Любой человек, будь то владелец квартиры, загородного дома, дачи или офиса, рано или поздно задумывается об охране своего имущества. В этом ему могут помочь автоматизированные системы видеонаблюдения.

Современные системы видеонаблюдения обеспечивают высокий уровень безопасности на территории жилого, офисного, производственного или любого другого объекта. Сперва вам необходимо четко обозначить круг задач, которые должна выполнять система видеонаблюдения, и исходя из этого сформулировать требования к комплектации оборудования. Определившись с этим, вам будет намного проще выбрать, какой вид системы приобрести для охраны своего дома или бизнеса: аналоговый, цифровой или гибридный.

В этой статье мы разберем основные вопросы, связанные с выбором оборудования для грамотного построения сети видеонаблюдения, узнаем плюсы и минусы "аналога" и "цифры", а также пройдемся по типам камер и регистраторов и разберем их схожести и различия.

Аналог или Цифра - различия форматов

В основе все видеокамеры делятся на два типа: аналоговые или цифровые. Главное отличие в способе обработки и передачи видеосигнала.

В аналоговой камере изображение поступает в аналоговом формате, дальше оно оцифровывается камерой для обработки, а для дальнейшей передачи опять преобразуется в аналоговый (композитный/CVBS) сигнал. Далее видеосигнал передается на монитор и/или на видеорегистратор, который оцифровывает, кодирует и сжимает его для записи.

В цифровой камере сигнал не преобразуется обратно из цифрового формата в аналоговый, а передается на регистратор именно в оцифрованном виде. При этом перед отправкой он может кодироваться и сжиматься, как происходит в IP-камерах, или же передаваться несжатым и некодированным - как это реализовано в HD-SDI камерах.

Для передачи видеосигнала с HD-SDI камер используется коаксиальный кабель или оптоволокно, для IP-камер же используются оптоволокно или сетевые кабели (витая пара). Из-за существенных отличий HD-SDI и IP технологий видеонаблюдения, хотя обе они и относятся к цифровым, мы считаем более удобным разнести их в отдельные типы.

В итоге у нас имеется три вида камер для видеонаблюдения, согласно используемым в них технологиям обработки и передачи сигнала:

• аналоговые камеры;
• HD-SDI камеры;
• IP-камеры.

Аналоговые видеокамеры

Несмотря на моральное устаревание, аналоговые камеры все ещё часто используются для построения сетей видеонаблюдения, так как имеют ряд преимуществ перед IP-камерами.

В число плюсов аналоговых видеокамер входят:

• легкость развертывания и модернизации систем видеонаблюдения с их использованием;
• отсутствие основных проблем сетевых систем - потере связи, хакерских и вирусных атак;
• отсутствие потерь и задержек сигнала;
• низкая стоимость.

К их минусам можно отнести:

• качество изображения (особенно для аналоговых камер старых стандартов);
• незащищенность передаваемого сигнала;
• плохую масштабируемость установленных систем;
• необходимость прокладки дополнительного питающего кабеля.

Все аналоговые видеокамеры можно условно разделить на две группы - камеры устаревающих стандартов, и камеры новых стандартов с высоким разрешением. К устаревающим относятся такие стандарты, как СIF, VGA, D1 и 960H. Обычно такие камеры называют просто аналоговыми или камерами CVBS. Аналоговые камеры новых стандартов представлены в основном такими форматами как HD-TVI, HD-CVI и AHD. Эти форматы сильно схожи по своим характеристикам, что видно из следующей таблицы.

В настоящее время широко распространен "комплексный" тип видеокамер, совмещающий в себе два или более видеовыхода, это так называемые "Гибридные камеры". Обычно они поддерживают все распространенные форматы - AHD/HDTVI/HDCVI/CVBS (960H) и способны подключаться к разным типам видеорегистраторов.

HD-SDI (HD CCTV) видеокамеры

HD-SDI камеры относят к категории профессиональных. Они передают видеосигнал с разрешением от 1280x720 px, но несжатый. Запись потока также производится HD-SDI видеорегистратором без сжатия, что требует больший объем жесткого диска.

HD-SDI видеокамеры имеют следующие отличительные особенности:

• делают видео прекрасного качества;
• для передачи видеосигнала используется коаксиальный кабель или оптоволокно;
• передают сигнал на относительно небольшое расстояние - 100-150 метров;
• требовательны к качеству коаксиального кабеля;
• стоят дороже, чем аналоговые;

Использование HD-SDI видеокамер целесообразно в тех местах, где одновременно важна высокая четкость получаемого изображения (определение номерных знаков автомобиля, номинала банкнот) и быстрая реакция на происходящее в реальном времени.

IP-видеокамеры

В отличие от аналоговых, IP-видеокамеры:

• дают картинку очень высокой четкости;
• передают видеопоток в цифровом, сжатом и закодированном виде;
• для передачи используют не коаксиальный кабель, а сетевой - витую пару, оптоволокно;
• не требуют прокладки отдельного кабеля питания - большинство сетевых камер поддерживают технологию PoE и получают питание по витой паре;
• "не привязаны" к видеорегистратору. Их можно установить в любом месте на любом расстоянии от него, главное - наличие сетевой кабельной инфраструктуры или беспроводной связи.

Основное же преимущество IP-камер в том, что системы с ними очень легко модернизируются, оптимизируются и масштабируются. Их видеорегистратор не имеет жесткого физического ограничения на количество камер - только аппаратные ограничения возможностей обработки и записи видео.

Однако, IP-камеры имеют и свои минусы:

• стоимость, в сравнении с аналоговыми вариантами;
• установка систем с IP-камерами сложнее, так как необходим специалист со знанием сетевых технологий;
• система, построенная на IP-камерах, подвержена вирусным и хакерским атакам, а также сбоям сети;
• видео передается с неоднородной скоростью, которая зависит от загрузки канала, из-за этого картинка может "подтормаживать" или останавливаться;
• видеотрафик от IP-камер сильно загружает канал и требует много места на видеорегистраторе.

IP-видеокамеры очень затратно подключать к системе видеонаблюдения, построенной на аналоговых камерах, ведь тогда необходимо менять или дополнять всю кабельную инфраструктуру. Исключением являются моменты, когда необходимо добавить небольшое количество видеокамер, а видеорегистратор в системе поддерживает устанавливаемые IP-камеры.

Характеристики видеокамер

Важнейшими техническими характеристиками видеокамер, интересующими нас, являются их разрешающая способность, угол обзора, апертура (светосила), светочувствительность и физическое исполнение (защита корпуса камеры и пр.)

Разрешение

От разрешающей способности в первую очередь зависит какого качества информацию вы будете получать. Разрешение камеры, это по сути размер получаемого изображения. Измеряется он либо в ТВЛ (телевизионных линиях), либо в пикселях (px, mpx). Чем больше разрешение, тем больше деталей вы сможете рассмотреть на видео.

Угол обзора

Угол обзора определяется размером матрицы и фокусным расстоянием. Фокусное расстояние объектива (f) - это расстояние между линзой и матрицей камеры. По факту оно определяет угол и дальность обзора камеры. Чем больше фокусное расстояние, тем уже угол обзора видеокамеры, но детальнее отображение объектов расположенных вдали, и наоборот, чем оно меньше, тем угол обзора шире, но вместе с этим уменьшается и количество деталей удаленных объектов. Для камер охранного видеонаблюдения диапазон возможных значений угла обзора обычно составляет от 20 до 90 градусов (в вариофокальных камерах этот параметр настраивается при установке).

Апертура

Параметр светосилы (F) показывает способность видеокамеры давать качественную картинку в условиях низкой освещенности. Чем меньше значение F, тем сильнее открыта диафрагма, и тем более четкое изображение может выдавать камера при плохом освещении.

Светочувствительность

Минимальный уровень освещенности объекта, при котором видеокамера фиксирует четкое изображение хорошего качества. Светочувствительность камер видеонаблюдения обычно измеряется в люксах (lux), чем ниже этот параметр - тем выше чувствительность. В условиях плохой освещенности обычно используют камеры с инфракрасной подсветкой.

Инфракрасная (ИК/IR) подсветка позволяет производить съемку в условиях недостаточной освещенности. При наступлении темного времени суток, камера автоматически переключается на "ночной режим" и включает ИК светодиоды, инфракрасное излучение которых улавливает матрица камеры. Такая картинка, полученная в условиях слабого освещения с помощью инфракрасной подсветки, всегда черно-белая.

Физическое исполнение

В этот пункт входят различные характеристики камеры, зависящие от типа корпуса:

• всепогодная - камера в корпусе с классом защиты (IP) от пыли и влаги;
• панорамная - камера способная контролировать площадь с обзором в 360°;
• антивандальная - камера в корпусе с классом защиты (IK) от механического воздействия;
• купольная - камера с корпусом в форм-факторе полусферы;
• миниатюрная - камера малого размера, идеальна для органичного скрытого встраивания в интерьер помещений;
• PTZ (Pan-tilt-zoom)-камера - поворотная видеокамера, поддерживающая удалённое управление направлением и увеличением.

Виды объективов

• Фиксированные (Монофокальные) - недорогие объективы без возможности изменения фокусного расстояния, следовательно требуют правильного подбора при покупке;
• Вариофокальные (или вариообъективы) - объективы с возможностью ручного изменения фокусного расстояния (обычно один раз при монтаже);
• Моторизованные/Трансфокаторные - камеры с этим видом объективов способны менять фокусное расстояние удаленно (с компьютера, мобильного или пульта д/у) и имеют богатый выбор различных настроек. При наличии у моторизованного объектива функции автоматической фокусировки его называют трансфокаторным.

Программные функции

• WDR (Wide Dynamic Range) - Широкий динамический диапазон - способность камеры различать как можно больше оттенков цветов, находящихся между темными и светлыми участками сцены. Имеется два способа реализации этой функции - DWDR и true/real WDR.
• DWDR - цифровой WDR - программно обрабатывает изображение, понижая уровни у пересветленных участков (например около окон), и наоборот, повышая их у затемненных (темные углы, особенно вблизи окна).
• true/real WDR - аппаратный WDR, производит ту же работу что и цифровой, но посредством произведения двух кадров одной сцены с разной выдержкой, и последующим их объединением, из-за чего требует более мощного процессора.
• DNR - технология шумоподавления, значительно снижающая или же полностью устраняющая видеошумы в сценах с низкой освещенностью. Помехи могут возникать вследствии нахождения поблизости от камеры электроприборов, антенн, кабелей и прочего электрооборудования.
• 2D DNR (2DNR) - шумоподавления в пределах одного кадра.
• 3D DNR (3DNR) - многократно обрабатывает и сравнивает между собой кадры, что обеспечивает высокую эффективность при подавлении шумов.
• BLC (Back Light Compensation) - технология компенсации задней засветки, используется для выравнивания яркости и улучшения четкости объектов, появляющихся перед источником света.
• HLC (High Light Compensation) - компенсации яркой засветки, используется в тех случаях, когда камеру необходимо установить напротив яркого источника света.
• EIS (Electronic Image Stabilizer) - электронная стабилизация изображения - необходима для обеспечения четкости видео в тех случаях, когда камеру устанавливают вблизи источников тряски и вибрации (сильный ветер, поток автомобилей).
• ROI (Region of interest) - Область интереса - Smart-функция видеокамер, позволяющая проводить съемку разных частей сцены с разным разрешением.

Видеорегистраторы

Видеорегистратор (DVR/NVR) представляет собой законченное устройство по виду идентичное обычному DVD проигрывателю. По сути, видеорегистратор - это специально настроенный компьютер, имеющий всю необходимую "начинку", разъемы и софт для работы с подключаемым оборудованием.

Вне зависимости от того, выбираете ли вы регистратор при проектировании новой системы видеонаблюдения, или добавляете его в уже существующую - его тип и характеристики будут прямо зависеть от структуры системы видеонаблюдения, ее задач, и ваших планов по ее расширению и модернизации в дальнейшем.

Главные вопросы, на которые необходимо ответить при выборе регистратора:

• Какое количество камер и каких форматов (CVBS, HDTVI, HDCVI, AHD, IP) вы планируете устанавливать?
• Детализация какого уровня вам нужна на видеозаписях?
• Какая нужна скорость записи?
• Планируется ли использовать тревожные входы и выходы регистратора (датчики движения, дыма, сирены и пр.)?
• Собираетесь ли записывать звук?
• Будет ли запись вестись постоянно или только "по событию"?
• Будут ли подключаться поворотные (PTZ) камеры?
• Сколько по времени и в каком объёме будут храниться видеозаписи?

Количество и формат видеокамер

В основном на рынке представлены регистраторы имеющие 4, 8 или 16 (существуют варианты и с 256 каналами) видеовходов для подключения камер видеонаблюдения. Количество камер подбирается исходя из ваших потребностей в "закрытии" всех предполагаемых точек контроля, а регистратор (и их количество) соответственно подбирается исходя из получившегося итогового количества камер.

По формату поддерживаемых стандартов регистраторы делятся на 960H DVR, HDCVI DVR, HDTVI DVR, AHD DVR, SDI DVR, NVR и HDVR соответственно. Чем схожи и чем различаются стандарты записи видео наглядно показано в Таблице 2. HDVR (HybridDVR) - гибридные видеорегистраторы, способные работать с камерами разных стандартов, наиболее широко представлены на рынке.

Качество фото и видео

Так же как и у камер, у видеорегистраторов есть характеристика показывающая максимально возможное разрешение видеозаписи. Это означает, что даже если ваша видеокамера способна вести запись в более высоком разрешении, чем позволяет записывать регистратор, он все-равно понизит его до своего максимально возможного значения. Помните об это при выборе как камер так и регистраторов. Камеры с тех зон, где необходимо просто видеть факт перемещения людей, можно подключить к регистратору с более низким разрешением. Если же на записи, например, нужно четко различать лица людей или номинал банкнот, то вам потребуются камера и регистратор поддерживающие высокое разрешение. Для обычной домашней, дачной или офисной системы видеонаблюдения вполне подойдут разрешения 720p/1080p.

Скорость записи

Разрешение видеорегистратора стоит рассматривать в совокупности с другим параметром - скоростью записи, так как они напрямую зависят друг от друга. Чем выше разрешение записи - тем ниже ее скорость, и наоборот.

Самый лучший вариант - запись со скоростью 25 к/с на каждом канале, его также называют real-time/live видео. Однако подобные регистраторы стоят дорого, а высокая скорость записи может быть нужна далеко не всегда.

Если производитель указывает только одну цифру разрешения - скорее всего, имеется в виду разрешение на минимальной скорости записи. Также, иногда производители в характеристиках указывают не скорость записи отдельной камеры, а общую на все камеры. Чтобы узнать скорость для каждой камеры, эту скорость надо поделить на количество подключенных камер.

Использование дополнительного оборудования

Видеовходы (BNC) - Предназначены для подключения аналоговых CVBS и HD видеокамер.

LAN (RJ-45) - Сетевой порт для подключения IP-камер.

Видеовыход (BNC) - Подключение телевизора, для вывода видео с камер наблюдения.

Видеовыходы HDMI/VGA - Разъемы для подключения мониторов и вывода на них видео с камер наблюдения.

Аудиовходы (RCA) - Для подключения микрофонов.

Аудиовыход (RCA) - Для подключения аудиовыводящего оборудования.

USB/SATA - Для подключения жесткого диска и прочего оборудования.

Тревожные входы (RS-485) - Разъемы для подключения датчиков движения, пожара, разбития стекла и пр.

Тревожные выходы (RS-485) - Разъемы для подключения сирен, прожекторов и пр.

PTZ RS-485 - Предназначен для подключения управления поворотной (PTZ) камеры.

Устройство хранения информации (жесткий диск)

Для грамотного построения системы видеонаблюдения вам также необходимо приобрести жесткий диск, для записи информации поступающей с камер. Так как нужный объем диска подбирается каждым покупателем индивидуально, в регистраторах обычно отсутствует встроенный HDD.

Обращаю ваше внимание, что для систем видеонаблюдения используются специальные виды дисков повышенной надежности. Бытовые "компьютерные" диски не подходят в первую очередь из-за меньшего эксплутационного времени работы, так как предназначены для работы в режиме 8/5. При этом специализированные HDD для видеонаблюдения изготавливаются для беспрерывной эксплуатации в режиме 24/7. Также, в отличие от ПК-дисков, профессиональные HDD имеют несравнимо больший ресурс записи-перезаписи, т.к. в системах видеонаблюдения устаревшие данные постоянно перезаписываются в бесконечном цикле.

Объем диска подбирается исходя из необходимой для записи информации. Если вам не нужен архив всех видеозаписей со всех камер, можно настроить регистратор на запись по расписанию или "по событию", например по сигналу датчика движения или разбития.

Дополнительные возможности видеорегистраторов

Подавляющее большинство современных регистраторов имеют возможность подключаться к сети. Вне зависимости от того гибридный ли это регистратор, NVR (IP), или обычный аналоговый DVR, если в его характеристиках указаны сетевые протоколы, значит на него можно зайти через локальную сеть или интернет. В зависимости от модели, на регистраторе можно удаленно:

• посмотреть видео с камер в реальном времени;
• просмотреть записи в архиве;
• скачать/удалить записи с жесткого диска регистратора;
• настроить устройство и т.д.

Подключение дополнительного оборудования

При помощи разъема RS-485 к видеорегистратору можно подключать дополнительное периферийное оборудование, такое как:

• датчики движения;
• датчики разбития стекла;
• датчики протечки воды;
• датчики утечки газа;
• датчики дыма;
• датчики пожара;
• магнитоконтактные датчики;
• световые и звуковые извещатели (сирены);
• прожекторы, осветительные устройства;
• PTZ-камеры.