Выбор видеорегистратора, как казалось бы на первый взгляд не очень простая задача. В этой статье я по возможности опишу все характеристики видеорегистраторов но конечный выбор все-таки остается за вами.
На нашем рынке существует масса предложений по продаже видеорегистраторов начиная от 4000руб и выше. Так какой видеорегистратор все-таки стоит приобрести. Давайте рассмотрим на конкретном примере.
— Допустим у нас смонтированно три камеры видеонаблюдения, тогда нам неоходимо приобрести регистратор на 4 видеовхода (Градация по видеовходам такова 1вх редко, 4вх, 6вх редко, 8вх, 16вх).
— Если у нас нет необходимости в подключении микрофонов — выбираем регистратор без аудиоканалов
— Далее необходимо выбрать видеорегистратор по качеству записи (размер кадра или разрешение картинки). Это оснавная составляющая цены видеорегистратора. Определяется количеством пикселей при оцифровывании изображения (по горизонтали и вертикали соответственно). Наиболее часто используются следующие разрешения записи и их условные обозначения:
D1 — «полный» кадр, размер изображения 704х576 — позволяет получить максимальное качество изображения при использовании аналоговой камеры высокого разрешения (540 ТВЛ и более) и дает возможность различать в видеозаписи наименьшие детали. Однако хранение записей с таким разрешением требует большего объема дискового пространства, и поэтому разрешение D1 используется в ответственных местах видеорегистрации — контроль операции и процессов (кассы – контроль купюр и материальных ценностей, места пропуска людей – регистрация лиц посетителей, транспорт – регистрация номерных знаков).
DCIF — «расширенный» кадр, размер изображения 528х384. По сравнению с D1 характеризуется 30% потерей исходной информации, но позволяет получить высокое качество, как по вертикали, так и по горизонтали. Может применяться в менее ответственных местах, где не требуется регистрация мелких деталей.
2CIF — «длинный» кадр, размер изображения 704х288 — используется одно поле изображения, но с максимальным разрешением по горизонтали. Характеризуется хорошим горизонтальным разрешением и позволяет почти в 2 раза уменьшить объем создаваемого архива по сравнению с D1. Однако низкое вертикальное разрешение, не позволяет вести видеорегистрацию в узких зонах наблюдения (наблюдение вдоль коридора). Используется в основном при
панорамном обзоре.
CIF — «четверть» кадр, размер изображения 352х288 — усеченное поле. Обычно используется только при наблюдении по сети при ограниченной пропускной способностью канала, а также регистрации общей ситуации при малых зонах обзора (от 3 до 5 м). При этом малый объем видеопотока позволяет резко увеличить продолжительность архива и снизить нагрузку на сетевой канал передачи видеоинформации.
QCIF — размер изображения 176х144 — используется только при сетевом мониторинге по низкоскоростным каналам связи с потоком до 56-128 Кбит/с. О качестве изображения можно сказать только то, что «видно какое то движения», и более ничего.
Самые дешевые 4-х канальные видеорегистраторы записывают в реальном времени т.е. 100 кадров в секунду на 4 канала (по 25к/с на канал) с разрешением CIF-352х288. Ценовая политика таких регистраторов от 4500руб. и выше. Допустим видеорегистратор который будет сохранять видеинформацию с максимальным разрешением D1-704х576 будет стоить порядка 25000руб. Видеорегистраторы с высоким качеством записи видеоинформации имеет смысл устанавливать на объектах особой важности, где действительно может потребоваться снять как можно больше информации с картинки. Допустим в подъезд или в офисное помещение можно обойтись и более дешевым.
Цифровые регистраторы (DVR)
Основные параметры и характеристики
видеорегистраторов.
Видеорегистратор – одна из основных составляющих современных систем видеонаблюдения. Его выбор зависит от многих факторов, среди которых место установки (монтажа), необходимое качество записи, удобство управления, наличие дополнительных функций, совместимость с другим оборудованием и, конечно, цена.
В каждом конкретном случае определяющим фактором выбора видеорегистратора могут быть различные критерии или набор определенных функций. Внимание: качество записи — самая спекулятивная характеристика цифровых видеорегистраторов.
Качество записи — основной критерий выбора видеорегистратора определяется двумя параметрами:
разрешением записи – количество точек, из которых состоит видеоизображение — 176х288, 352х288, 704х288, 704х576
скоростью записи – суммарным количеством кадров в секунду по всем видеоканалам. Например, если для 8-канального регистратора указана скорость записи 100 к/с, то по каждому каналу можно производить запись со скоростью 12,5 к/с. Максимальная скорость записи на 1 канал — 25 к/с для стандарта PAL, что соответствует режиму «Запись в реальном времени».
В преобладающем большинстве случаев, в рекламных целях производители видеорегистраторов указывают только максимальные параметры. Соответственно, при максимальном разрешении не обеспечивается заявленная скорость записи и, наоборот, при максимальной скороси записи не обеспечивается максимальное разрешение.
Для правильной оценки качества получаемого видеоизображения необходимо выяснить, при какой скорости записи обеспечивается нужное разрешение по каждому каналу, например, 704х288 при 25 к/с или 704х576 при 12,5 к/с. Функции видеорегистраторов
Одной из важных функций при выборе видеорегистратора может стать возможность выполнения нескольких операций одновременно. По этому признаку видеорегистраторы условно разделяются специалистами на дуплексные (способны выполнять 2 операции одновременно), триплексные (три операции) и пентаплексные (пять операций). Например, видеорегистратор, работающий в режиме пентаплекс, может одновременно выводить изображение с подключенных видеокамер, осуществлять и воспроизводить запись, делать резервное копирование и передавать данные сетевому клиенту. Формат сжатия видеоинформации при записи на жёсткий диск.
Выбирая видеорегистратор, нужно обратить внимание на используемый в нём формат сжатия видеоинформации. Обычно используются MJPEG, MPEG4, H.264.
Каждый из этих форматов имеет свои особенности:
MJPEG – это один из первых форматов записи видеоизображения, основанный на покадровом методе видеосжатия. Запись, сделанная в этом формате, занимает больший объем дискового пространства. Видеорегистраторы, использущие MJPEG, имеют устаревшую элементную базу, поэтому их стоимость ниже
MPEG4 — это более современный формат, предназначенный для сжатия потока аудио- и видеоинформации. Запись, сделанная видеорегистратором, использующим MPEG4, занимает примерно в 10 раз меньше места дискового пространства. Такие видеорегистраторы имеют более современную элементную базу, следовательно, их цена выше
H.264 – этот формат использует новейшие алгоритмы сжатия аудио- и видеоинформациии и является логическим продолжением развития формата MPEG4. Отличительными особенностями этого стандарта от MPEG4 можно назвать улучшенную цветопередачу, повышенную четкость изображения; видеоинформация, записываемая в Н.264, занимает примерно в
2 раза меньше места на диске, чем предыдущий формат. Стоимость видеорегистраторов с Н.264 выше, чем на основе MPEG4.Видеозапись
При выборе видеорегистратора необходимо определить нужный временной интервал, в течение которого будет производиться запись. Для определения необходимового дискового пространства, Вам нужно сообщить
поставщику: разрешение, с которым необходимо производить запись (например, запись с разрешением 704х576 занимает приблизительно в 4 раза больше места на диске, чем запись с разрешением 352х288) скорость, с которой необходимо производить запись (например, запись со скоростью 25 к/с, занимает в 2 раза больше места на диске чем запись со скоростью 12,5 к/с) количество записываемых видеоканалов.
При необходимости, можно рассчитать его самостоятельно по формуле, зная размер кадра (параметр F), значение которого нужно уточнить у поставщика.
S = NxFxVxTx0,0824 , где:
S — объём дискового пространства (ГБ)
N — количество каналов, по которым ведётся запись
F — размер кадра (кБ) (зависит от формата сжатия, см. тех. характеристики видеорегистратора)
V — скорость записи на канал (к/с)
T — время, в течение которого необходимо вести запись (количество суток)
Необходимые данные можно дополнительно сохранить с помощью функции резервного копирования аудио- и видеоинформации. В современных видеорегистраторах предусматривается такая возможность архивирования на CD и DVD
диски, съемные жесткие диски (Mobile Rack), USB flash-карты, USB / IEЕE1394 внешние жесткие диски и по сети. Чтобы обеспечить сохранность архива, в случае повреждения жёсткого диска, необходимо, чтобы в видеорегистраторе был «зеркальный» дисковый массив Raid.
Размер архива
видеорегистратора определяется следующими параметрами: количеством жёстких дисков, которые можно установить в видеорегистратор возможностью подключения, внешнего дискового накопителя, в том числе и массивов Raid, форматом сжатия видеоинформации, Видеовыходы регистратора.
При необходимости просмотра видеоинформации на аналоговом мониторе, у видеорегистратора должен быть видеовыход BNC (композитный). Если же планируется просмотр на цифровом мониторе — вам понадобится D-Sub (VGA).
Наличие BNC выхода обеспечивает возможность подключения аналогового монитора на значительное расстояние (до 3 километров, используя специальное оборудование).
В некоторых видеорегистраторах предусмотрены сквозные видеовыходы, с помощью которых можно передать сигнал от каждой видеокамеры отдельно на другие устройства записи или отображения.
Во многих видеорегистраторах предусмотрен тревожный видеовыход – для мгновенного вывода изображения на монитор с видеокамер при тревожном событии (детекции движения может быть заложено наличие аудиоканалов. Обычно у одного видеорегистратора их может быть до 16. Выберите модель с необходимым количеством аудиовходов; однако, на случай измений требований к системе видеонаблюдения, нужно предусмотреть, как минимум, 1 аудиовход.
Существуют модели видеорегистраторов, с несколькими аудиовходами, но запись осуществлятся только по одному из них — тому, который нужен в данный момент. Если вам необходимо делать аудиозапись по нескольким
каналам одновременно, то наличие данной функции станет для вас одним из определяющий факторов при выборе. Сетевые функции видеорегистратора (TCP/IP)
Видеорегистраторы с сетевой функцией обеспечивают возможность подключения к ним любого компьютера в существующей сети для дистанционного просмотра видеоизображения и записи.
Некоторые видеорегистраторы обеспечивают возможность настройки их параметров по сети, что значительно ускоряет и удешевляет обслуживание систем видеонаблюдения.
Есть видеорегистраторы, имеющие функцию двустороннего аудиоканала по сети. Это означает, что вы можете не только прослушивать и записывать аудиоинформацию, но и передавать её — делать объявления или передавать команды.
Очень полезная функциия видеорегистраторов — передача по сети на e-mail, а в некоторых случаях и на FTP- серверы, сообщений о каких-либо событиях: срабатывание детектора движения, неисправность жёсткого диска, срабатывание тревожного входа, пропадание сигнала от камеры и др.
Как уже говорилось выше, при использовании видеорегистраторов в сети предпочтительней с форматом сжатия видеоизображения MPEG4 и H.264, так как они обеспечивают максимальную скорость передачи видеоинформации и меньше загружают существующую сеть. При этом формат H.264 в 2 раза эффективнее.
Управление внешними устройствами
В видеорегистраторах предусмотрены следующие функции управления внешними устройствами: управление поворотными видеокамерами по интерфейсу RS485. Обратите внимание, чтобы протокол управления вашей поворотной камерой поддерживался видеорегистратором (наиболее распространённые протоколы Pelco P и Pelco D) управление поворотными камерами по тревоге — при срабатывании тревожных входов, детектора движения, пропадании видеосигнала на каком-либо канале, камера поворачивается в заданное положение управление тревожными выходами. Обычно в видеорегистраторах предусмотрено до 64 тревожных выходов. В зависимости от возможностей конкретных моделей, можно настраивать подачу тревоги при поступлении сигналов с датчиков тревожных входов, срабатывании детекторов движения или звука, а также при неисправности жёсткого диска, пропадании сигнала от какой-либо камеры. Тревожным выходом можно управлять и вручную управление другими видеорегистраторами: к «Главному» видеорегистратору подключают по сети несколько «Подчинённых». При этом есть возможность управления, удаленного наблюдения и просмотра архива с «Подчиненных» регистраторов.
Наличие ПО для центрального поста видеонаблюдения
Этот параметр важен для систем видеонаблюдения с большим количеством видеокамер (больше 16-ти). Программное обеспечение для центрального поста видеонаблюдения позволяет одновременно просматривать изображение от всех видеорегистраторов, объединённых в сеть на нескольких мониторах управлять настройками видеорегистраторов, удаленнопросматривать видеозапись с выбранных видеорегистраторов создавать карты объектов наблюдения и многое другое
Интеллектуальные функции видеорегистраторов
Некоторые современные видеорегистраторы, помимо стандартного набора, оснащаются дополнительными интеллектуальными функциями. Такие возможности обычно связаны с анализом видеозаписи или «живого» изображения, и выдачей соотвествующих сигналов или сообщений, например:
поиск записи по детектору движения или звука (реализована в большинстве современных регистраторов)
поиск записи по детекции движения в заданной области кадра
распознавание лиц
детектор «оставленных предметов»
распознавание автомобильных номеров
определение паники по изменению траектории движения людей
поиск записи по кассовой операции
1) Необходимо выбрать внутренние и внешние камеры видеонаблюдения. Для начала надо понять какие камеры мы хотим использовать цветные или чернобелые? Черно-белые обладают большей чувствительностью и дешевле цветных, с другой стороны у цветных камер можно больше снять информации с объекта слежения. При установке цветных камер на лестничной клетке при плохой освещенности, может получится что они не будут переключаться в цветной режим, т.е. им не будет хватать света для преодоления порога переключения, в этом случае нет необходимости в покупке цветных видеокамер.
Выбор матрицы видеокамеры (CCD или CMOS). В настоящий момент камеры видеонаблюдения используют 2 типа матриц: ПЗС (CCD) и КМОП (CMOS). Для преобразования света в электрические заряды и ПЗС-, и КМОП- матрицы используют фотоэлементы. Различие же между этими матрицамизаключается в том, как потом полученные электрические заряды считываются.
Преимущества ПЗС — Высокая светочувствительность. Фотоэлемент ПЗС-матрицы обладает большей площадью, чем элемент матрицы КМОП. Каждый фотодиод КМОП-матрицы имеет транзистор и «обвязку» из сопутствующих элементов, которые забирают довольно большую площадь. Другими словами, ПЗС-матрица воспринимает больше света, чем КМОП-матрица, у которой большая площадь матрицы просто не чувствительна к свету. Следует сказать, однако, что технологии КМОП-матриц активно развиваются и на рынке появляются все более и более чувствительные матрицы, постепенно догоняя матрицы ПЗС. В настоящий момент существуют две основные технологии КМОП-матриц — это Active Pixel Sensor (APS) и Active Column Sensor (ACS). Низкий уровень шумов. По сравнению с КМОП ПЗС-матрица имеет минимальное количество активных электронных элементов, которые в результате нагрева могли бы вызвать тепловой шум в кадре.
Преимущества КМОП — Разрешение. В настоящее время доступны относительно недорогие КМОП-матрицы разрешением 10 Мпикселей и более. При этом максимальное разрешение ПЗС матриц, используемыхв CCTV, составляет всего 1 мегапиксель. Низкая стоимость КМОП матриц. Камеры, использующие КМОП существенно дешевле аналогов на ПЗС. Компактные размеры и меньшее энергопотребление позволяют существенно уменьшать габариты камер. Физический размер матрицы определяется длиной диагонали в дюймах. Современные матрицы могут иметь следующие размеры: 2/3; 1/2,7; 1/3 и 1/4. Чем больше физический размер матрицы, тем больше света приходится на каждый пиксель, что положительно влияет на чувствительность камеры.
Процессор обработки видеосигнала присутствует во всех аналоговых CCTV камерах. Это важнейший модуль, который производит первичную обработку видеосигнала: корректирует яркость, цветность, контрастность изображения, а также выполняет более сложные операции. Вот некоторые популярные функции, выполняемые процессором обработки видеосигнала:
AGC (Automatic Gain Control)— автоматическая регулировка усиления (АРУ) позволяет усилить сигнал и получить приемлемую картинку при низкой освещенности. Обычно диапазон регулировки ограничивается 10-кратным усилением, так как большее усиление приводит к значительному зашумлению видеосигнала.
AWB (Automatic White Balance), или AWC (Automatic White Compensation), автоматическая регулировка баланса белого цвета для нормализации цветопередачи.
BLC (Back Light Compensation) / SBLC (SuperBLC)— компенсация фоновой засветки, которая позволяет выровнять освещенность объекта в условиях яркого заднего фона.
DNR/SDNR (Digital Noise Reduction/ Super Digital Noise Reduction)— цифровой алгоритм подавления шумов.
WDR (Wide Dynamic Range) — расширенный динамический диапазон для получения качественной картинки в условиях, когда одна часть кадра темная, а вторая — очень яркая.
Светочувствительность (Лк) на сегодняшний день является одним из самых важных параметров при выборе камеры. При выборе камеры, прежде всего, нужно, конечно, обращать внимание на чувствительность,
заявленную в спецификации. Уровень минимально необходимой освещенности измеряется в люксах. 1 люкс означает, что камера будет что-то показывать в сумерках, однако ночью без хорошей искусственной подсветки она ничего не «увидит». Приемлемые показатели для камеры, которая будет устанавливаться на улицу — это 0.01 лк и ниже. В таблице приведены некоторые ориентиры для сравнения:
Однако количество «люксов» довольно непросто измерить, поэтому не всегда указанная в спецификации чувствительность, отражает реальные возможности камеры. Для того чтобы составить впечатление о чувствительности камеры нужно обратить внимание на размер матрицы, а также — на ее тип. Чем больше размер, тем лучше; CCD лучше, чем CMOS; ACS КМОП лучше, чем APS КМОП. Но самый надежный и рекомендуемый способ — это, конечно, провести тестирование, записав несколько тестовых роликов движущихся объектов в условиях недостаточной освещенности.
Важно понимать, что в условиях недостаточной освещенности разрешающая способность камеры существенно ухудшается. Помимо этого появляется эффект «смазывания» движущихся объектов из-за увеличенной выдержки. Обычно, когда уровень освещенности снижается до заявленной чувствительности камеры, качество картинки падает до неприемлемого уровня.
Фокусное расстояние или «угол обзора» (F=) — это расстояние от главной точки объектива до точки фокусировки лучей. Для нас важно понимать, что фокусное расстояние определяет угол захвата сцены. Чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол и больше видимое приближение. Вариофокальный объектив, или объектив с переменным фокусным расстоянием, имеет возможность менять фокусное расстояние и, соответственно, углы. Существует ряд платных и бесплатных программ, которые помогут перевести миллиметры фокусного расстояния в углы.
Разрешающая способность телекамеры (ТВЛ).
Вопрос о разрешении телекамеры прост, но часто его неправильно понимают. Когда речь идет о разре шающей способности системы видеонаблюдения (телекамера-линия связи-устройство записи-мони- тор), то основной частью системы будет устройство ввода (то есть в большинстве случаев разрешаю щая способность системы будет во многом определяться разрешающей способностью телекамеры). Существует разрешающая способность по вертикали и разрешающая способность по горизонтали. Эти параметры измеряются по испытательной таблице.
Разрешающая способность по вертикали — это максимальное число горизонтальных линий, которое способна передать телекамера. Это число ограничено стандартом CCIR/PAL до 625 горизонтальных строк и стандартом EIA/NTSC до 525 строк. Реальное вертикальное разрешение (в обоих случаях) далеко от этих значений.
Разрешающая способность по горизонтали — это максимальное число вертикальных линий, кото рые способна передать телекамера (В тех случаях, когда в документации указана только разрешающая способность, то это надо пони мать, как разрешающая способ ность погоризонтали). Горизонтальное разрешение ПЗС-телекамер обычно равно 75% горизонтальных пикселов ПЗС-матрицы. Как объяснялось выше, это результат соотноше ния сторон 4:3. В частности, подсчитывая вертикальные ли нии в целях определения гори зонтального разрешения, мы считаем только горизонтальную ширину, эквивалентную высоте монитора по вертикали. Идея в основе сего — получить линии равной толщины, как по верти кали, так и по горизонтали. Итак, если мы подсчитаем общее количество вертикальных линий по ширине монитора, то их надо умножить на 3/4 или 0.75. Поскольку это необычный расчет, то мы обычно называем горизонтальное разрешение ТВ-линиями (TBЛ), а не просто линиями. Максимальная разрешающая способность в аналоговых камерах составляет 600ТВЛ.
Практический опыт показывает, что человеческий глаз с трудом различает разницу в разрешающей способности, если она составляет менее 50 линий. Это не означает, что разрешающая способность не является важным фактором в определении качества телекамеры, просто небольшая разница в разрешении едва заметна, особенно если она меньше 10% общего числа пикселов.
Цветные телекамеры с одной ПЗС-матрицей (используемые в системах видеонаблюдения) имеют меньшую разрешающую способность, чем черно-белые, из-за деления на три цветовых компонен та при том, что размеры этих ПЗС-матриц такие же, как у черно-белых телекамер. Трехматричные цветные телекамеры, используемые в телевещании, могут иметь гораздо более высокое разреше ние. Появились телекамеры высокой четкости, где три 1-дюймовые матрицы дают горизонтальное разрешение, близкое к 1000 ТВЛ.
Отношение сигнал/шум (S/N). Отношение сигнал/шум выражается в децибелах (дБ).Отношение сигнал/шум показывает, насколько хорош может быть видеосигнал телекамеры, осо бенно в условиях низкой освещенности. Шума избежать невозможно, но его можно минимизиро вать. В основном, он зависит от качества ПЗС-матрицы, электроники и внешних электромагнитных воздействий, но также в сильной степени и от температуры электроники. Металлический корпус телекамеры в значительной степени защищает от внешних электромагнитных воздействий (Строго говоря, внешние электромагнитные воздействия, как правило, являются стационарными процес сами, поэтому их нельзя относить к шумам; их и называют наводками или помехами. Прим. ред.). Источниками шума внутри телекамеры являются как пассивные, так и активные компоненты, поэто му «зашумленность» зависит от их качества, конструкции системы и в сильной степени от температуры.
Шум в изображении аналогичен по природе шуму в аудиозаписях. На экране зашумленное изобра жение дает зернистость или снег, а на цветном изображении могут быть цветовые вспышки. Силь но зашумленные видеосигналы бывает трудно синхронизировать, изображение может получиться нечетким, с плохим разрешением. Зашумленное изображение от телекамеры становится еще хуже при уменьшении освещенности объекта, а также при использовании АРУ с большим усилением.
Отношение сигнал/шум ПЗС-телекамеры определяется как отношение сигнала к шуму, производимому матрицей и электроникой телекамеры. Чтобы получить реальное отноше ние сигнал/шум телекамеры, все внутренние цепи (так или иначе влияющие на сигнал) долж ны быть отключены, включая гамма-коррек цию, АРУ, электронный затвор и схему компен сации встречной засветки. Температура долж на быть на уровне комнатной.
Для ПЗС-телекамер в видеонаблюдении отноше ние сигнал/шум более 48 дБ считается хорошим. Следует помнить, что изменение отношения сигнал/шум на 3 дБ означает примерно 30-процентное уменьшение шума, так как уровень видеосигнала не меняется. И при сравнении телекамеры, у кото рой сигнал/шум равен 48 дБ, с телекамерой, у которой, например, эта величина равна 51 дБ, послед няя даст значительно лучшее изображение, что будет особенно заметно при низких уровнях освещен ности. Говоря об отношении сигнал/шум, мы всегда полагаем, что АРУ отключена. Если не допускать значительного нагрева телекамеры, то шум будет меньше.
Для сравнения приведем такую величину: ПЗС-телекамеры в телевещании имеют отношение сигнал/шум более 56 дБ, что чрезвычайно хорошо для аналогового видеосигнала.