До того, как продолжить обсуждение целесообразности применения различных видеокамер на различных объектах, хотелось бы обсудить одну картинку, опубликованную в Security NEWS №3 (32) 2010г. со ссылкой на американскую рекламную брошюру. Вот она:
Здесь автор рисунка очень образно и эмоционально изобразил разворачивающуюся конкурентную борьбу между мегапиксельными системами с передачей информации по сетям (IP) и мегапиксельными же камерами, передающими цифровые, но не сжатые видеопотоки по линиям более традиционным для CCTV, например, по коаксиальным кабелям (HD).
Симпатии автора рисунка очевидны. HD-ишники изображены более агрессивными, менее ловкими. Зато IP-ишники более организованными и более успешными. Хотя на самом деле, нынешнее состояние дел несколько другое. HD-ишники только начинают готовить своё восхождение к вершинам CCTV. И вообще кажется, что их вершина несколько другая или, по крайней мере, штурм будет вестись по разным стенам, так что восходящие не обязательно будут мешать друг другу.
Очень эмоциональное художественно-литературное интервью выложено по адресу http://www.info4security.com/story.asp?sectioncode=11&storycode=4122838.
Интервьюируемый Тодд Рокофф (Todd Rockoff) из HD CCTV альянса - горячий сторонник HD-решений. Несмотря на спорность некоторых его крайних утверждений, текст обязательно следует прочитать всем интересующимся состоянием дел в CCTV. Перевести же интервью на русский смог бы наверное талантливый филолог, владеющий, по крайней мере, основами тематики. Приведу только одну фразу: "Существует чувство, что IP-камеры - это для ботаников. А для реальных парней из служб безопасности что-то другое".
Совсем другой принцип деления видеокамер на таксоны - по размеру матрицы. С матрицами, соответствующими разрешению PAL или NTSC (до 600 твл), выпускаются как аналоговые, так и IP камеры. Очевидно, что для решения многих задач охранного или, шире, замкнутого телевидения мегапиксельное разрешение избыточно.
С мегапиксельностью связаны некоторые или добросовестные заблуждения, или некоторое лукавство продавцов. Видел в литературе утверждение, что 4-х мегапиксельная видеокамера имеет в два раза большее разрешение, чем 2-х мегапиксельная. Это так же неверно, как утверждение, что квадрат в два раза большей площади имеет в два раза большую длину сторон. Например, для двух стандартов 720 и 1080 строк (здесь совершенно не принципиально p или i) для первого 720х1280=0.92, для второго 1080х1920=2.07 мегапикселя. Разница в два с четвертью раза. А разрешение отличается в 1920/1280=1.5, как и следовало ожидать, ровно в корень из 2.25 раз.
Тут к этим цифрам можно дать небольшое пояснение. Что такое Мегапиксель. Чтобы получить "объём" матрицы или стандарта, надо умножить число строк на число пикселей в строке и разделить на миллион (?) или на 1024 в квадрате, поскольку в дальнейшем эту цифру можно использовать для вычисления потребной ёмкости хранилищ и пропускной способности сетей. Но в этих вычислениях может присутствовать коэффициент сжатия, который определяется с точностью не лучше чем 6 - 12дБ (2 - 4 раза). Поэтому при всех этих вычислениях с совершенно достаточной точностью можно полагать, что Мегапиксель и Мегабайт в миллион раз больше пикселя и байта соответственно. Другое дело, что пиксель кодируется как минимум 24-я битами, то есть тремя байтами.
И совсем уже некорректно предполагать, что одна 5-ти Мегапиксельная камера может заменить десять стандартного разрешения. Количество видеокамер и ныне, и присно, и во веки веков определяется геометрией защищаемого объекта. Например, если есть небольшой прямоугольный участок, по углам которого установлены четыре узкоугольные видеокамеры, то где спрашивается, установить одну с матрицей в четыре раза больше, чтобы с неё поступала информация, достаточная для определения ситуации на всём периметре? Единственно по какому параметру 2-х Мегапиксельная камера в два раза "лучше" Мегапиксельной - это по объёму информации выдаваемой в сеть, и, соответственно, по нужным пропускным возможностям сетей, и ёмкостям хранилищ видеоинформации.
Высокое разрешение всегда желательно, когда стоит задачи идентификации, например человеческого лица или автомобильного номера. Ниже приведена картинка, заимствованная из статей Михаила Вадимовича Руцкого http://daily.sec.ru/dailypblshow.cfm?rid=16&pid=4044&pos=9&stp=5
Казалось бы, что увеличение разрешения в два раза, даёт возможность определить номера у двух автомобилей вместо одного (при их идеальном расположении). Но попытка обойтись одной камерой на АЗС для считывания номеров всех автомобилей около всех колонок наверняка обречена на провал. Для считывания номеров сформировано правило: сколько полос, столько и камер.
Всё что касается геометрии и пиксельной арифметики считывания номеров, у Михаила Вадимовича изложено совершенно исчерпывающе. Но при определении номеров в России зимой первым шагом необходимо эти номера помыть!
Всё изложенное Выше отнюдь не означает, что мегапиксельные камеры не нужны. Для некоторых применений другого решения просто нет. Например, густонаселённое и хорошо освещённое сложное пространство атриума большого торгово - развлекательного центра. Только цифровое ZOOM-ирование живой и, что не менее важно, зарегистрированной картинки от мегапиксельной камеры сможет дать информацию о ситуации на защищаемом объекте. Если пропускная способность линий и ёмкость хранилищ позволяют накапливать не сжатое изображение, то цифровое увеличение буде эффективнее. Так что HD в данном случае предпочтительнее, чем IP.
В интервью, которое Энтони Хильдебранд взял у Тодда Рокоффа (Todd Rockoff) из HD CCTV альянса, выдвигается мысль о том, что у IP камер срок жизни будет существенно меньше, чем у предшествующих им аналоговых (http://www.info4security.com/story.asp?sectioncode=11&storycode=4122838).
При этом Тодд ссылается на закон Мура. Хотя, казалось бы, плотность упаковки транзисторов увеличивается одинаково и в видеопроцессорах камер, и в IP серверах, можно предположить, что в глобальном смысле он прав. Срок жизни системы охранного телевидения, построенной на аналоговых камерах, составляет не менее 5 - 6 лет, а иногда и существенно больше. Установленные же сегодня IP камеры через 2 - 3 года скорее всего морально устареют не столько потому, что появятся IP процессоры с вдвое более плотной упаковкой, сколько потому, что появятся новые протоколы сжатия и совсем новые Интернет технологии.
Что же касается срока жизни будущих Мегапиксельных HD камер, пока трудно сказать что-либо определённое. Однако сама идея передачи в ядро системы несжатого цифрового видеосигнала представляется перспективной. При этом, самая быстро меняющаяся часть алгоритмов обработки - сжатие и видеоаналитика будут перенесены в ядро. При этом, сами видеокамеры будут более консервативными и их срок жизни может быть существенно больше, чем у IP камер.
Итак, возвращаясь к вопросу "ЗАЧЕМ", заданному в начале статьи.
До того, как решать, какую систему и на каких видеокамерах внедрять, необходимо чётко определиться, ЗАЧЕМ Вам система и какая камера на какой участок и с какой целью будет смотреть.
Конечно мегапиксельные камеры выдают более подробное изображение. Но очевидно, нет смысла ставить такие камеры на складах или других местах, где важно только присутствие или отсутствие людей.
Если же определённо необходима Мегапиксельная, то следует определиться, что вам важнее. Если доступность к изображению и управлению камерой из любой точки мира, где есть Интернет, - тогда однозначно нужно выбирать IP-камеры. Если возможность просмотра и записи без сжатия для обработки, меньшая стоимость камер, и вероятно больший срок жизни - тогда следует рассмотреть вариант HD.
ТРИ ГИПОТЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТА. КАКОЕ ПРИМЕНИТЬ ОБОРУДОВАНИЕ
Попробуем теперь рассмотреть несколько абстрактных объектов и подумать, какими системам можно было бы защитить каждый из этих объектов.
1. Маленький отель в исторической части Лондона, Праги, Парижа или Санкт-Петербурга.
Скорее всего в таком отеле система охранного телевидения уже давно установлена, хотя бы простейшая. Коаксиальные кабели к ядру системы проложены, длина кабелей вероятно не превосходит ста метров, камер установлено не менее четырёх, но не более 16-ти. Возможно ядро системы - это ещё аналоговый видеомагнитофон с монитором и мультиплексором или даже квадратором.
Какие усовершенствования хотелось бы внести в такую систему? Прежде всего, улучшить качество изображения, избавиться от парка видеокассет, и самое принципиальное - получить сетевой доступ к "живому" видео и к видеоархиву.
Хозяин отеля или владелец сети, к которой этот отель относится, должен быть в курсе событий, где бы он в данный момент не находился.
Для решения этой задачи нет необходимости менять ни исправные аналоговые камеры, ни кабельную сеть. Достаточно заменить ядро системы на современный видеорегистратор с сетевыми функциями. Иметь собственный IP-адрес каждой камере нет необходимости.
В принципе такая кабельная сеть позволяет заменить все или часть аналоговых на HD камеры, как на это и указывает Тодд Рокофф (Todd Rockoff) из HD CCTV альянса (http://www.info4security.com/story.asp?sectioncode=11&storycode=4122838).
Но не совсем понятно, зачем в системе безопасности небольшого отеля нужны мегапиксельные камеры. Место проникновения потенциального нарушителя практически единственное - центральный вход (предполагается, что окна защищены средствами охранной сигнализации). На входе и у стойки регистрации (Reception) можно дополнительно поставить узкоугольные камеры для идентификации лиц. Даже если есть большое открытое пространство (атриум, например) с точки зрения безопасности важнее наличие и количество людей и вряд ли необходима идентификация.
2. Другой объект, который можно рассмотреть, это большой или очень большой торгово-развлекательный центр или торговый пассаж.
На таком объекте обязательно присутствуют большие, открытые для обозрения, хорошо освещённые, густонаселённые пространства. Для их обзора оптимальны, конечно, мегапиксельные камеры.
Причём целесообразны именно IP-камеры. С их помощью можно будет решать, кроме некоторых задач обеспечения безопасности объекта, также маркетологические (например, оценка числа посетителей и скорости их движения в различных зонах) и рекламные задачи. Если, например, открыть широкий доступ в Интернете к адресам камер, то потенциальные покупатели смогут ознакомиться с обстановкой, как сейчас смотрят пробки на дорогах. В то же время существуют участки, например склады, где аналоговой камеры стандартного разрешения вполне достаточно.
3. И третий объект, к безопасности на котором предъявляются совершенно особые требования, это крупный промышленный объект повышенной опасности, такой, как атомная электростанция, нефтеперерабатывающий завод, предприятие основной химии и т.д.
Такие объекты имеют большую территорию, протяжённый периметр, огромное число помещений и глубоко эшелонированные и сложно структурированные службы безопасности, и технические системы их обеспечения.
На таком объекте должны быть установлены многие сотни видеокамер, тематически объединённые в различные группы. Например, группа защиты периметра. Или группа безопасности железнодорожного узла предприятия.
Особенно острым вопросом являются требования к персоналу, который должен смотреть в мониторы систем охранного телевидения. Эти требования сходны с требованиями к авиадиспетчерам. Этот персонал проходит жёсткий медико-психологический контроль и не менее шести месяцев обучается и тренируется. Если теоретически допустить, что все камеры такого объекта заменены на IP, весь персонал надо заменить на специалистов, которые смогут прописывать IP адреса, маски подсетей, открывать и закрывать порты или нанять с улицы ещё несколько десятков системных администраторов для обслуживания отдельной IP сети безопасности и охранного телевидения.
Из соображений пропускных способностей сетей и глобальной безопасности это должна быть именно отдельная сеть, отличная от сети технологов и сети администрации предприятия. И системные администраторы, и секьюрити могут иметь различные IQ, но это определённо разные специалисты, которые друг друга никак заменить не могут. Сисадмины своими злонамеренными или разгильдяйскими действиями могут нанести вред безопасности предприятия не меньший, чем секьюрити.
На крупном объекте обязательно есть зоны наблюдения, где использование мегапиксельных камер весьма целесообразно. Например, в главном диспетчерском зале. Однако использование IP может быть рискованным из-за потенциальной возможности попадания этой закрытой информации в чужие руки.
ЧТО ДАЛЬШЕ?
Нынешнее почти младенческое состояние HD охранного телевидения налагает ограничения на длину коаксиального кабеля от видеокамеры до ядра системы, но на ответственном объекте, где расстояния могут быть очень большими, вполне можно организовать промежуточное усиление. Кроме того, по мере развития HD логично ожидать появление возможности передачи цифрового телевизионного сигнала без сжатия через другие среды, например через оптоволокно. С точки зрения системной безопасности предпочтительнее передавать важную информацию point to point. Кроме того, передача несжатого видеоизображения к ядру системы позволит использовать постоянно усовершенствующиеся алгоритмы видеоаналитики именно в ядре, что увеличит срок жизни видеокамер.
Итогом всех приведённых рассуждений должен стать ответ на вопрос: "Когда количество IP камер на объектах достигнет 100%?"
Ответ однозначный - НИКОГДА. Так же, как появление Интернета не отменило кинематограф, а появление телевидения - театр. В телевидении мы уже никогда не вернёмся к системам механической развёртки (диск Нипкова). А в кинематографе появляются широкоформатность, стереоскопия (она же 3D) Dolby и т.д.
Аналогично:
- к аналоговым охранным камерам без внутреннего цифрового процессора уже не вернёмся.
- IP камеры безусловно будут активно развиваться, хотя вероятно, что в ближайшие год - два темпы несколько снизятся.
- Процент продаж аналоговых камер снизится, но спрос на них сохранится в связи с необходимостью поддержания имеющихся объектов и создания некоторого количества небольших новых.
- В ближайшие годы обязательно появятся новые или усовершенствуются старые технологи и появятся новые устройства, отличающиеся как от старых аналоговых камер, так и от тех, которые сегодня называются IP.
Автор: Антокольский Л.М. - Главный инженер ООО «Аквилон-А Системы Безопасности»