На данный момент в системах видеоконтроля и охраны вполне эффективно используются и аналоговые камеры, и цифровые. Видеоданные из первых и вторых сохраняются в цифровом виде, как более удобном и надежном. Но именно современные IP-камеры способны предоставить пользователю весь спектр преимуществ работы с цифровыми технологиями. Это отдельная группа устройств для видеонаблюдения, поддерживающих работу с компьютерными сетями. Помимо непосредственно видеонаблюдения IP-камеры обладают многие дополнительными функциями, которые значительно упрощают работу пользователю системы.
Особенности IP-видеокамер:
Видеокамера преобразовывает изображение, проецируемое на поверхность матрицы посредством объектива, в электрический сигнал. Традиционные камеры наблюдения передают сигнал в аналоговом виде по коаксиальному кабелю. Приемником видеосигнала может быть видеорегистратор, монитор и ПК, оборудованный специальной платой. Данные из IP-камеры являются же последовательностью байтов, как и из любого другого сетевого оборудования. То есть такие видеокамеры можно подключать к локальной сети или ПК напрямую посредством Ethernet-кабеля, и получать данные без дополнительных устройств цифро-аналогового преобразования.
IP-камера имеет следующие элементы в своей конструкции:
1) светочувствительный сенсор;
2) объектив;
3) видеопроцессор;
4) основной процессор;
5) сетевой интерфейс.
Сенсор
Светочувствительный элемент видеокамеры, матрица, регистрирует количество света на своей поверхности и генерирует соответствующий электрический сигнал. На данный момент довольно широко используются 2 технологии: CCD или CMOS. Сенсоры первого типа отличаются хорошей светочувствительностью. Также довольно качественной является цветопередача. В качестве недостатка можно назвать сравнительно медленную работу, так как используется метод последовательного считывания. Поэтому CCD-матрицы не подходят для видеоустройств высокого разрешения. Сенсоры CMOS-типа быстрее считывают информацию. Это позволяет использовать их в видеокамерах с высокой частотой кадров. Обычно, чем больше размеры сенсора, тем более качественное изображение можно получить с него (имеются в виду разрешение и детализация). Хотя не во всех случаях выгодно использовать сенсоры высокого разрешения. Размер матрицы показывается в долях дюйма: 1/4, 1/3, 1/2.
Оптика
Изображение обстановки перед видеокамерой проецируется на поверхность матрицы объективом. Обычно это сложная система из линз и дополнительных элементов. От типа линз и особенностей их соединения в группу зависит то, каким будет объектив: нормальным, длиннофокусным или широкоугольным. Объективы со средним фокусным расстоянием можно отнести к нормальным. С их помощью можно получить качественное детализированное изображение какого-либо объекта, находящегося на незначительном удалении от видеокамеры. Длиннофокусная оптика позволяет пользователю системы наблюдения рассматривать удаленные объекты. При этом ширина обзора сильно суживается. Широкоугольные объективы (фокусное расстояние небольшое) дают возможность просматривать большие территории посредством одной видеокамеры. Пользователь получает довольно широкий обзор около 120 градусов. Многие объекты, находящиеся вблизи камеры, будут попадать в поле зрения. Но удаленные объекты при этом будут мелкими и малоразличимыми.
Видеопроцессор
Видеопроцессор отвечает за преобразование сигнала с аналоговой формы в цифровую. Также данный элемент конструкции камеры сжимает данные, используя подходящий кодек (например, MPEG-4 или H.264). Без сжатия видеоданные в «сыром» виде занимали бы слишком много места на носителе, а также были бы очень большой нагрузкой на канал передачи. Использование современных алгоритмов сжатия позволяет практически избежать ухудшения качества видео при сжатии. Кроме этого, видеопроцессор отвечает за некоторые улучшения видеоизображения: коррекция цветопередачи, изменение контраста, яркости и пр.
Основной процессор
Современные IP-камеры являются практичными, многофункциональными устройствами. Здесь, как и в компьютере, есть центральный процессор. Он отвечает за правильную работу устройства, анализ и обработку входящих данных. В тандеме с процессором работает оперативная память, в которой хранятся данные во время работы устройства. Также IP-камеры оборудованы и постоянной памятью, большая часть которой выделена под операционную систему и пользовательские настройки.
Сетевой интерфейс
Данный элемент позволяет подключать IP-камеры к локальной компьютерной сети наравне с другими устройствами. Для передачи пакетов с данными используются протоколы TCP, UDP или ONVIF. Использование общепринятых протоколов передачи делает возможной совместную работу в одной сети устройств от разных производителей. Протокол ONVIF отвечает за поиск видеоустройств, синхронизированную передачу видео и звуковой информации, передачу устройствам PTZ-команд. TCP/UDP отвечают за передачу видеоданных на устройство пользователя и подтверждение получения. Подключаясь к сети, IP-камеры получает свой IP-адрес. После этого нужные настройки задаются через компьютер.
Другие возможности сетевых камер
Многие дополнительные приспособления и функции, которыми обладают IP-камеры, способны значительно упростить жизнь владельцу системы наблюдения. Сюда можно отнести:
1) ИК-подсветку;
2) двустороннюю звуковую связь;
3) датчик движения;
4) возможность цифрового увеличения изображения.
Специальная подсветка, которая является незаметной для человеческого глаза, включается при слабом освещении обстановки вокруг видеокамеры или при полном его отсутствии. Само устройство при этом переключается в режим черно-белой съемки, что позволяет сохранить качество видео, достаточное для нормального просмотра. Встроенный микрофон и динамик делают возможной двустороннюю связь. Это выгодно, если видеоустройство используется на контрольно-пропускном пункте и других подобных точках объекта. Датчик движения сигнализирует о появлении в наблюдаемой зоне посторонних объектов. Также он может переключать видеонаблюдение из режима ожидания в режим слежения. Такой подход позволяет более эффективно использовать ресурсы системы наблюдения (например, экономить место на носителе информации). Цифровое увеличение поможет в более тщательном изучении мелких деталей на изображении при условии, что устройство способно обеспечить достаточный уровень детализации.
Существенным преимуществом IP-камеры перед традиционными аналоговыми видеоустройствами можно назвать поддержку технологии PoE – электропитание видеокамеры через Ethernet-кабель. То есть достаточно одного кабеля, чтобы подключить к системе наблюдения видеокамеру. Одна «витая пара» используется и для передачи видеопотока, и для электропитания камеры. Такой подход упрощает работу по организации системы видеонаблюдения, уменьшает количество посторонних устройств и коммуникаций.
Разновидности сетевых камер
На данный момент IP-камеры являются достаточно универсальными устройствами, которые можно использовать как в помещениях, так и снаружи зданий. Разные модели IP-камеры оптимизированы под использование в тех или иных условиях. Наиболее распространены следующие типы сетевых камер:
1) корпусные;
2) купольные;
3) миникамеры.
Представители каждой из трех групп могут быть проводными или беспроводными, внутренними или уличными, неподвижными или оборудованными PTZ-механизмом. Для беспроводной передачи данных используются технологии Wi-Fi, GSM, 3G.
Корпусные видеокамеры
Данный вид камер можно узнать по наличию корпуса прямоугольной или цилиндрической формы. Обычно такие устройства не являются одним целым с объективом. Оптику при необходимости можно заменить на более подходящую по параметрам. Угол обзора корпусных камер чаще всего попадет в диапазон 90-120 градусов. Это оптимальное поле зрения для большинства ситуаций. Такие камеры используются для удаленного наблюдения за большими помещениями и обстановкой вокруг зданий. Это могут быть залы торговых центров, производственные объекты, жилые дома и пр.
Купольные видеокамеры
Модели камер с корпусом в виде купола используются обычно в системах наблюдения в помещениях. Устройства данного вида не выделяются сильно на фоне остальных элементов интерьера из-за своей компактности и особенной формы. Корпус-полусфера – это полупрозрачное стекло или пластик. Он скрывает камеру от посетителей помещения, а также защищает ее от пыли, влаги. Оптимальное место для установки видеоустройства – потолок. В конструкции некоторых моделей предусмотрен механизм, предназначенный для дистанционного управления обзором.
Миникамеры
Миниатюрные IP-камеры лучше всего подходят для домашних систем наблюдения. Это малогабаритные, почти незаметные, устройства, которые быстро теряются на фоне других элементов интерьера. Многие модели таких видеокамер являются беспроводными, что позволяет переносить их с места на место, быстро подключая к Wi-Fi-сети. Можно обойтись даже без проводов электропитания – некоторые мини IP-камеры могут работать от аккумулятора, записывая при этом видео на обычную карту памяти.
IP-видеокамеры для использования снаружи зданий
Уличные IP-камеры отличаются от обычных более надежной защитой от внешних воздействий. Это может быть корпус, более устойчивый к ударам и скачкам температуры, или специальный защитный кожух. Дополнительные защитные корпуса, которые при необходимости охлаждают или обогревают видеокамеру, называются термокожухами. Беспроводные IP-камеры выгодно использовать в уличных системах видеонаблюдения. Такие устройства можно устанавливать в точках объекта, которые не оборудованы проводными коммуникациями.
IP-камеры – это довольно эффективное решение, позволяющее быстро развернуть на объекте систему наблюдения любой сложности, которая легко поддается масштабированию. С помощью одной или нескольких сетевых камер можно создать простую систему, данные из которой будут передаваться на ПК. Для более масштабных проектов можно подобрать готовые комплекты оборудования для IP-видеонаблюдения
