белые телевизоры лежат на свалке, да и говорим мы вроде как про видеонаблюдение. Казалось бы, зачем теперь то уродовать картинку? Но видимо первые производители оборудования видеонаблюдения решили что нечего чего там придумывать-переделывать — возьмем отработанный годами эксплуатации вариант — и так сойдет. За одно можно использовать уже выпускаемое телевизионное оборудование.

Пожалуй, я несколько углубился в историю, давайте пройдемся по недостаткам аналогового видеонаблюдения в целом (особой разницы между качеством картинки PAL и NTSC нет):

  • разрешение картинки принципиально ограничено (704х576 при 25 к/с — PAL и 704×480 при 30к/с— NTSC; ну хорошо с “костылем” от Sony — цифровой пред-обработкой с матрицы видеокамеры процессором Effio — 960H: 960×576 при 25 к/с — PAL и 960×480 при 30к/с— NTSC) и уже плохо соответствует современным представлениям о детализации;
  • решение является слабо масштабируемым (немного спорно, но в целом верно);
  • сильно ограниченные возможности по управлению глубиной архива, резервированию архива, созданию параллельно работающего кратковременного (с полным качеством) и долговременного (с минимально достаточным качеством) архивов — т.е. сложно делать крупные и ответственные проекты;
  • существенно ограниченные возможности по резервированию оборудования, построению отказоустойчивых систем;
  • несколько ограниченные возможности по организации рабочих мест операторов видеонаблюдения;
  • только “зачаточные” возможности видеоаналитики (в лучшем случае);
  • качество картинки зависит от расстояния от видеокодера или видеорегистратора до камеры — из-за того, что соотношение сигнал/шум аналогового сигнала с каждым метром кабеля уменьшается и не может быть восстановлено до первоначального уровня. Т.е. качество картинки от дальних камер будет принципиально хуже (при тех же условиях), чем от ближних;
  • “эффект гребенки” на движущемся изображении — из-за чересстрочной развертки;  
  • неточности в цветопередаче, особенно мелких деталей — из-за спектрального уплотнения цветоразностных сигналов.

К достоинствам можно отнести:

  • “безоговорочную” совместимость оборудования разных производителей;
  • огромный выбор оборудования во всех возможных нишах;
  • более простая пусконаладка и обслуживание оборудования;
  • принципиальное отсутствие “задержек” сигнала при просмотре “живого” видео “локально”, без передачи данных по глобальной сети (интернет);
  • принципиально лучшая чувствительность по сравнению с IP мегапиксельными камерами (однако в целом к параметрам чувствительности нужно относиться не слишком буквально, но об этом как-нибудь в другой раз);
  • расстояние от видеокодера или видеорегистратора до камеры (сегмент) — не менее 150-200 метров (может быть существенно большим при определенных условиях), что способствует удешевлению системы в целом;
  • достаточно лояльные требования к качеству коаксиальнгого кабеля и разъемов;
  • теоретическая возможность использовать инфраструктуру систем коллективного приёма телевидения (где она ещё осталась) при использовании телевизионного модулятора.

2. Решения на основе стека протоколов TCP/IP (пакетная передача данных, кодеки H.264, MJPEG) — IP-видеонаблюдение

Вынужден опять сделать небольшое лирическое отступление, прежде чем мы начнём разбирать достоинства и недостатки IP-видеонаблюдения. Так же, как снижение стоимости владения мобильным телефоном в 2000-х привело к тому, что из бизнес инструмента мобильная связь стала общедоступной. Быть на связи в любое время и в любом месте теперь нужно всем и каждому. Похожая революция (пусть в меньшем масштабе) произошла и в сфере систем видеонаблюдения. С распространением широкополосного доступа в интернет оказалось, что функция удаленного просмотра архива и “живого” видео (видеонаблюдение через интернет) так же нужна чуть ли не всем заказчикам систем видеонаблюдения. По этой причине нужно сделать оговорку, что по-сути на данный момент у нас нет в чистом виде систем аналогового видеонаблюдения или систем HD-CCTV видеонаблюдения (HD-SDI — об данном типе поговорим чуть позже) и т.д. А есть только гибриды таких систем с “прикрученным” к ним видеокодерами и сетевыми картами для передачи данных через глобальную сеть (WAN). По этой причине самые очевидные достоинства IP видеонаблюдения мы не будем сильно выпячивать, имея в виду “гибридность” всех остальных типов систем видеонаблюдения.

Следует признать, что IP-видеонаблюдение де-факто стало мейнстримом всех систем видеонаблюдения в целом. На мой взгляд, это не связано (как принято считать) с разрешением камер видеонаблюдения — есть немало вариантов получения видео распространенного разрешения 720p или 1080p системами видеонаблюдения других типов. Думаю дело в принадлежности к стремительно развивающемуся IT-сектору, который как паровоз тянет IP-видеонаблюдение за собой. IP-видеонаблюдение стало одной из IT систем — это позволяет данной системе использовать передовые технологии передачи, обработки и хранения информации — в этом секрет и главное достоинство системы цифрового IP-видеонаблюдения. Т.е. видеонаблюдение из полностью самостоятельной автономной системы превратилось в источник данных. Которые можно передавать, обрабатывать и хранить так же, как любые другие данные (разумеется со своей спецификой).

IP видеонаблюдение так же не лишено целого ряда недостатков. Большая часть связана с пакетным принципом передачи данных по локальным / глобальным сетям. Дело в том, что потоковый тип трафика данных от видеокамер с некоторыми проблемами согласуется с принципом передачи данных пакетами. На практике это означает необходимость изобретать дополнительные “костыли” при работе с таким типом трафика. Например выводить данный тип трафика в отдельную LAN и/или использовать QoS, использовать протоколы RTP, RTSP и т.п.). Это усложняет и удорожает как процесс пусконаладки, особенно для крупных систем, так и ужесточает требования к используемым сетям передачи данных. Либо, если сети передачи данных уже развернуты и повлиять на их настройки невозможно (в случае использования чужой инфраструктуры, например глобальной сети интернет) — необходимо как можно больше снизить нагрузку на данные сети для стабильности передачи такого типа данных (уменьшить битрейт путём сжатия данных кодеком и, к примеру, уменьшив количество передаваемых кадров в секунду). Таким образом качество получаемого видео от IP видеонаблюдения в большей степени зависит от возможностей сети передачи данных (и, ещё, пожалуй, от используемых средств обработки видео как на стороне камеры, так и на стороне рабочего места видеонаблюдения). Однако, с учётом того, что потоковый тип данных постепенно догоняет по объёму другие виды трафика, данная проблема постепенно решается и на уровне провайдеров доступа интернет. Так что со временем острота проблемы должна снизиться.

Есть ещё одна проблема — отсутствие нормальной стандартизации в IP видеонаблюдении (стек TCP/IP отвечает только за передачу данных — сеансовый уровень сетевой модели OSI). У разных производителей может быть разный подход к структуре передаваемых данных, различные особенности реализации кодеков и т.п. Поэтому нужно крайне внимательно подбирать оборудование при использовании нескольких брендов в одной системе. Сейчас ситуация постепенно улучшается, существуют попытки производителей первого эшелона начать такую стандартизацию, в частности усилиями международного форума открытого сетевого видеоинтерфейса ONVIF и альянса за совместимость систем физической безопасности PSIA. Но на данный момент стандартизованы по-сути только самые основные аспекты взаимодействия IP камеры с системами управления и видеозаписи (ONVIF — по-сути набор сервисов по доступу к уже существующим API камер, список поддерживаемых функций у производителей может не совпадать; PSIA — стандартизованный API производителей, входящих в альянс, что чуть лучше, но правда и компаний входящих в PSIA существенно меньше). Не о какой “безоговорочной” совместимости речи пока не идёт.

Итак, недостатки системы цифрового IP-видеонаблюдения:

  • практически неизбежная “задержка” при передаче “живого” видео из-за пакетного принципа передачи данных;
  • обязательность “сжатия” видео потока с потерей части информации из-за ограниченной пропускной способности современных сетей передачи данных (особенно глобальных WAN). Наиболее эффективные кодеки, такие как H.264, передают лишь несколько “опорных” кадров в секунду, восстанавливая промежуточные кадры по передаваемым изменениям в картинке. Это может существенно затруднить распространенную функцию “стоп-кадра”. Дает повод не принимать “восстановленные” кадры при юридическом использовании видео. Кроме того, такие кодеки дают сильный разброс битрейта в зависимости от сцены, параметров освещенности и т.п. Что затрудняет планирование сетей передачи данных (локальных), либо затрудняет передачу сколько-нибудь существенного количества кадров в секунду по глобальным сетям интернет;
  • высокие требования к “железу” на стороне видеокамеры, видеосервера и видео клиента — из-за необходимости кодирования и декодирования видео потока;
  • неизбежность дилеммы — либо строить современную локальную сеть с хорошей пропускной способностью (рассчитанной с запасом) и современными функциями (такими как QoS, LAN, RSTP и т.п.) в “нагрузку” к собственно системе видеонаблюдения. Либо довольствоваться весьма скромными возможностями глобальной сети (WAN) интернет и ограничивать как битрейт, так и количество кадров в секунду от камер, да и общий размер системы;
  • обязательность решения вопросов сетевой (информационной) безопасности для данного типа систем видеонаблюдения;
  • при развитии существующей системы можно столкнуться с ограниченным выбором подходящего оборудования — из-за отсутствия “нормальной” стандартизации оборудования IP видеонаблюдения. При проектировании / планировании системы нужно обязательно учитывать риски дальнейшего масштабирования системы;
  • существенно большие требования к квалификации при монтаже и особенно пусконаладке. А так же при обслуживании IP видеонаблюдения за некоторым исключением “домашнего” и “полу профессионального” класса использования (P2P камеры, “облачные” сервисы);
  • расстояние от видеокамеры до коммутатора (switch) — менее 100 метров на сегмент (ограничения Ethernet сетей IEEE 802.3xx);
  • чем выше разрешение, тем хуже чувствительность видеокамеры — из-за стандартного размера матрицы — соответственно хорошее качество картинки при хорошем освещении сменяется “шумами” и повышенным битрейтом при плохом;
  • возможные проблемы с управлением поворотными видеокамерами — при наличии серьезных  “задержек” при передаче “живого” видео (проблема больше характерна для управления по WAN, а не по LAN).

К достоинствам можно отнести:

  • по-сути почти не ограниченные возможности масштабирования системы;
  • принципиально не ограниченная глубина архива;
  • принципиально не ограниченные возможности резервирования оборудования, построения отказоустойчивых систем видеонаблюдения;
  • принципиально не ограниченные возможности создания рабочих мест операторов видеонаблюдения;
  • принципиально не ограниченное разрешение картинки;
  • принципиально не ограниченные возможности интеграции видеонаблюдения с другими IT системами и системами безопасности;
  • принципиально не ограниченные возможности применения видеоаналитики;
  • качество картинки не зависит от расстояния до видеокамеры — из-за “цифрового” характера данных от видеокамеры;
  • возможность использования прогрессивной развертки в видеокамерах — отсутствие эффекта “гребенки” на движущихся объектах;
  • наличие функций, полностью отсутствующие у других типов видеонаблюдения: передача от камеры нескольких потоков с отдельно нестроевыми параметрами качества. Возможность локальной записи на “борту” видеокамеры (на SD-карту, но стоит помнить что такая карта будет “расходным материалом” и долго не проживет при постоянной записи). Возможность использовать процессор видеокамеры для функций видеоаналитики на “борту” видеокамеры.

Данные типы систем видеонаблюдения имеют очень широкое распространение. Для заказчика огромный выбор производителей любого класса за любые деньги. Далее идёт экзотика (и сразу признаюсь, с данными стандартами знаком чисто теоретически, причины ниже):

3. Решения на основе телевизионных цифровых стандартов высокой чёткости HD-SDI, 3G-SDI (HD CCTV, потоковая передача данных)

Почему экзотика? Потому что никто из производителей мирового уровня и производителей первого эшелона на рынок HD-SDI, 3G-SDI до сих пор не пришёл, увы. Второго эшелона — только на рынок оборудования HD-SDI. 3G-SDI — это вообще единичные экземпляры оборудования, возможно пока. Поэтому рынок HD-SDI видеонаблюдения перекошен в сторону полу профессионального и домашнего использования, серьезные крупные проекты делать на данном стандарте невозможно. Тем не менее для аудитории моего блога, не исключено, будет интересно рассмотреть и данный вид оборудования, так что приступим.

Итак, что такое HD CCTV (HD-SDI, 3G-SDI), откуда оно появилось и с чем его едят.

Эти стандарты используются для передачи несжатых и некодированных цифровых видеосигналов  по коаксиальному кабелю. Следовательно данные стандарты вроде как избавляют нас от двух главных проблем IP видеонаблюдения — задержек “живого” видео и обязательности кодирования (сжатия) видео потока, что обсуждалось выше. К сожалению, не все так гладко. Стандарты HD CCTV пытаются обойти некоторые недостатки IP видеонаблюдения. Но не перекрывая при этом главного плюса IP — существующей инфраструктуры глобальной сети интернет и передовых технологий передачи, обработки и хранения информации IT сектора. Видимо из-за этого неинтересны глобальным игрокам первого эшелона, занимающих большие доли рынка. Тем не менее, на нишевых рынках, вполне могут быть конкурентоспособными. После того, как наберется критическая масса производителей и станет ясно, какой из стандартов цифрового телевидения будет де-факто стандартом HD CCTV видеонаблюдения.  

Да, да, чуда не произошло — цифровые стандарты потокового видеонаблюдения пришли к нам проторенной дорогой из мира большого телевидения, и это во-общем то не плохо. Правда пришли толпой — это семейство стандартов. И в этом первый риск — неизвестно кто будет развиваться — HD-SDI, Dual Link HD-SDI, 3G-SDI, а может разрабатываемые ныне 6G-SDI и 12G-SDI. И  это убивает первый и главный плюс телевизионных стандартов — “безоговорочную” совместимость оборудования. Да и риски вложиться в оборудование заброшенного в будущем стандарта велики, это нельзя сбрасывать со счетов.

Второй непонятный момент — это конечно замечательно, что от камеры до видеорегистратора у нас идет цифровой несжатый поток без каких-либо задержек, но что с ним делать дальше? Писать как есть в том же формате — совершенно не возможно, системы хранения данных (СХД) как чисто IT-ная система для HD CCTV не доступны. Имеющиеся жёсткие диски самого регистратора ничтожно малы и мгновенно забьются этим несжатым потоком. В итоге от чего ушли — к тому и пришли — все тот же кодер H.264 на запись. Так что в плюсе в лучшем случае отсутствие “задержек” “живого” видео, при том локально. Непосредственно при подключении к видеорегистратору. Ведь через сеть сигнал, как мы уже говорили, ничем от сигнала IP-видеонаблюдения  отличаться не будет. Но создать локальную сеть с почти отсутствующими задержками — задача посильная и для IP-видеонаблюдения, в чём тогда profit?

Может, как утверждают маркетологи, в том что можно использовать тот же старый-добрый коаксиальный кабель (даже существующий!) да ещё и на расстояния до 120-150 метров (что там ваши жалкие 100)? К сожалению мимо. Для HD-потоков расстояние обычно не более 100 м. (определяется ослаблением сигнала -20 дБ/750 МГц). Кроме того, HD-SDI и тем более 3G-SDI требуют для работы хорошую кабельную инфраструктуру — качественный коаксиальный кабель (не хуже RG6) и качественные разъемы.

Не буду больше вас мучить, пройдемся по недостаткам и данного типа видеонаблюдения:

  • разрешение картинки принципиально ограничено стандартами, хотя уже соответствует современным представлениям о качестве;
  • решение является в целом слабо масштабируемым (чаще всего на данный момент встречается 4-8-16 канальное оборудование, некоторые модели поддерживают собственные CMS на несколько видеорегистраторов);
  • сильно ограниченные возможности по управлению глубиной архива, резервированию архива, созданию параллельно работающего кратковременного (с полным качеством) и долговременного (с минимально достаточным качеством) архивов — т.е. сложно делать крупные и ответственные проекты — дела обстоят примерно так же как и с CCTV (PAL, NTSC системами);
  • существенно ограниченные возможности по резервированию оборудования, построению отказоустойчивых систем;
  • несколько ограниченные возможности по организации рабочих мест операторов видеонаблюдения;
  • риски, связанные с перспективами развития потоковых стандартов  цифрового телевидения в качестве HD CCTV (неизвестно, какой из существующих или разрабатываемых стандартов цифрового телевидения получит наибольшее распространение, а какой так и останется “тупиковой ветвью” развития систем видеонаблюдения);
  • достаточно жёсткие требования к качеству применяемого коаксиального кабеля и разъёмов;
  • пока не слишком большая конкуренция, ведущие игроки рынка видеонаблюдения (IP и аналогового) на рынок HD-CCTV не пришли;
  • относительно высокая стоимость оборудования;
  • практически отсутствует принципиальная разница с IP системами, при этом по-сравнению с IP видеонаблюдением существенно меньше функционала в части записи и обработки видео (в том числе видеоаналитики) и плохая масштабируемость решения;

К достоинствам можно отнести:

  • отсутствие “задержек” “живого” видео при “локальном” просмотре без передачи данных по глобальной сети интернет — из-за отсутствия задержек при потоковой передаче данных;
  • отсутствие артефактов “сжатия” (компрессии) “живого” видео при “локальном” просмотре без передачи данных по глобальной сети интернет — из-за отсутствия “узкого горлышка” каналов связи для потоковой передаче данных;
  • качество картинки не зависит от расстояния до видеокамеры — из-за “цифрового” характера данных от видеокамеры;
  • возможность использования существующей коаксиальной инфраструктуры при условии строгой проверки качества кабельных линий и разъемов;
  • пусконаладка и обслуживание практически не отличается от аналогового видеонабюлюдения стандартов PAL, NTSC.

4. Решения на основе «проприетарных» аналоговых стандартов высокой чёткости HD-CVI Dahua, HD-TVI Hikvision (Techpoint), AHD NextChip

Данные стандарты конечно малость запоздали, созданы уже после цифровых HD CCTV и вроде как на первый взгляд вызывают недоумение — как будто какой то непонятный шаг назад. После такого мощного развития цифрового IP видеонаблюдения вдруг downgrade опять до аналогового. Казалось бы — в чём смысл? Смысл безусловно есть — как минимум в использовании существующей коаксиальной кабельной инфраструктуры старых аналоговых CCTV систем. Опять же “плюшки” CCTV так же присутствуют — и отсутствие задержек при локальном просмотре, и отсутствие сжатия. При этом врожденная “болячка” от телевизионного прошлого CCTV у новых стандартов отсутствует — сигналы цветности передаются полностью и отдельно от сигнала яркости. Развертка прогрессивная, а не чересстрочная. Это позволило поднять разрешение до вполне стандартных на данный момент HD 720р (1280х720) и Full HD 1080р (1920×1080). Кроме того, данные стандарты позволяют передавать по коаксиальному кабелю ещё и сигналы управления (PTZ и т.п.) и аудиосигналы. Что мешало сделать шаги в этом направлении ещё лет 10 назад? Мне это непонятно, но я отвлекся.

Так же как и в случае с HD CCTV производители мирового уровня и производители первого эшелона данные стандарты не поддержали. Пока существует 3 различных аналоговых стандарта высокой чёткости, при этом HD-CVI компании Dahua является проприетарным (на его использование другими компаниями необходимо купить у Dahua лицензию), а HD-TVI, разработанный Techpoint в интересах Hikvision и AHD компании NextChip — распространяются по свободной лицензии.

Говорить о каких то серьезных особенностях данных стандартов не приходится — они конечно реализованы по-разному, но основная идея у всех трёх стандартов общая — выжить из аналогового сигнала максимум качества за счёт раздельной передачи сигналов яркости и цветности, использования прогрессивной развёртки, использования дополнительной цифровой пред-обработки сигналов процессорами видеокамер.

Из открытых источников могу добавить информацию (лично не проверял) по отдельным особенностям стандартов. Так, оборудование HD-TVI и AHD (видел версию и про HD-CVI и AHD) поддерживают на аппаратном уровне аналоговые стандарты CCTV, и, в некоторых случаях и IP камер (проще всего реализовано в AHD). HD-TVI вроде как более требовательна к качеству кабеля и не поддерживает передачу звука по коаксиальному кабелю.

Резюмируя, пока наиболее готовым к использованию видится стандарт AHD, но информации крайне мало, полагаться на это бездумно не стоит (всяк кулик своё болото хвалит).

Традиционно давайте пройдёмся для начала по недостаткам аналогового видеонаблюдения высокой чёткости:

  • разрешение картинки принципиально ограничено стандартами, хотя уже соответствует современным представлениям о качестве;
  • решение является в целом слабо масштабируемым (чаще всего на данный момент встречается 4-8-16 канальное оборудование, некоторые модели поддерживают собственные CMS на несколько видеорегистраторов);
  • сильно ограниченные возможности по управлению глубиной архива, резервированию архива, созданию параллельно работающего кратковременного (с полным качеством) и долговременного (с минимально достаточным качеством) архивов — т.е. сложно делать крупные и ответственные проекты — дела обстоят примерно так же как и с CCTV (PAL, NTSC системами);
  • существенно ограниченные возможности по резервированию оборудования, построению отказоустойчивых систем;
  • несколько ограниченные возможности по организации рабочих мест операторов видеонаблюдения;
  • качество картинки зависит от расстояния от видеорегистратора до камеры — из-за того, что соотношение сигнал/шум аналогового сигнала с каждым метром кабеля уменьшается и не может быть восстановлено до первоначального уровня, т.е. качество картинки от дальних камер будет принципиально хуже (при тех же условиях), чем от ближних;
  • риски, связанные с развитием аналоговых стандартов видеонаблюдения высокой чёткости — неизвестно какой именно стандарт получит признание рынка и развитие, а какие останутся тупиковой ветвью, т.е. риск вложиться в не поддерживаемое в дальнейшем оборудование.

К достоинствам можно отнести:

  • отсутствие “задержек” “живого” видео при “локальном” просмотре без передачи данных по глобальной сети интернет — из-за аналогового способа передачи изображения;
  • достаточно точная передача сигналов цветности — из-за отсутствия спектрального уплотнения цветоразностных сигналов;
  • возможность использования существующей коаксиальной инфраструктуры — при этом достаточно лояльные требования к качеству кабельной инфраструктуры;
  • при наличии качественного коаксиального кабеля дальность передачи изображения от видеокамеры до регистратора — до рекордных даже для CCTV 500 метров;
  • пусконаладка и обслуживание практически не отличается от аналогового видеонабюлюдения стандартов PAL, NTSC.
  • относительно низкая по сравнению с HD-CCTV стоимость оборудования;
  • возможность передавать по коаксиальному кабелю одновременно видео, аудио и PTZ сигналы;
  • т.н. “гибридность” регистраторов — возможность записи одновременно IP камер, CCTV камер и аналоговых камер высокого разрешения.

Всем, кто смог с первого раза дочитать до конца — моё глубочайшее уважение 🙂 .

На сегодня эта вся информация, которой я хотел с вами поделиться, спасибо за уделенное время!


В статье использована иллюстрация, специально подготовленная для блога моей супругой Озеровой Екатериной. Катенька, большое спасибо за помощь и поддержку!


Уважаемые читатели блога, если Вы заметили в статье неточность, сложность в изложении материала либо некорректность используемых терминов — прошу написать в комментариях либо в личном сообщении, все замечания будут обязательно учтены и по-возможности исправлены все недочёты.


Жду ваших вопросов, комментариев и предложений.

Жмите кнопки социальных сетей, подписывайтесь на email рассылку, добавляйте блог в свою RSS-ленту, вступайте в группы блога в социальных сетях!


Все материалы данного блога принадлежат его автору (в том числе иллюстрации). Использование без ссылки на данный блог с указанием авторства не допускается!


Похожие статьи

  1. Мифы вокруг видеонаблюдения. Часть 1

  2. Мифы вокруг видеонаблюдения. Часть 3

3 коментария к публикации “Мифы вокруг видеонаблюдения. Часть 2

  1. „чем выше разрешение, тем хуже чувствительность видеокамеры”

    Прочитав это можно сделать вывод, что любая камера 1.3Мп всегда имеет лучшую чувствительность чем камера 3Мп, а это не так. Зависимость от разрешения есть, но чувствительность зависит и от типа матрицы. Кроме того иногда производители используют только часть матрицы. Например у популярной модели DS-2CD2032 матрица больше 3Мп, но используется только часть матрицы при разных разрешениях. Т.е. при заявленном размере матрицы 1/3 фактически используется меньший размер.

    Вообще чувствительность любимый параметр маркетологов. ))

    1. Eef, я полностью с Вами согласен. Такое имеет место быть. Это был обобщенный вывод — при прочих равных (при одинаковом типе матрицы, при использовании всей поверхности матрицы). Вы привели некоторые случаи, когда данное рассуждение не верно. Раз уж вы заговорили о некоторых производителях, использующих не всю поверхность матрицы — подскажите, в чём profit для производителя? Зачем так делать? Я так и не смог придумать убедительную версию…

      1. Зачем так делать наверняка знает только производитель. По моему скромному мнению, возможно на масштабирование изображение требуется больше ресурсов процессора, чем при использовании только части матрицы. Например камеры AXIS при использовании коридорного формата уменьшают fps, поддерживают большое количество вариантов разрешения, но не так просто понять сколько одновременных потоков можно получить от камеры. У Dahua или Hikvision можно выбрать всего несколько вариантов разрешения, а количество одновременных потоков четко указано в документации.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.