Эволюция: от аналогового видеонаблюдения к цифровому. Часть 2

Это вторая и заключительная часть о переходе от аналогового видеонаблюдения к цифровому. Первая часть доступна здесь. В этот раз будет рассказано о переходе с одной системы на другую и приведены сравнительные характеристики. Ну что ж, приступим.

Формируем новый набор для видеонаблюдения.

На кадре выше представлена готовая система видеонаблюдения с IP-камерами. Но начнем по порядку. Аналоговая система включает в себя, как минимум:

1. камера
2. видеорегистратор

Как максимум:

1. Камера
2. Видеорегистратор
3. Пульт управления поворотными камерами
4. Экран для просмотра картинки

Теперь рассмотрим, чем отличается цифровая система видеонаблюдения.

Минимальный комплект:

1. IP-камера
2. Свитч (PoE или обычный)

Максимальный комплект:

1. IP-камера
2. Свитч (PoE или обычный)
3. Видеорегистратор
4. Пульт управления поворотными камерами
5. Экран для просмотра картинки

Как видим, разница заключается не только в том, что аналоговые камеры подключаются напрямую к видеорегистратору, а IP-камеры требуют наличия коммутатора. Сама по себе IP-камера может отправлять видео на любой сервер (локальный NAS или удаленный FTP) или же сохранять видео на флешку. Надо отметить, что добавление PoE коммутатора тоже заметно облегчает работу, так как при установке большого количества камер, в удаленном от регистратора месте, не требуется тянуть кабель от каждой камеры, а достаточно протянуть одну линию от свитча.

Типы камер

Для решения каждой задачи есть собственный инструмент. Мы рассмотрим основные типы и области их применения. Надо сразу сказать, что описывать мы будем уличные камеры, которые применяются для типовых задач. Существуют вариации и подвиды, но основных типов камер всего 3.

Цилиндрическая

Классическая цилиндрическая уличная камера. Корпус, как правило, из крепкого пластика или из металла с круглым или прямоугольным сечением. Внутри монтируется вся оптика и электроника. Объектив может быть варифокальным или без возможности приближения и настройки резкости. Самый простой и часто встречающийся вариант. Легок в монтаже и настройке. Масса модификаций с различными характеристиками. Один раз настроил и забыл.

Купольная

Такие камеры чаще встречаются в помещениях, потому что наиболее применимое место установки — потолок. Занимают совсем немного места. Просты в настройке. Вся электроника, объектив и матрица смонтированы в одном блоке. Единожды настроил и забыл. Встречаются модификации со встроенным микрофоном и выносным динамиком, для общения с наблюдаемым объектом.

Поворотная или купольная поворотная

Главным преимуществом этих камер является возможность панорамирования и приближения картинки. Одна такая камера позволяет осмотреть сразу большую площадь. Может работать по программе (приблизить объект 1, развернуться на объект 2, осмотреть всю площадь, приблизить объект 3) или по команде оператора. Стоят несколько дороже, но лишены недостатков двух предыдущих камер — для перенастройки объекта наблюдения нет необходимости физического присутствия рядом с камерой.

Поскольку объект наблюдения — это дом, то можно было применить любой тип камер. Для того, чтобы система получилась бюджетной, но при этом отвечала требованиям по качеству картинки, было решено применить два типа камер: цилиндрические — для осмотра периметра и купольную — для наблюдения за входной дверью и парковкой.

Выбор камер

Основой системы видеонаблюдения стала новинка на российском рынке — камера Ezviz C3S. Эта камера при своих компактных габаритах обладает массой положительных качеств:

• широкий диапазон рабочих температур: от -30 до +60
• Полная влаго- и пылезащищенность (IP66)
• Поддержка разрешения FullHD (1920*1080)
• Поддержка передачи по Wi-Fi или Ethernet
• Поддержка питания по PoE (только в модификациях без Wi-Fi)
• Поддержка кодека H.264
• Возможность записи на microSD
• Возможность работы через облако, либо с локальным видеорегистратором

Чтобы оценить габариты камеры (176 x 84 x 70 мм), я поместил рядом с ней батарейку формата АА. Если интересен детальный обзор этой камеры или сравнение с младшей моделью C3C — напишите в комментариях и я это вынесу в отдельный материал.

Для сравнения с аналоговой камерой, которая была установлена до этого, были сделаны несколько кадров.

Стоит отметить, что камера оснащена ИК-светодиодами и технологией компенсацией засветки, поэтому может работать в полной темноте или при боковой засветке от яркой луны, снега, прожектора. Как показала практика, объект различим на дистанции до 20-25 метров в полной темноте и хорошо виден начиная с расстояния в 10 метров. Камера поддерживает функцию расширенного цифрового диапазона (HDR) с показателем в 120 дБ. Добавим к этому, что камера может работать полностью автономно, без видеорегистратора, записывая все видео на флешку, а доступ к камере возможен через приложение на смартфоне. И для этого даже не потребуется белый IP — достаточно обеспечить доступ камере к сети Интернет.

Что такое WDR или HDRWDR (Wide Dynamic Range – широкий динамический диапазон) – это технология, позволяющая получать высокое качество изображений при любом перепаде уровней освещённости.
Другое название – HDR или «высокий динамический диапазон». При одновременном попадании в кадр участков с большим перепадом уровня освещения, стандартная видеокамера рассчитывает экспозицию для охвата максимума градаций яркости. Если камера уменьшит количество света, чтобы оптимизировать засвеченные области, то все участки, находящиеся в тени, станут слишком темными и, наоборот, при корректировке участков с низким уровнем яркости, светлые станут слишком размытыми. Показатель WDR измеряется в децибелах (дБ).

Для наблюдения за входом и парковкой перед домом была выбрана купольная камера Milesight MS-C2973-PB. Она обладает меньшей дистанцией эффективного обзора в темноте, но при этом поддерживает разрешение до FullHD и отлично разместилась на фасаде здания, не сильно привлекая внимание. Плюс камеры в том, что она наделена микрофоном и позволяет записывать видео со звуком, что особенно важно для записи диалогов, когда кто-то стучится в дверь. Камера питается исключительно по PoE, может вести запись на установленную карту microSD и наделена web-интерфейсом, через который можно следить за происходящим. Еще одна интересная особенность — SIP-клиент. Можно подключить камеру к провайдеру телефонии или собственному VoIP серверу и при заданном событии (звукдвижение в кадре) камера наберет требуемого абонента и начнет трансляцию звука и изображения.

• Диапазон рабочих температур: от -40 до +60
• Полная влаго и пылезащищенность (IP67)
• Поддержка разрешения FullHD (1920*1080)
• Поддержка передачи по Ethernet
• Поддержка питания по PoE
• Поддержка кодека H.264 и H.265
• Возможность записи на microSD
• Наличие встроенного микрофона
• Встроенный web-сервер
• Встроенный SIP-клиент

Еще одна камера была установлена под козырек, чтобы обозревать всю площадку с подъездной дорогой. В этом случае были особо высокие требования к качеству картинки, поэтому была выбрана камера Milesight MS-C2963-FPB. Она способна отдавать 3 потока с качеством картинки FullHD и умеет звонить по SIP, при появлении движения в заданной зоне. Питается по PoE и отлично работает с бликами и боковым освещением.

• Диапазон рабочих температур: от -40 до +60
• Полная влаго и пылезащищенность (IP67)
• Поддержка разрешения FullHD (1920*1080)
• Поддержка передачи по Ethernet
• Поддержка питания по PoE и 12В DC
• Поддержка кодека H.264 и H.265
• Возможность записи на microSD
• Изменяемое фокусное расстояние
• Встроенный web-сервер
• Встроенный SIP-клиент

Готовим сеть

Итак, с камерами определились и теперь нужно собрать все воедино и сохранить видео. Так как домашняя сеть не очень большая, было решено не разделять физически сеть видеонаблюдения и домашнюю, а объединить воедино. Так как объемы информации растут с каждым годом, а видео на домашнем сервере все чаще хранится в FullHD разрешении, ставка была сделана на построение гигабитной сети. Для корректной работы понадобился хороший свитч с поддержкой PoE. Основные требования были просты: высокая надежность, стабильное питание, поддержка PoE и Gigabit Ethernet. Решение было найдено быстро и для создания домашней сети был выбран smart switch TG-NET P3026M-24PoE-450W-V3.

Он выполнен в стандартном формате, занимает 1 юнит в 19" стойке и способен выдать на питание PoE устройств до 450 Вт — это колоссальная мощность с учетом того, что выбранные камеры, даже при включении ИК подсветки, потребляют не более 10 Вт. Всего у устройства 24 порта, можно настроить расписание питания для каждого порта, скорость и все, что умеют умные коммутаторы. Для упрощения настройки на фронтальной поверхности есть переключатель, который позволяет выбирать режимы отображения активностипитания портов. Сверху-активность портов, внизу — порты, которые имеют питание по PoE. В случае проблем с настройкой это позволяет сразу определить, получила ли камера питание или проблемы с настройкой. В общем-то, устройство из разряда «поставил и забыл».

Видеорегистратор

Для того, чтобы система видеонаблюдения была полной и можно было посмотреть старые записи, нужен сервер или NVR. Отличительной особенностью Network Video Recorder является то, что они работают только с IP-видеокамерами. Требования были простыми: поддержка всех камер, хранение информации не менее двух недель, простота настройки и надежность работы. Так как я уже имел опыт работы с сетевыми накопителями компании QNAP, я решил использовать в своей системе NVR этой компании. Для моей задачи подходила одна из младших моделей с поддержкой 8 камер. Итак, в качестве системы хранения и воспроизведения был выбран регистратор QNAP VS-2108L. Поддержка двух жестких дисков суммарной емкостью 8 Тб, гигабитный сетевой порт и привычный web-интерфейс склонили чашу весов в пользу этого NVR.

Сам регистратор поддерживает запись видеопотока по стандартам H.264, MPEG-4 и M-JPEG от подключенных к ней камер. Все выбранные камеры поддерживают кодек H.264. Надо отметить, что данный кодек позволяет значительно снизить битрейт видео без потери качества картинки, но это требует серьезных вычислительных ресурсов. В данном кодеке заложено множество функций, в том числе по адаптации цикличных действий. Например, качающаяся ветка дерева не будет отбирать столько же битрейта, как при использовании кодека M-JPEG.

Внимательные читатели заметят сходство с сетевым накопителем этой компании QNAP TS-212P. Надо отметить, что начинка у моделей схожая, разнится лишь количество каналов для подключения видеокамер (8 у NVR против 2 у NAS) и поддержка дисков у NAS емкостью по 10 Тб каждый (против 4 Тб каждый у NVR).

Интерфейс настроек привычен и знаком всем, кто имел дело с этой техникой.

А просмотр всех камер и записанного видео осуществляется через фирменный софт. В целом, модель простая и функциональная.

Сравнение камер

А теперь я предлагаю сравнить картинку с одной лишь камеры. Будет достаточно показательно. Первый снимок — работа аналоговой камеры ночью со включенным сбоку прожектором. Оригинальное разрешение.

Второй снимок — работа аналоговой камеры ночью с выключенным прожектором. Освещение ИК подсветкой камеры. Оригинальное разрешение.

Третий снимок — работа IP камеры ночью с выключенным прожектором. Освещение ИК подсветкой камеры. Оригинальное разрешение.

Помимо возросшего разрешения (1920*1080 против 704*576) мы наблюдаем заметно более четкую картинку, потому что обработка кадра ведется самой камерой и на сервер видеонаблюдения отправляется уже готовая картинка без помех, которые могут появиться у аналогового видеосигнала по пути к регистратору. На самом кадре даже видно подсветку других камер видеонаблюдения.

Минута отдыха для глаз

Буквально 5 минут из записи камеры Ezviz C3S, установленной рядом с кормушкой.

Заключение

Как говорилось в первой части, система видеонаблюдения на основе IP видеокамер ненамного дороже схожего по функциям аналогового комплекта. Вот только с цифровой техникой функциональность может расти с появлением новых прошивок, а аналоговая система почти всегда меняется целиком, если требуется новый функционал(иногда вопрос решается заменой сердца системы — видеорегистратором). На примере этого проекта стало понятно, что создание системы видеонаблюдения — это довольно простая процедура, если действовать по плану: поставить задачу, сделать схему, определить требуемые параметры, подобрать оборудование, смонтировать и настроить.

И помните: видеонаблюдение не является защитой вашего дома. Это всего лишь один из элементов, который поможет предотвратить взлом или найти нежданных гостей. Старайтесь располагать камеры так, чтобы можно было увидеть лица входящих. Кроме того, сервер видеонаблюдения должен быть хорошо спрятан или все записи должны дублироваться в удаленное хранилище. И пусть ваш дом всегда будет оставаться вашей крепостью!

Источник: habr.com