Что такое IP-видео?
Тема IP-видеонаблюдения пока еще не получила широкого применения на российском рынке систем безопасности.
Недорогие устройства (IP-камеры и видеосерверы) до сих пор не имеют должного уровня качества, а сетевые видеокамеры высокого качества все еще имеют большую стоимость, однозначно превышающую стоимость PC- или non-PC систем с аналогичными параметрами. Однако массовое подключение к разработке и производству азиатских фирм и растущая популярность подобных решений приводят к постепенному снижению цен на эти устройства.
Потребителю стоит обратить свое внимание на IP-системы уже сейчас, если:
- У вас нет возможности проложить дополнительные кабели или вы хотите использовать существующие кабельные сети (СКС);
- Вы хотели бы легально, без получения разрешения на частоты, использовать беспроводную связь для организации системы;
- Ваша система территориально распределена по большой площади и вы хотели бы сократить количество кабельной разводки;
- На объекте сложная обстановка с помехами и нет возможности передавать по кабелю видеосигнал от аналоговых камер;
- Вам необходимо удаленное наблюдение с регистрацией видеоинформации на значительном удалении от точек наблюдения;
- Вам необходимо снизить вероятность перехвата сигналов от камер наблюдения.
Несмотря на то, что список положительных аргументов выбора IP-решений получился длинным, они имеют и свои минусы. В частности, вы не сможете получить несжатое изображение и для просмотра будете вынуждены декодировать его на вашем компьютере. Кроме того, вы будете ограничены в возможностях детектирования движения возможностями самих IP-видеоустройств или детектированием по сжатому изображению.
В чем отличие IP-камер от аналоговых?
IP-камера состоит из собственно камеры, преобразователя видеосигнала и сетевого клиента, который осуществляет передачу оцифрованной картинки в сеть. Для работы с IP-камерами в простейшем случае достаточно обычного компьютера, находящегося в той же сети для просмотра картинки от камеры.
Для работы с аналоговыми камерами нужен или видеорегистратор или компьютер с установленной на нем системой ЦСВН (платы АЦП + специализированное программное обеспечение).
По качеству пока аналоговые камеры превосходят IP, но эта разница все менее заметна. По удобству инсталляции и обслуживания IP-камеры, естественно, впереди, так как для создания системы нужно просто подключить камеры к существующей локальной сети (в случае с беспроводной сетью все еще проще). Для аналоговых камер нужно тянуть специальные кабели (обычно – коаксиальный кабель, либо витую пару с применением аппаратуры передачи видеосигнала (АПВС)).
Интеллектуальное видео
Сейчас генерируется больше данных видеонаблюдения, чем когда-либо ранее. Как этот объем данных эффективно использовать? Как все эти сохраненные петабайты (тысячи терабайт) классифицировать и фильтровать и как поддерживать высокий уровень видеомониторинга? Видеоаналитика, также известная как видеоинтеллект, будет играть ведущую роль в ответе на эти вопросы.
Первичная цель видеоинтеллекта состоит в том, чтобы обеспечить лучшую информацию, и сделать это быстрее. Это включает анализ сценариев в соответствие с набором правил для идентификации и отслеживания действий, объектов или событий. Такие правила могут заставить камеру заметить падение человека, обнаружить подозрительный багаж, измерить трафик, контролировать периметр на предмет обнаружения вторжения и даже идентифицировать поведение, отличающееся от нормального.
Видеоинтеллект может быть применен на различных уровнях системы как в реальном времени, так и к зарегистрированным данным.
Традиционно, видеоинтеллектуальные системы развертывались централизованно на серверах, анализируя входящие или предварительно записанные видеоданные. Этот подход, однако, плохо адаптируется к большим системам, так как емкость индустриального сервера редко превышает восемь видеоканалов. Поскольку аналитические алгоритмы становятся более сложными - требующими больше циклов центрального процессора, - а видеоразрешение и кадровая скорость все более увеличиваются, системные требования будут опережать текущую емкость серверов. Это ограничивает рентабельность и масштабируемость сегодняшних централизованных видеоинтеллектуальных систем.
Тенденция ясна: сетевые камеры могут теперь непосредственно сами решать большинство задач видеоанализа. И с мощным видеоинтеллектом, который инвестирован в каждую сетевую камеру, проблема масштабируемости системы теперь меньше, а обработка существенно более дешевая. Такие камеры также имеют способность непосредственно анализировать точные цифровые данные сенсора в источнике, прежде, чем они будут искажены линейным интерфейсом и системными задержками.
Концепция интеллектуальной сетевой камеры также уменьшает требования по полосе пропускания, так как видеоданные не передаются до тех пор, пока не потребуется. Большую часть времени аналитическое приложение предписывает камере посылать только тексты метаданных, таких как счетчики, заводские номера и т.д. С этими разработками будет расти спрос на открытые стандартизованные системы, поскольку пользователям нужны полные, интегрированные и эффективные решения для сетевого видео. В дополнение к более передовой аналитике, новые и гибкие цифровые форматы позволяют вместить больше видеобрабатывающей способности в сетевые камеры.
В большинстве сцен интерес обычно представляет движение или иные изменения. В отличие от традиционного CCTV, интеллектуальные сетевые камеры могут ответить увеличением кадровой скорости, переключением регистрации на локальный режим, увеличением разрешения и т.д.
Примеры продуктов и их применение
Компания Axis Communications производит видеосерверы, устройства DVR и сетевые камеры IP. В ее проекте для фирмы Baylor Health Care System системы конфигурируются таким образом, чтобы запись внутри комнаты сетевого управления начиналась по сигналу датчика, зарегистрировавшего открывание дверей. Уведомляющее электронное сообщение с видеоинформацией (частота 24 кадра в секунду) автоматически направляется директору сети и менеджеру по сетевым операциям.
В другом проекте, развернутом в 70 офисах одного из крупнейших французских банков Caisse d’Epargne, задействованы 150 сетевых камер Axis 2100. Продукт 2100, сочетающий в себе устройство сетевого доступа, клиент электронной почты и видеокамеру, содержит также детектор движения, FTP- и Web-серверы. Аудиомодуль Axis 2191 добавляет к картинке звук (посредством Web-браузера). Видеоизображение можно передавать с частотой до 10 кадров в секунду при разрешении 320*240 пикселов и скорости 600 Кбит/с. Записывающая подсистема Axis 2460 производит локальную запись видеоизображения для удаленного его воспроизведения.
Хорошим примером гибридного, аналого-цифрового, решения для видеонаблюдения является продукт RemoteVU Guardian компании Vanguard MS, предоставляющий такие основанные на Web элементы управления камерой, как панорамирование, наклон и трансфокация (Pan, Tilt, Zoom — PTZ), а также доступ к устройствам памяти на жестких дисках. В состав продукта входит не только встроенный Web-сервер, но и FTP-сервер, который позволяет загружать аутентифицированным пользователям видеофайлы.
На 80-Гбайт жесткий диск RemoteVU можно в течение двух месяцев записывать изображение QCIF (quarter-sized) с одной камеры, передаваемое с частотой 20—30 кадров в секунду на скорости 128 Кбит/с. Увеличив изображение до полноэкранного размера, вы опять-таки сможете два месяца записывать изображение с частотой 12—15 кадров в секунду. Располагая каналом Ethernet, можно одновременно передавать по нему видеоизображение с восьми камер.
Средства SNMP-управления способны оповещать пользователей RemoteVU Guardian об отсоединении камер или о сетевых помехах. Элементы управления ПО аварийной сигнализации и управления выходами, доступ к которым осуществляется через браузер, позволяют закрывать ворота и двери, включать/выключать сигналы тревоги. Кроме того, интерфейс API позволяет разработчикам встраивать выходное видео в индивидуально настраиваемые Web-страницы.
Компания Vanguard MS не только продает оборудование IP-видеонаблюдения, но и выполняет оценку, проектирование и удаленную поддержку сетей для ряда вертикальных рынков. Например, в аэропортах она использует 5-ГГц беспроводные каналы связи 802.11а для подключения к сети множества продуктов Guardian. Кроме того, сохраняя приверженность идеи конвергенции речи и данных, Vanguard выпускает мультисервисные устройства доступа.
Наглядными примерами компаний, продукты которых используют в своей работе средства анализа видеоконтента, являются Loronix (подразделение фирмы Verint) и NICE.
Внимание разработчиков линии продуктов Loronix CCTVware было направлено в первую очередь на интеллектуальные возможности записи и оповещения системы видеомониторинга — разного рода триггеры записи, средства индексного поиска и вывода информации, анализа данных. Loronix не выпускает конечные узлы видеокамер, зато производит устройства DVR, основанные на ОС Windows NT, и ПО, наделяющее пассивные видеозаписывающие устройства "интеллектом бдительности", что позволяет им адекватно реагировать на подозрительные объекты видеоконтента. Ее система оцифровывает, сжимает, записывает и сохраняет видеоданные, поступающие через мультиплексированные видеоканалы (до 32 каналов на каждое записывающее устройство). Она может одновременно показывать видео реального времени, поступающее на ее 16 видеовходов, и сканировать заданные области видео реального времени или записанного видео на предмет выявления в них активности определенного рода. Система также способна проверить, не произошло ли изменение записанных данных. Помимо серверов записи и считывания видео, в число системных компонентов Loronix CCTVware входят основанные на ПК рабочие станции и ленточные библиотеки.
Благодаря интеграции продуктов Loronix с ПО безопасности третьих фирм они могут, например, запускать видеозапись всякий раз, когда служащие со специальными жетонами доступа проходят через дверь. Крупная курьерская служба применяет системы Loronix для визуального отслеживания партий товаров со специальными штрихкодами при прохождении их через сортировочное устройство. Кассовые терминалы также подключаются к системам CCTVware: розничные торговые организации используют накопленные видеоданные, которые выводятся в соответствии с временными отметками журналов регистрации исключительных событий, связанных с открыванием выдвижного кассового ящика (это позволяет выявлять и преследовать в судебном порядке не чистых на руку служащих). Система Loronix может даже предупреждать кассиров об угрожающей им опасности, если вдруг "замечает" подозрительное поведение людей, например их движение в неположенном направлении с определенной скоростью. Чтобы определить характер движения, видеоинтеллект продуктов Loronix сравнивает кадры. Это позволяет наделить возможностями обнаружения движения все существующие аналоговые камеры, исключая необходимость использования дополнительных инфракрасных сенсорных модулей.
Самое знаменитое приложение продуктов Loronix, ставшее "гвоздем" Web-конференции компании Cisco, посвященной системам IP-видеонаблюдения, было развернуто в полицейском участке г. Сил-Бич, штат Калифорния. Система Loronix обеспечивает видеосвязь местных банков с полицейским управлением (используются беспроводные точки доступа и мосты типа "точка—точка" компании Cisco). Этой же системой планируется охватить школы, больницы и магазины. В случае подачи сигнала тревоги живое видео "выталкивается" в центр обработки телефонных вызовов 911 и отвечающим на вызов полицейским, которые находятся в полицейских машинах, оборудованных специализированными ПК с сенсорными экранами и радиоприемниками/передатчиками. При просмотре места совершения преступления посредством Web-браузера в реальном масштабе времени используются такие элементы управления камерой, как панорамирование, наклон и трансфокация. Видеоинформацией могут пользоваться даже пешие полицейские, если у них имеются карманные ПК.
Компания NICE Systems достойно конкурирует с Loronix в области средств управления и анализа видеоконтента и генерации предупреждающих сообщений по результатам такого анализа. Устройства компании принимают сигналы с входных и управляющих интерфейсов аналоговых камер через традиционные аналоговые коммутирующие матрицы. По мнению менеджера компании Арона Чеслера, дело не только в том, что сотрудники службы безопасности привыкли к этим инструментальным средствам, но также в том, что подавляющее большинство существующих сего-дня продуктов видеонаблюдения являются аналоговыми. Кроме того, в течение 2003 г. компания планировала выпустить свои системы и для IP-видеокамер.
Обычно, говорит Чеслер, прежде чем выслать охрану на место происшествия, администратор обращает внимание на любое подозрительное движение или событие, которое фиксируется на мониторах. Благодаря использованию систем NICE он может, не вставая из-за стола, провести предварительное расследование, воспользовавшись браузером и своими собственными элементами управления PTZ. Средства анализа изображений системы NICE позволяют просмотреть на предмет наличия перемещающихся объектов видео, записанное на диск с конкретных камер и в определенные часы. Алгоритмы системы способны даже выявлять предметы, оставленные без присмотра на длительное время.
Продукт NICEVision Pro — это DVR-устройство/сервер компании NICE. Он оснащен максимум 96 входами для подключения видеокамер и наделен дополнительными возможностями записи/мониторинга аудио. Менее масштабный продукт NICE — Harmony, может работать либо автономно, либо в составе NICEVision Pro. Он способен записывать видеоинформацию, поступающую на 64 входа для подключения камер с частотой 4 кадра в секунду.