Функции и сетевые интерфейсы видеокамер

В технической документации можно встретить обозначения PoE, IP, IK, H.265, Alarm I/O, аудиовход, видеоаналитика. Разберём в этой статье данные параметры:

1. Питание;

2. Защита корпуса;

3. Встроенный и внешний микрофон;

4. Видеокодеки;

5. Битрейт;

6. Тревожные входы и выходы;

7. Встроенная аналитика.

 1. Питание

Для камеры необходимо не только передать данные, но и обеспечить питание. Питается видеокамеры может осуществляется двумя способами: с помощью технологии PoE и с помощью источника питания 12 В.

На практике один из самых удобных вариантов — PoE, когда питание и данные передаются по одному UTP кабелю. Такой способ упрощает монтаж и экономит бюджет проекта.

Если питание осуществляется по технологии PoE в характеристиках пишут:

• IEEE 802.3af;

• IEEE 802.3at;

• IEEE 802.3bt.

Это аббревиатура обозначает технологию по потреблению камеры. IEEE 802.3af потребление до 15,4 Вт. Технология IEEE 802.3at позволяет потреблять до 30 Вт. А маркировка IEEE 802.3bt обеспечивает мощность до 90 Вт.

В характеристиках камеры обычно указывают потребляемую мощность и максимальную. Необходимо ориентироваться на максимальную, так как ночью может включаться ИК-подсветка и другие элементы.

Для проектировщика это означает, что камеру можно запитать по сетевому кабелю при использовании коммутатора с PoE бюджетом.

Следующим способом питания камеры является питание от источника питания 12В и в характеристиках пишут:

• DC 12 В

В этом случае это означает, что камеру можно запитать от источник постоянного тока номиналом 12В.

 2. Защита корпуса

При выборе оборудования проектировщик встречает в характеристиках обозначение класса защиты:

• IP66;

• IP67.

Это аббревиатура означает защиту оболочки от проникновения пыли и воды. Для этого используют две цифры.

Первая цифра обозначает защиту от твёрдых посторонних частиц и доступа к опасным частям.

Вторая цифра характеризует защиту от воды.

Следующим параметром защиты корпуса является противоударность. Она характеризует устойчивость оболочки камеры к механическому воздействию. Обычно встречаются значения от IK08 до IK10. Обозначается следующем способом:

• IK10

Но значение IK10 не является обязательным требованием для каждой камеры. Такой параметр необходим, когда существует реальный риск для камеры. Например:

• камеры на небольшой высоте;

• проходы и входные группы;

• общественные места;

• паркинги;

• промышленные зоны;

• места, где возможно воздействие инструмента, оборудования или других предметов;

• объекты с повышенными требованиями к защите от вандализма.

Если камера установлена на большой высоте, за ограждением или в защищенном месте. В этом случае не смысла ставить камеру с индексом IK10.

При этом IK и IP решают разные задачи:

IP — защита от проникновения пыли и воды;

IK — защита от механического воздействия.

Поэтому камера может иметь, например, высокий IP, но не иметь IK10 — и это не означает, что она неправильно выбрана. Нужно оценивать, от каких воздействий ее необходимо защищать именно в данной точке установки.

3. Встроенный и внешний микрофон

Если на объекте требуется не только видеонаблюдение, но и слышать происходящее, то необходимо определить какой способ организации аудио подходит для конкретной сцены.

В камерах встречаются два основных варианта:

• Встроенный микрофон;

• Внешний микрофон.

Встроенный микрофон находится непосредственно в корпусе камеры. Это решение не требует отдельно устанавливать микрофон и прокладывать к нему кабель. Такой вариант подойдет для зоны, которая находится рядом с камерой и не предъявляются высокие требования к звукозаписи.

Но при таком варианте следует помнить, что микрофон слышит не только объект наблюдения, но и окружающий его звуковой фон. Поэтому большое расстояние до источника звука, шум вентиляции или шум других людей может существенно ухудшить результат.

Внешний микрофон подключается к камере через соответствующий аудиовход. Такой вариант даёт больше возможностей при проектировании. Камеру и микрофон можно разместить на расстоянии под разные задачи.

Например, камера может быть установлена на большой высоте для лучшего обзора помещения, а микрофон максимально близко к зоне нахождения людей. Такой вариант актуален, когда необходимо слышать конкретную зоны, на месте установки камеры высокий уровень фонового шума и требуется микрофон под конкретные условия.

Перед проектированием камеры с внутренним или внешним микрофоном необходимо ответить на следующие вопросы:

• Что нужно слышать?

• Где находится источник звука?

• Расстояние до него?

• Какой уровень фонового шума?

• Есть место установки микрофона?

Например, если камера установлена над дверью на высоте несколько метров, а задача — контролировать разговор непосредственно у стойки, встроенный микрофон камеры может оказаться не самым удачным решением. Внешний микрофон можно расположить ближе к зоне разговора.

При этом необходимо проверить не только наличие аудиовхода на камере, но и поддержку подключения внешнего микрофона, тип входа и совместимость с системой записи.

Еще важный момент: если аудио является частью системы, необходимо заранее определить, должна ли камера только передавать звук, или система должна также записывать его в архив. Это влияет на требования к камере, видеорегистратору/серверу и настройкам записи.

Так как если камера оснащена микрофоном или подключена к внешнему аудиоустройству, то необходимо учитывать аудиокодек. Его задача сжать аудиосигнал для передачи и хранения.

В системах видеонаблюдения часто можно встретить следующие кодеки - G.711, G.726 и AAC. Различаются они по способу кодирования, качеству звука, битрейте и совместимости с оборудованием.

При проектировании главное проверить три параметра:

• Поддерживает ли камера нужный аудиокодек?

• Поддерживает ли его видеорегистратор или сервер?

• Поддерживает ли его клиентское ПО?

При этом не стоит выбирать аудиокодек по принципу – лучшее качество. Высокое качество накладывает большой поток данных, а главное преимущество конкретного кодека может заключаться именно в его совместимости с используемым оборудованием.

4. Видеокодеки

Видеокамера при съемке формирует видеопоток, который необходимо передать по сети и сохранить в архиве. Для экономии трафика передачи используют видеокодек.

В характеристиках камеры чаще всего указывают кодеки H.264 и H.265, а иногда MJPEG.

H.264 – широко распространенный видеокодек с хорошей совместимостью с различным оборудованием и ПО. Его выбирают, когда необходимо совместить новую систему видеонаблюдения с существующей. К его преимуществам можно отнести хорошую совместимость с видеорегистраторами и предсказуемость в работе.

Главный минус данного кодека - при сопоставимом качестве изображения кодек обычно требует больше битрейта, чем H.265.

H.265 – более современный кодек по сравнению H.264. При одинаковом качестве изображения он позволяет снизить битрейт и поток передаваемых данных.

Это актуально при высоких требованиях к системе видеонаблюдения:

• много камер;

• высокое разрешение;

• большой архив;

• ограниченность пропускной способности сети.

Но нельзя по умолчанию использовать кодек H.265. Перед его назначением следует проверить поддерживает ли его вся система видеонаблюдения: от видеорегистратора до клиентского ПО.

Следующим встречающимся кодеком является MJPEG. Принцип работы существенно отличается от двух предыдущих. Он осуществляет простую обработку отдельных кадров, что приводит к значительно большему объему данных. Поэтому его используют все реже и реже в системе видеонаблюдения.

Перед выбором кодека в проект необходимо определить требования всей системы.

Для новой системы с большим количеством камер и высоким разрешением логично применить кодек - H.265.

А если планируется модернизация существующей системы, то сначала необходимо проверить совместимость кодеков с существующим оборудованием.

5. Битрейт

Битрейт – объём данных, который передаётся за единицу времени. Обычно он измеряется в кбит/с или Мбит/с.

В характеристиках его измеряют в Мбит/с:

• 4 Мбит/с.

Чем выше битрейт, тем больше объем данных идет от камеры на сервер. При этом слишком низкий битрейт влияет на потерю деталей, появлению артефактов сжатия. Особенно это заметно в сценах с активным движением.

Битрейт зависит от:

• разрешения;

• FPS;

• кодека;

• сложности сцены;

• качества картинки.

Существуют два режима управления битрейтом:

CBR – постоянный битрейт, который позволяет более предсказуемо планировать сетевую нагрузку.

VBR – переменный битрейт, который меняется в зависимости от сложности сцены и заданных параметров сцены.

При проектировании необходимо учитывать как среднею, так и пиковую нагрузку, а также число одновременно передаваемых потоков.

Например, если камера передаёт поток со скоростью 4 Мбит/с, то десять таких камер создают суммарный поток Мбит/с. И это без учёта служебного трафика и дополнительных потоков.

6. Тревожные входы и выходы

Некоторые видеокамеры имеют тревожные входы и выходы (Alarm I/O). Они позволяют объединить камеру с внешними устройствами на объекте.

Принцип их работы прост:

Тревожный вход - камера получает сигнал от внешнего устройства.

Тревожный выход - камера передает управляющий сигнал внешнему устройству.

Рассмотрим их по подробнее

К тревожному входу камеры можно подключить внешнее устройство, которое выдаёт сигнал события.  Например:

• геркон на двери;

• кнопка тревоги;

• датчик движения;

• охранный извещатель

• другие датчики.

Например, камера наблюдает за дверью склада. При открытии двери геркон выдаёт сигнал на тревожный вход камеры. Камера начинает запись происходящего и фиксирует кто прошел через дверь.

Тревожный выход работает по обратному принципу. Камера выдаёт сигнал внешнему устройству. При определенном событии камеры может управлять:

• оповещателем;

• шлагбаумом;

• другим оборудованием.

Например, камера обнаружила пересечение охранной линии и через тревожный выход передала сигнал на звуковой оповещатель для оповещения нарушителя.

Но здесь есть важный момент. Перед подключением необходимо проверить тип выхода и электрические параметры подключения. Тревожный выход камеры не всегда предназначен для питания внешнего устройства. Он используется как управляющий контакт, а исполнительное устройство запитывается отдельно.

Сведем вышесказанное в таблицу:

Задача	Какой тип требуется
Контроль открытия двери	Тревожный вход
Получение сигнала от внешнего датчика	Тревожный вход
Запуск записи по внешнему событию	Тревожный вход
Передача сигнала на внешнее устройство	Тревожный выход
Оповещение по событию	Тревожный выход
Стандартное видеонаблюдение	Не требуется

7. Встроенная аналитика

Практически все современные видеокамеры оснащены встроенной видеоаналитикой. Список аналитик огромен:

• пересечение линии;

• вторжение в зону;

• обнаружение человека;

• обнаружение автомобиля;

• классификацию объектов;

• подсчёт людей;

• распознавание номеров;

• другие функции.

Но наличие аналитики на борту камеры автоматически не означает, что она будет эффективно работать в любой точки установки камеры.

Для каждой видеоаналитики требуются определенные условия и применять камеру с аналитикой на борту без учета геометрии сцены бессмысленно.

Заключение

Все вышеперечисленные параметры видеокамеры работают совместно и влияют друг на друга. Высокое разрешение не компенсирует неправильно выбранный объектив. Хорошая светочувствительность не гарантирует чёткость движущегося объекта при слишком длинной выдержке. Широкий угол обзора не обеспечивает детализацию удалённой зоны. Поэтому при выборе камеры необходимо исходить из задач, которые стоят перед системой видеонаблюдения.

В следующей статье мы перейдем от отдельной камеры к плану объекта и разберём «Как определить количество камер и проверить места их установки?».

К списку статей