Печать

Цифровая обработка, передача и хранение изображений при видеонаблюдении. Первые впечатления дилетанта

Цифровая обработка, передача и хранение изображений при видеонаблюдении. Первые впечатления дилетанта

В последнее время на рынке технических средств и систем безопасности все более широкое распространение получают системы видеонаблюдения, использующие цифровую обработку, передачу и хранение изображений, а в некоторых случаях и звука. Это или компьютерные системы или специализированные цифровые устройства. Бытует мнение, что такие системы лучше и уже дешевле известных типовых устройств для систем охранного телевидения. Во многом это мнение поддерживается и распространяется самими разработчиками, и это понятно. Цифровые методы обработки, передачи и хранения информации без сомнения наиболее эффективны, но их достоинства, в конечном итоге, обусловлены информационной избыточностью сигналов. То есть, строго говоря, приходится перерабатывать, передавать и хранить  большее количество информации, а за это надо платить и в прямом и в переносном смысле

Заявляем одно, подразумеваем другое

 

Заявленные технические характеристики цифровых систем производят сильное впечатление. Например, непрерывная видеозапись от 4 до 16 телекамер в течение трех месяцев. Фантастика!! Уже потом может выясниться, что запись идет с частотой 1-3 кадра в секунду и только по детектору активности, а обещанная длительность реализуется только при минимальной активности и размере кадра в 1-2 кб. В свою очередь, подобный объем кадра возможен только при максимальном сжатии. Естественно, белое или черное поле сжимается очень эффективно, но как это сделать при обилии в кадре мелких подвижных деталей. Борьба за рынок толкает и на прямую фальсификацию. Как минимум, это заведомое занижение требований к базовому компьютеру. Встречается и прямая подтасовка, когда при демонстрационном показе на выставке или презентации изображение практически реальной многоканальной видео системы за тысячи долларов выдается за результат работы простейшей одноплатной системы с коммутатором.

 

Доступность сетевых функций цифровых систем

 

Безусловно, для профессиональных интегрированных систем безопасности в настоящее время цифровые (компьютерные) системы возможно уже являются практически безальтернативными. Вместе с тем, многие замечательные функции в реальных условиях могут оказаться не реализуемыми. Например, весьма проблематичен удаленный доступ по телефонным линиям с передачей даже малокадрового видео, когда темп передачи по модемной связи даже в Москве временами не превышает 0,5-0,8 кб/с. Близки к этому и возможности сотовой связи. При использовании существующих локальных сетей для передачи изображений необходимо учитывать их реальную пропускную способность и загрузку. В противоположном случае, в процессе наблюдения передача изображения может, как минимум, существенно замедлиться и оперативность информации будет утрачена.

 

Информативность и качество видеоизображения

 

На наш взгляд является спорным утверждение о достаточности для обеспечения безопасности видеоинформации с частотой кадров 1-3 за секунду. Этого достаточно, только когда в кадре ничего не происходит. Тем более, когда видеозапись ведется только по детектору активности или движения. На практике, ограниченные технические возможности многоканальной видеозаписи привели к распространению и утверждению мнения, что достаточно то, что возможно. В этом случае службе безопасности практически остается несколько фотографий среднего или даже посредственного качества, по которым не только затруднительна идентификация, но даже не ясны действия и намерения объекта наблюдения. При этом в силу крайне малого числа полученных кадров, не помогает даже уникальная возможность цифровых систем производить запись до момента сигнала тревоги. На фото 1.1-1.5 приведена последовательность таких изображений. Изображения получены камерой с полем зрения 120х90 угловых градусов, и разрешением 400ТВЛ.

Необходимо отметить, что типовые аналоговые системы с видеомагнитофоном, квадратором или мультиплексором по сигналу тревоги пишут практически реальное видео или переходят в этот режим из режима долговременной записи на заданный интервал времени. При всем обилии дополнительных возможностей цифровых систем, главной информацией для системы видеонаблюдения, на наш взгляд, остается движущееся изображение.

Не раз при общении с инсталляторами и специалистами, эксплуатирующими цифровые системы, приходилось слышать о некотором разочаровании относительно качества реально получаемого изображения. Это касается как записанных, так и непосредственно выводимых кадров. К сожалению, их замечания носят чисто качественный характер. Мало кто из них располагает объективными данными о качестве изображения, результирующем разрешении и количестве градаций полученного серого изображения. По человечески это понятно. В процессе монтажа нет времени на какой либо анализ. На заключительном этапе работы едва ли есть желание разбираться и одновременно акцентировать внимание заказчика на недостатках. К тому же не все располагают даже стандартной телевизионной таблицей. Недостатки реального изображения особенно заметны, как ни странно, на черно-белом изображении. Видимо сказывается большая информативность цветного изображения. Это чисто психологический эффект знакомый нам по видеофильмам, когда вполне удовлетворяет качество VHS и редко появляются претензии к разрешению даже не первой копии, особенно если “фильм интересный”.

 

Цифровая система минимальной конфигурации

 

Простейшая 4-х канальная система, это плата оцифровки видеосигнала с 4-мя коммутируемыми видеовходами, устанавливаемая в свободный PCI-слот вашего персонального компьютера. Системы отличает в основном интерфейс и программные возможности. Предполагается, что они должны заменить типовые системы с квадратором и видеомагнитофоном, широко применяемые в малом бизнесе и частных домах, квартирах и усадьбах. Они уже сотнями наименований выпускаются фирмами Кореи, Тайваня и Китая. Для Российских разработчиков, это минимальная комплектация на основе которой, увеличивая число таких плат и меняя программное обеспечение, создаются более совершенные профессиональные системы до 16 и даже 64 видеовходов.

В большинстве систем используются платы ввода видеосигнала на основе микросхем оцифровки видео серий BT848 и BT878. Для систем предлагаемых как одна или несколько плат размещаемых в типовой ПК, как правило, заявлено разрешение не хуже 384х288 пикселей с контрастом 8 bit (256). При этом разрешение, с учетом Kell-фактора, должно соответствовать стандарту VHS, т.е. 240-250 ТВЛ.

При прямом сравнении видеозаписи таблицы со стандартного видеорегистратора на 24 часа фирмы Panasonic с изображением от одноплатной компьютерной системы можно оценить разрешение по горизонтали как 200-250ТВЛ и не более 200, соответственно. Причем ухудшение разрешения на видеомагнитофоне имеет “плавный”, шумовой характер, естественный для глаза. Ухудшение изображения в цифровой системе имеет дискретный характер, в виде сдвиговых искажений, ступенек, мозаики и других так называемых артефактов. Возможно, это проявление сжатия, поскольку не всегда достоверно известно, происходит ли сжатие сразу при оцифровке сигнала, или оно используется только для записи. Или это результат не корректного транспонирования телевизионного стандарта в изображение компьютерного монитора с прогрессивной разверткой и другими значениями кадровой и строчной частоты. Специалистам по цифровой обработке изображений это должно быть более понятно. На фото 2 приведен фрагмент записанного изображения телевизионной таблицы с разрешением 382х288 пикселей и контрастом 8 bit полученного камерой с горизонтальным разрешением 570 ТВЛ. Примечательно, что субъективное качество изображения при прямом наблюдении и после записи практически идентично.

Не редко снижение контраста изображения, когда теряются либо темные, либо светлые детали изображения. Что является причиной снижения диапазона яркости (контраста) изображения, шум АЦП, малая разрядность квантования, недостатки обработки или более узкий диапазон яркости монитора компьютера? Возможно все вместе взятое. Можно предположить, что при использовании ЖК-монитора результаты будут еще скромнее. Некоторые модели систем имеют режимы повышенного разрешения до 768х576 пикселей. В теории такое разрешение должно обеспечивать профессиональное качество: 500—600ТВЛ для черно-белого изображения и 300--400 -- для цветного (качество S-VHS). Однако реально, даже для черно-белого изображения разрешение можно оценить как 350-400ТВЛ. Для РС типового и распространенного в наше время уровня Celeron или PIII 300-450Мгц частота кадров не превышает 1-3 в секунду (при реальном пределе - 4). Кроме этого возможен «смаз» изображения даже при обычном перемещении объекта наблюдения, что явно говорит о нехватке вычислительных возможностей при обработке. Безусловно, система на базе PIV 800Мгц и выше, со скоростной шиной и памятью работает «лучше», но это, как правило, новый компьютер для клиента и совсем другие деньги.

В результате при использовании типовой компьютерной 4- канальной системы взамен квадратора, монитора и видеомагнитофона мы имеем некоторое снижение качества изображения (разрешение, частота кадров, а иногда и контраст) в обмен на развитые функции. При этом, с учетом стоимости компьютера, цифровая система вдвое дороже классической для черно-белого варианта и примерно равна по стоимости для цветного. Для 16-канальных систем различие черно-белых вариантов может составить 3 и более раз, цветных – около 1,5. Т.е дешевизна цифровых систем несколько “преувеличена”.

 

Таким образом, не целесообразно стремиться к минимальной стоимости цифровых систем, поскольку не в этом их главное достоинство. Снижение стоимости часто связано с аппаратной минимизацией, а это чревато существенным снижением качества изображения. В силу своей информационной избыточности они имеют право и должны быть дороже, по крайней мере, в настоящее время. Более целесообразно улучшать качественные параметры получаемого изображения, даже за счет некоторого увеличения стоимости. С учетом особенностей характера искажений при цифровой обработке изображений качественные параметры должны в 1,5-2 раза превышать таковые для аналоговых систем. Известно, что “скупой платит дважды”, а “безопасность стоит дорого”, а может быть и не имеет цены.

 

Автор: Николай Чура

СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ № 1 (43) 2002г

Нормативные документы Российской Федерации

Нормативные документы Российской Федерации

 ПУЭ (выдержка из главы 1.7)

 ПУЭ (глава 2.1)

 ВСН 60-89

 РД 78.145-93

Установка домофонов домофона, установка домофонов домофона в Краснодаре, в офис, в частный дом, во многоэтажку, срочный ремонт домофонов домофона, срочный ремонт контроля доступа, программирование контроля доступа, установка доводчика, установка видео наблюдения, ремонт видео наблюдения, установка видеонаблюдения, ремонт видео наблюдения, система контроля доступа краснодар, ремонт компьютеров, срочный выезд мастера в любую точку Краснодарского края, переустановка Windows, замена винчестера, сгорел процессор что делать, установка антивируса, сгорел комп. Link kuban.ru