В конце 90-х годов прошлого века, когда информатика наконец-то стала если не обязательным, то по крайней мере привычным школьным предметом; когда пугающее своей глобальностью изобретение западных компьютерщиков по имени Интернет все глубже проникало на территорию России, еще не захваченной всеобщей компьютеризацией, – вот тогда в чьем-то воспаленном мозгу и родилась эта красивая метафора. Всемирная паутина… Именно с паутиной тогда сравнивали Интернет. Давайте отойдем и молча понаблюдаем за ней. Нет, это не паутина. Это паук. Огромный паук, который поглощает все «биологически совместимые» объекты, попадающие в его сети. Все отрасли деятельности человека, хоть каким-то образом связанные с передачей данных, стали типовым примером применения сетевых технологий. Не избежал их влияния и рынок систем видеонаблюдения, причем это влияние оказалось крайне полезным для последнего. Эксперты рынка видеонаблюдения говорят о конвергенции, то есть взаимопроникновении технологических находок в сферах безопасности и IP.

Этот процесс, интенсивность которого уже близка к пиковому значению, безусловно, является сегодня доминирующей тенденцией в развитии рынка безопасности. Об этом красноречивее всего говорят цифры. Согласно данным исследования, опубликованного в журнале «Системы безопасности» в 2007 году, в настоящее время около 50% инсталляторов систем безопасности используют возможности IP-технологий, причем из остальных 50% более половины закладывают в проекты возможность перехода на IP в дальнейшем.

В целом для российских инсталляторов и конечных пользователей пока характерно довольно осторожное отношение к Интернету как средству передачи данных. Почти 60% респондентов считают Интернет хоть и эффективным, но не безопасным способом передачи конфиденциальных данных.

Однако, каково бы ни было сейчас отношение специалистов к IP-технологиям, практика показывает, что российский рынок перенимает тенденции западного рынка с задержкой в 1,5–2 года. Поэтому имеет смысл «заглянуть в будущее», оценив состояние и прогнозы развития для западного рынка IP-видеонаблюдения.

Согласно данным исследования, проведенного маркетинговым агентством GMT Plus по заказу компаний Axis (Швеция), Panasonic (Япония), Sony (Япония), суммарный объем рынка IP-видеонаблюдения должен составить в 2007 году 780 миллионов долларов США против 558 миллионов в 2006 году. В ближайшие пять лет ожидается ежегодный прирост рынка на 39,6%, а в 2010 году, по мнению исследователей, объем рынка превысит 2 млрд. долларов США. Помимо всего прочего, 2010 и 2011 годы станут переломными для рынка систем видеонаблюдения – сетевое видеонаблюдение сравняется по объему с аналоговым и очень скоро займет лидирующее положение на рынке.

Аналитики из GMT Plus считают, что из всего оборудования для IP-видеонаблюдения (IP-камеры, видеосерверы, сетевые видеорегистраторы на основе встроенного процессора NVR, сетевые видеорегистраторы на основе программного обеспечения SNVR) наиболее динамично будут развиваться сегменты сетевых камер и SNVR. Эта тенденция объясняется тем, что изначально видеосерверы и NVR использовались в качестве промежуточного звена для «плавного» перехода от аналоговых систем к сетевым. А большинство последних моделей IP-камер представляют собой камеру и видеосервер или NVR «в одном флаконе», так что отпадает необходимость в каких-либо дополнительных устройствах.

Зато особую значимость приобретает ПО для систем IP-видеонаблюдения. Сейчас многие разработчики такого ПО делают упор на развитие интеллектуальных функций анализа видеоконтента (видеоаналитики). Согласно прогнозам IMS Research, объем рынка ПО для анализа видеоконтента должен достигнуть к 2009 году 839 млн. долларов. Что касается функционала таких систем, то разработчики будут делать упор на развитие возможностей интеллектуального анализа, тогда как более простые, традиционные функции, такие как детекция движения, будут встроены в прошивку IP-камер.

Что касается развития технологий, применяемых в IP-камерах, то аналитики прогнозируют все более четкое разделение на верхний и нижний ценовые сегменты. В нижнем ценовом сегменте будут предложены наиболее простые с технологической точки зрения продукты, цена которых в силу удешевления цифровых технологий не будет превышать 100 долларов США. В верхнем ценовом сегменте (от 400 до 2000 долларов) будут продолжаться уже набирающее обороты внедрение мегапиксельных матриц и развитие встроенного интеллекта, которые в перспективе позволят отказаться от поворотных IP-камер в пользу бескинематических – панорамных.

О поворотных камерах вообще и поворотных IP-камерах в частности следует упомянуть особо. Несмотря на то, что бескинематические решения все настойчивее заявляют о себе, сектор традиционных поворотных камер еще долго будет успешно существовать. Его развитие будет осуществляться в сторону повышения точности приводов и уменьшения шума при панорамировании и наклоне.

Мы писали, мы писали – наши пальчики устали

Сегодня уже мало кому из инсталляторов, даже при разработке супербюджетных проектов для частных квартир, придет в голову купить пленочный видеомагнитофон и подключить к нему квадратор, на который будут выводиться четыре камеры. Подобные аналоговые устройства постепенно исчезают из прайс-листов большинства компаний-дистрибьюторов вместе с последними складскими остатками. Все еще пользуются спросом мультиплексоры, которые устанавливаются в крупные системы видеонаблюдения с большим количеством видеорегистраторов.

Похоже, аналоговая запись на пленку уже канула в Лету. Цифровая запись оказалась удобнее во всех отношениях. Она не портится от большого количества просмотров, а на жесткий диск можно записать в десятки раз больше видео, чем на кассету. К тому же цифровая запись дает возможность быстрого поиска нужного фрагмента практически по любому критерию. Есть простор для применения технологий видеоаналитики, да и более простых функций, таких как ретроспективный детектор движения (поиск по изменению пикселей).

Если всего год назад оборудование для видеозаписи развивалось в сторону расширения функционала самих видеорегистраторов и прилагаемого ПО, а также в сторону увеличения скорости видеозаписи, то теперь налицо еще одна тенденция: расширение парка гибридных устройств. Гибридные видеорегистраторы оснащены не только композитными видеовходами для подключения аналоговых камер. Через дополнительный сетевой разъем такой видеорегистратор получает по сети видеосигнал с нескольких IP-камер. Собственно, гибридные видеорегистраторы, а также SNVR и NVR появились уже давно, но 2-3 года назад они чаще использовались в крупных сетевых или гибридных системах видеонаблюдения. А сейчас они выходят на рынок в качестве ядра относительно небольших систем – на 9–16 каналов. Такая тенденция легко объяснима и связана с лавинообразным ростом спроса на IP-камеры.

Рост числа предприятий розничной торговли и быстрого питания, расширение банковской системы, наращивание парка банкоматов тоже диктуют свои требования рынку видеонаблюдения: продолжает расти спрос на видеорегистраторы (в том числе малоканальные) с возможностью интеграции с POS/ATM-терминалами и системами анализа кассовых операций.

Чтобы не запутаться в проводах

Кокон кабелей, коими состыкуются воедино части системы видеонаблюдения, представляет собой впечатляющее зрелище. Ничуть не меньше впечатляет своим масштабом задача модифицировать эту систему или хотя бы заменить одну-единственную камеру. Возможно, это и определило одно из направлений развития систем видеонаблюдения: оборудование (прежде всего сетевое) постепенно становится беспроводным. Эта тенденция проявила себя в развитии таких технологий, как беспроводной доступ и передача питания по Ethernet (Power over Ethernet, PoE).

Технология PoE, регулируемая стандартом IEEE 802.3af, позволяет не только обеспечить удобство инсталляции устройств и сэкономить на прокладке кабеля – есть у нее и другое преимущество. Поскольку устройство, поддерживающее PoE, подключается через специальный адаптер к источнику бесперебойного питания, получается, что эта технология позволяет значительно повысить надежность работы сетевого устройства: оно будет работать круглосуточно, и никакие скачки напряжения в городской сети ему не страшны. PoE чаще всего применяется в устройствах, чья потребляемая мощность не превышает 12,9 Вт, – в стационарных сетевых камерах для работы в помещении и в видеосерверах. Эта технология позволяет использовать для подвода электропитания к устройству свободные жилы витой пары, по которой передается видео. Такой способ питания никак не влияет на пропускную способность сети. Кроме того, PoE-совместимые устройства при подключении автоматически идентифицируются.

Наряду с устройствами, которые не надо включать в розетку электропитания, развивается и класс устройств, которые не требуют отдельного провода для подключения к компьютерной сети. Это беспроводные камеры. Такую камеру достаточно расположить на расстоянии 100 м от точки беспроводного доступа и включить в розетку электропитания (хотя возможен и полностью мобильный вариант питания от аккумуляторов).

Если PoE-совместимые камеры не нужно включать в розетку электропитания, то беспроводные камеры не надо подключать к сетевому разъему. Достаточно просто расположить такую камеру на расстоянии не более 100 м от точки беспроводного доступа и включить в розетку.

Беспроводные камеры, используемые в системах видеонаблюдения, работают в частотном диапазоне до 2,4 ГГц со скоростью до 54 Мбит/с в соответствии со стандартом беспроводного доступа IEEE 802.11g, который включает механизм многоуровневой верификации. Это значит, что пользователь может получить доступ к беспроводной сети только в том случае, если правильно введет все пароли доступа к ее узлам (по одному паролю на каждый узел). Используемый при пересылке алгоритм криптографического шифрования пакетов данных, регламентируемый WPA, основан на 128-битном динамическом ключе, уникальном для каждого сеанса связи. А функция проверки целостности сообщений (MIC) позволяет предотвратить захват пакетов данных с камеры, изменение их содержимого и повторную пересылку. Тем не менее, несмотря на, казалось бы, гарантируемую производителями безопасность данных, беспроводным технологиям доверяют пока далеко не все инсталляторы, а потому стараются обходиться традиционными проводными IP-решениями.

Что мне снег, что мне зной, что мне дождик проливной…

В секторе телекамер стоит отметить две противоречивые тенденции. С одной стороны, налицо попытка создать универсальную камеру, которая могла бы вести наблюдение за объектом в любое время дня и ночи и при любых условиях освещения. С другой стороны, растет парк специализированных камер для сложных условий видеонаблюдения: такие камеры, как правило, при сборке заключают в герметичный, погодо-, взрыво- или вандалозащищенный кожух. По мере необходимости в кожух закачивается сухой азот, вставляются всевозможные мембраны, призванные препятствовать запотеванию видоискателя, и т.д. Если камере суждено неси вахту на объекте, где возможны резкие порывы ветра (в портах или на кораблях, например), то особое внимание уделяется материалу кожуха и конструкции поворотного устройства, которое должно выдерживать ураганный ветер практически без потери точности позиционирования. Если камера создается для работы на улице, то в корпус устанавливается вентилятор, который будет охлаждать электронную плату камеры в жару, и нагреватель, который позаботится о ней в холод. И нагреватель, и вентилятор управляются электроникой.

Когда стоит такая задача, как круглосуточное видеонаблюдение, то можно пойти одним из двух путей. Если для службы безопасности особенно важно, что происходит на охраняемом объекте ночью, то имеет смысл выбрать камеру на основе тепловизора. Такая камера формирует изображение на основе инфракрасного излучения объектов. Преимущество ее в том, что с ее помощью сотрудник службы безопасности может увидеть не только то, что находится на переднем плане, но и, например, человека, спрятавшегося в кустах или за забором. А еще камера-тепловизор хорошо «видит» сквозь туман.

Другой вариант – камера «день/ночь». Днем она будет формировать цветное изображение, а с наступлением вечерних сумерек автоматически переключится в черно-белый режим. А качество «ночного» видео напрямую зависит от того, как камера получает черно-белый сигнал. Самый бюджетный и простой по реализации вариант – псевдо«день/ночь». Это обычная цветная камера с процессором цифровой обработки видеосигнала. Когда освещение снижается до определенного уровня, процессор складывает яркостные составляющие по каналам R, G, B цветного сигнала, и получается черно-белый сигнал. Существенный недостаток такой камеры – чувствительность в черно-белом режиме повышается совсем незначительно по сравнению с цветным.

За последние два года широко распространились камеры «день/ночь» с отключающимся ИК-фильтром. Именно они значительно потеснили обычные черно-белые камеры, которые в комплекте с ИК-подсветкой обычно устанавливали там, где требовалось ночное видеонаблюдение. В такой камере используется цветная ПЗС-матрица, перед которой установлен подвижный ИК-фильтр. При определенном пороговом значении освещенности камера переходит из цветного режима (когда ИК-фильтр находится перед ПЗС) в черно-белый режим (когда ИК-фильтр удален). В черно-белом режиме камера становится чувствительна к ИК-излучению, поэтому в комплекте с ИК-подсветкой такую камеру можно использовать для круглосуточного наблюдения.

Самые «молодые» камеры в этом секторе – двухсенсорные. В них в дневном режиме используется цветная матрица, а в ночном – черно-белая. Долгое время производителям не удавалось изготовить достаточно точный и надежный механизм, который бы переключал ПЗС-матрицы. Сейчас эта проблема преодолена рядом компаний, поэтому в таких камерах изображение остается четким как в дневном, так и в черно-белом режиме. Основное преимущество камер этой группы перед описанными выше – более высокая чувствительность в ночном режиме. Это связано с тем, что в этом случае в ночном режиме используется черно-белая ПЗС, которая за счет отсутствия мозаичного фильтра не дает дополнительных светопотерь.

«Рыбий глаз» уверенно смотрит в будущее

Пожалуй, наметившийся (но пока еще малозаметный) отказ от механики в пользу виртуальной кинематики можно считать наиболее примечательной тенденцией в развитии технологий видеонаблюдения – конечно же, после перехода на IP-платформу. Между тем первый шаг в этом направлении сделан довольно давно.

В 2000 году, когда идея поворотных аналоговых камер была еще достаточно молода и о замене одной технологии другой не было и речи, компания Philips CSI анонсировала свою революционную разработку – камеру E-Dome с широкоугольным объективом (147°). В Е-Dome применялась 1,3-мегапиксельная ПЗС-матрица. Эта камера должна была использоваться совместно с программно-аппаратным комплексом, производящим обработку и запись поступавшей от камеры информации. Однако разрешение светочувствительной матрицы было недостаточно, а в существовавшие на тот момент системы видеонаблюдения новая камера не интегрировалась. При этом цена комплекта (камера плюс программно-аппаратный комплекс) «кусалась»: 13 000 евро – это, согласитесь, немало. Поэтому в 2002 году выпуск революционной новинки был прекращен.

Взорвать рынок видеонаблюдения было суждено другому продукту. В мае 2005 года в журнале Security Installer появилась статья о панорамной камере Halocam британской компании Grandeye, которая изначально вышла на рынок видеонаблюдения под маркой Vista Eclipse. При разработке этой камеры был применен принципиально иной подход. Во-первых, разрешение сенсора (КМОП-матрицы) значительно выше – 3 мегапикселя. Во-вторых, в этой камере используется объектив «рыбий глаз» с углом обзора 180°. В-третьих – и это главное – интеллектуальное ядро находится в самой камере. Процессор Imtera (собственная разработка компании Grandeye) не только осуществляет математическую обработку искаженного «рыбьим глазом» изображения с сенсора, но и формирует два независимых аналоговых композитных видеопотока (12,5 к/с). При этом Halocam абсолютно просто интегрируется в любую аналоговую систему видеонаблюдения – подключается она так же, как и любая поворотная камера, а управлять ею можно с обычного контроллера телеметрии, поддерживающего протокол Pelco D. Но (внимание!) у Halocam два независимых коаксиальных выхода, через которые видеосигнал с нее выводится на два монитора, а управлять этой камерой абсолютно независимо друг от друга могут два оператора.

Хотя тогда, в 2005 году, Security Installer писал о Halocam (тогда еще Vista Eclipse), что «это ранняя стадия ее разработки, поэтому она пока не может являться альтернативой традиционным PTZ-камерам в системах, где высшим приоритетом является качество видео», уже первые два года ее существования можно назвать периодом победного шествия новой технологии. За 2005 и 2006 годы, как сообщает журнал «Системы безопасности», было продано и установлено более 3000 камер, причем спрос на новинку демонстрировал устойчивый ежеквартальный рост. Еще бы, ведь стоит она около 2500 долларов – как «купол» хорошего западного производителя. Тогда как по эффективности видеонаблюдения она сопоставима с 2–3 поворотными или 5 стационарными камерами, ведь в любой момент времени она «захватывает» все окружающее пространство. Кроме того, такая камера чрезвычайно надежна – в ней нет ни одной подвижной детали, которые, как известно, больше всего подвержены износу.

Что касается видеозаписи, то сигнал с Halocam можно записывать как на обычный видеорегистратор, так и на выпускаемый компанией Grandeye видеорегистратор Halocorder, в который установлен такой же процессор, как и в камеру. Halocorder записывает 3-мегапиксельное видеоизображение в искаженном объективом виде (так называемую анаморфозу). С анаморфозой потом, при воспроизведении, можно работать точно так же, как и с «живым» видео. Например, оператору доступны несколько способов просмотра видео: в виде анаморфозы, в виде 180-градусной панорамы или в традиционном виде (как от обыкновенной поворотной камеры) в 4-оконном варианте. Кстати, для этого процессор формирует 4 виртуальные поворотные камеры, с которыми можно работать так же, как и с «настоящими», – программировать предустановки, «поворачивать» эти камеры независимо друг от друга.

В 2007 году линейка Halocam расширилась и усовершенствовалась: теперь Grandeye представляет также и IP-вариант своего детища с 5-мегапиксельной матрицей и еще более мощным процессором. Сектор панорамных IP-камер в том же 2007 году начала осваивать и шведская компания AXIS Communications, представив камеру AXIS 212 PTZ. Правда, в ней используется 14-градусный объектив, но заложенные в нее принципы в целом аналогичны примененным в Halocam. Старт взят, тенденция очевидна.