Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Сравнение аналоговых и цифровых систем видеонаблюдения

 

При записи на аналоговой системе, используя обычный (PAL) TimeLapse видеомагнитофон, максимальная скорость записи 50 полей/сек, при записи на 3-х часовую видеокассету в 3-х часовом режиме (или на 4-х часовую видеокассету в 4-х часовом режиме). Обычно же используются TimeLapse видеомагнитофоны, позволяющие на одну 3-х часовую кассету записать видеоинформацию в течение 3-х, 12-ти, 18-ти, 24-х, 48-ми, 72-х, 120-ти, 168-ми, 240-ка, 360-ти, 480-ти, 600-сот, 720-ти, 960-ти часов, в зависимости от модели видеомагнитофона. Такая продолжительная запись получается за счет замедленного, ступенчатого вращения пленки в видеомагнитофоне. То есть, по сути, замедляется скорость записи, и в секунду на пленку записывается не 50 изображений, а меньше. Самым популярным режимом является 24-х часовой режим с использованием 3-х часовой кассеты. При этом скорость записи - 6,25 полей/сек и промежуток между соседними изображениями - 0,16 сек.

Если в системе более одной камеры, то используются устройства обработки, чаще всего это квадраторы и мультиплексоры. При использовании квадратора, на пленку видеомагнитофона посылаются одновременно изображения со всех 4-х или 8-ми камер (в зависимости от модели квадратора), в том же представлении, что мы видим на экране монитора, то есть экран "разрезанный" на 4 или 9 частей. При этом не теряется скорость записи: каждое из 4-х или 8-ми изображений обновляется со скоростью 6,25 полей/сек, но сильно уменьшается качество. Разрешение записи обычного TimeLapse - 330-350 твл. по горизонтали (ч.б.), так как на это качество накладывается сразу 4 или 9 изображений, то разрешение записи по горизонтали делится соответственно на 2 или на 3 и составляет для каждой камеры, записанной с использованием 4-х канального квадратора, -165-175 твл.а с использованием 9-ти канального - 110-117 твл. В результате получаем достаточно подробную, но плохую по качеству запись.

При использовании мультиплексора, не ухудшается качество записи - получается все 330-350 твл, которые может обеспечить видеомагнитофон, так как на пленку посылается каждый раз полный кадр, а не уменьшенный в 4-9 раз. Но в силу того, что кадры посылаются по очереди (1-2-3-4...), теряется скорость записи. Так для 4-х канального мультиплексора, скорость записи для каждой камеры составляет 1,56 изображений/сек (промежуток между изображениями 0,64 сек)для 9-ти канального скорость записи для каждой камеры - 0,69 изображений/сек (промежуток между изображениями -1,44 сек)для 16-ти канального скорость записи для каждой камеры - 0,39 изображений/сек (промежуток между изображениями - 2,56 сек). То есть, для записи, полученной при использовании одной из самых популярных конфигураций аналогового видеонаблюдения - 16-ти канальный мультиплексор с записью на Time Lapse видеомагнитофон - в 24-х часовом режиме перерыв между соседними изображениями с каждой камеры составит более двух с половиной секунд [4].

Во многих современных мультиплексорах имеются детекторы активности/движения. По сигналу этих устройств изображение с камеры, в которой зафиксирована активность, начинает посылаться на запись с большей частотой, чем с остальных камер, либо по сигналу с мультиплексора видеомагнитофон переходит в 3-х часовой режим и начинает записывать со скоростью 50 полей/сек. Но оба эти способа имеют свои недостатки: при более плотной записи с одной из камер мы получаем менее плотную запись со всех остальных. То есть перерыв между изображениями с этих камер увеличивается.

При переходе видеомагнитофона в 3-х часовой режим пленка скорее всего закончится гораздо раньше предполагаемого срока ее замены, и, если система не находится под постоянным контролем персонала, на некоторое время видеозапись вообще не будет производиться. Кроме TimeLapse видеомагнитофонов существуют RealTime магнитофоны, позволяющие писать в 24-х часовом режиме (на 4-х часовую видеокассету) со скоростью 16,6 изображений в секунду, что при использовании 16-ти канального мультиплексора позволит получить скорость записи с каждой камеры около 1 изображения в секунду. RealTime магнитофоны, как правило, почти в 2 раза дороже TimeLapse видеомагнитофонов, и скорость записи на каждую камеру, которую они позволяют получить, удовлетворительна далеко не для всех задач. Как показывают эмпирические данные, для анализа большинства произошедших событий необходима запись со скоростью не менее 2-х изображений/сек.

Вывод: при использовании аналоговой техники приходится делать выбор, либо, удовлетворительную скорость записи при плохом качестве (квадратор + TimeLapse видеомагнитофон) либо недостаточную скорость записи при удовлетворительном качестве (мультиплексор + TimeLapse видеомагнитофон) либо удовлетворительные качество и скорость записи при использовании носителей информации и техники, по цене приближающейся к цифровой (мультиплексор + RealTime видеомагнитофон + Е-240 видеокассеты).

Максимальная скорость записи современных ЦСВ - 600 к/сек при разрешении 352x288 точек в цвете, на один персональный компьютер. То есть 24 канала видео со скоростью 25 к/сек на канал (система с аппаратным сжатием видеопотока). В ближайшем будущем прогнозируется достижение скорости записи 1600 к/сек при разрешении 384x288 точек, на один ПК. То есть 64 канала со скоростью 25 к/сек (скорее всего, это будет система с программным сжатием видеопотока на 2-х процессорном ПК, на PCI-шине 66 МГц, 64 бит). Производители ЦСВ гарантируют 16 каналов RealTime с программным сжатием, это работает только с разрешением до 768x288 точек в черно-белом режиме. В цвете - лишь 8 каналов реального времени и с разрешением до 768x288 точек. При увеличении разрешения, снижается скорость за счет ограниченной пропускной способности PCI-шины. Есть системы, позволяющие писать на один ПК до 32-х каналов видео со скоростью 6 к/сек на канал, или до 64-х каналов видео со скоростью 3 к/сек на канал [1].

Достаточно важно отметить, что скорость записи на ЦСВ - очень гибкое понятие: скорость можно выбирать индивидуально для каждой камеры в системе, скорость может меняться в зависимости от времени, событий, по расписанию, заданному администратором системы. Если же говорить о продолжительности записи для ЦСВ, то теоретически - предела нет. Практически же, на одном ПК, без использования RAID - массивов, можно получить 800 Гб дискового пространства, и для 16-ти камер со скоростью записи 3 к/сек с камеры этого пространства хватит на 1 -3 месяца записи, в зависимости от выбранного качества.

Вывод: при использовании ЦСВ возможно получить скорости записи, недостижимые для аналоговой техники (до 600 изображений/сек на один ПК), не жертвуя при этом качеством записи. Продолжительность записи для ЦСВ может составить до нескольких месяцев.

Сравнивая качество записи можно придти к выводам что, используя VHS - видеомагнитофон, можно получить запись с качеством до 350 твл (ч.б.) и до 300 твл (цв.) на S-VHS - видеомагнитофоне - до 430 твл. (ч.б.) и до 400 твл (цв.) Как было сказано выше, при записи видеосигнала с квадратора, качество записи для каждой камеры ухудшается в 2-3 раза. Также ухудшается качество записи при многократной перезаписи одной кассеты. При интенсивном использовании кассет их приходится периодически менять, что сказывается на стоимости обслуживания системы [7].

ЦСВ позволяют получить запись с качеством до 768x576 точек, теоретически при таком разрешении в точках возможно получить запись с разрешением 570 твл. Качество записи для ЦСВ, как и скорость, - понятие гибкое. Пользователь может выбрать индивидуальное качество записи: 256x192, 384x288, 768x288, 768x576 точек для каждой камеры. Так же, как и скорость, качество записи может меняться автоматически по расписанию, в зависимости от внешних тревожных событий и по команде оператора(рис.1.11).

 

Рисунок 1.11 – Уровень качества в зависимости от среднего размера кадра

Примечание: составлено автором

 

Существует один важный момент, говоря о качестве записи для ЦСВ. Когда система пишет полный кадр (разрешение 768x576 точек), для большинства алгоритмов записи возможен нежелательный эффект: "гребенка" на быстро движущихся в кадре объектах (эффект возникает из-за того, что кадр состоит из 2-х полей, четных и нечетных строк, которые обрабатываются в ЦСВ с небольшим запозданием) Движущийся объект получается "размытым", чего не встретить в аналоговой технике. Современные системы борются с эффектом "гребенки" программными средствами, и зачастую успешно, но очень крупные и быстрые объекты все равно получаются размытыми. Пока что здесь один выход для ЦСВ - записывать такие изображения с половинным качеством (разрешение 768x288 точек - около 300 твл).

Вывод: качество, полученное на ЦСВ, - выше качества аналоговой записи, кроме случаев записи быстро движущихся крупных объектов, здесь качество записи цифровых и аналоговых систем - сопоставимо.

Аналоговые системы достаточно просты в настройке и работе и, если ставить во главу угла эти критерии, - удобны. Но удобны зачастую именно для человека, устанавливающего систему - они не требуют подробного программирования, так как имеют ограниченное число алгоритмов работы, просты в установке и настройке. Простота в работе с трансляцией - важна, так как не требует длительного обучения персонала (охранников, следящих за мониторами). В последующей же работе, особенно при просмотре архивов, возникает много неудобств: во-первых, для того, чтобы не прерывать запись и просматривать архив, необходимо 2 видеомагнитофона во-вторых при просмотре архива довольно длительное время занимает перематывание кассеты в третьих, чтобы распечатать имеющийся в записи кадр, необходим специализированный и довольно дорогой принтер.

Сейчас существует большое количество ЦСВ, и все они отличаются по способам настройки и работы. Даже самые простые в настройке системы вызывают множество вопросов у людей их устанавливающих. Сложность многих цифровых систем - это обратная сторона их гибкости и, чем больше времени затрачено монтажником на установку и настройку системы, тем удобнее, проще и эффективнее будет работа на ЦСВ конечного пользователя.

Большинство современных ЦСВ предполагают достаточно сложный способ настройки и достаточно простой и удобный интерфейс для работы охранника, следящего за трансляцией и пользователя, работающего с архивом. Многие современные цифровые системы являются триплексными, то есть позволяют одновременно наблюдать трансляцию, записывать транслируемое изображение и просматривать архив по всем камерам. Распечатывать записанные и транслируемые изображения возможно на обычном принтере. Распределенность ЦСВ - возможность передавать видеоинформацию по локальным и распределенным сетям.

Вывод: аналоговые системы проще и удобней при установке и настройке, цифровые - при последующей работе.

Аналоговые системы имеют довольно ограниченный набор функций (если не рассматривать матричные коммутаторы) и не способны гибко реагировать на приходящую извне информацию. В аналоговых системах нет ресурса для расширения функционала, нельзя изменить функции, запрограммированные на заводе. Но зачастую набора имеющихся функций вполне достаточно для выполнения поставленных перед системой задач. [4]

Цифровые системы имеют широкий и, расширяемый функционал. Достаточно получить от производителя новую версию программы, и можно получить новые функции без дополнительных вложений средств.

Функции современных ЦСВ:

- эффективное детектирование движения;

- быстрый поиск в архиве;

- передача изображений по любым цифровым каналам связи;

- обработка полученного изображения для более эффективного восприятия;

- возможность контролировать большое число камер, охранных датчиков, микрофонов, исполнительных устройств, поворотных устройств и трансфокаторов;

- гибкий алгоритм реакции системы на внешние события.

Вывод: функциональность ЦСВ - шире, но набор функций аналоговой системы может оказаться необходимым и достаточным для решения конкретных задач.

Аналоговые системы при записи на видеомагнитофон позволяют писать только один аудиоканал, и только в режиме 3, 12, 24 часа на 3-х часовую кассету.

ЦСВ позволяют интегрировать до 32 аудиоканалов и впоследствии прослушивать аудиозаписи синхронно с просмотром видеозаписей. Кроме того, ЦСВ позволяют гибко выбрать необходимое качество аудиозаписи для каждого источника звукозаписи. Телефонные разговоры с определением номера исходящего и входящего звонка в последствии обработать аудиозапись очистить от шумов, выделить высокие или низкие частоты звука и т.д.

Вывод: ЦСВ дают гораздо более широкие возможности в работе со звуком.

Аналоговые системы существуют довольно давно и их ограниченность функций, является обратной стороной высокой надежности. Как правило, аналоговая техника от хороших производителей - надежна и при правильной установке и обслуживании не вызывает проблем.

В цифровых системах существует ряд проблем:

- Сбой работы ПК;

- отключение программ;

- выход из строя жёстких дисков.

У проблемы - несколько факторов:

- некачественные комплектующие;

- некачественное ПО.

Производители ЦСВ борются с проблемой ненадежности тремя способами.

На аппаратном уровне. В систему встраивается устройство, которое отслеживает работу ПК, и при "зависании" перезагружает его.

На программном уровне. Существуют подпрограммы, следящие за функционированием ПО ЦСВ: если ПО отключается, подпрограмма вновь запустит ЦСВ.

Производители ЦСВ зачастую поставляют полностью настроенные системы: специализированный ПК с установленной ОС и ЦСВ. При этом ОС - оптимизирована, очищена от лишних подпрограмм и, зачастую - недоступна, то есть при включении ПК мы не видим ОС, сразу загружается интерфейс ЦСВ.

Вывод: изначально, надежность ЦСВ ниже, чем аналоговых. Но при разумном подходе к решению задачи, вполне возможно добиться высокой надежности от ЦСВ.

Системы цифрового видеонаблюдения обладают целым рядом преимуществ.

Основное преимущество это качество картинки передаваемой ip-камерой, в настоящее время выпущены камеры с разрешением от 1,3 до 10Мпх, она одна заменяет 24 аналоговых камеры.

Следующее преимущество ip-видеонаблюдения это автономность, каждая камера, преобразует видео в цифровой формат сама, на серверах не надо дополнительно обрабатывать изображение, просмотреть изображение с камеры можно через web-интерфейс зайдя на нее по ip адресу. При выходе из строя любой камеры системы или сервера системы, остальные камеры продолжают работать и передавать видео на системы просмотра или дублирующие сервера записи, в случае с аналоговыми системами такого не произойдет.

Третье преимущество – это легкое построение распределенных систем, ip-видеосистема может быть разнесена на большие расстояния.

 

Таблица 1.4 – Сравнение аналоговых и цифровых видеокамер

Компонент Аналоговая камера Цифровая камера
Светочувствительная матрица + +
Объектив + +
Оптический фильтр Возможен Возможен
Процессор обработки видеосигнала Возможен +
Блок компрессии (сжатия) видеоизображения - +
Микрофон Возможен Возможен
Звуковой выход - Возможен
ОЗУ - +
Флэш-память - +
Сетевой интерфейс - +
Беспроводной интерфейс - Возможен
Последовательные порты - Возможен
Детектор движения - +

 

Примечание: составлено автором

 

 

Последнее изменение этой страницы: 2016-06-09

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...