 Стандарт HD (high definition – высокое разрешение) имеет несомненное преимущество перед стандартом SD (standard definition – стандартное разрешение), однако, даже несмотря на достаточно длительный период популяризации HD, остаются факторы, снижающие общее качество таких систем видеонаблюдения. Существуют, например, такие проблемы, как передача и хранение информации, но при достаточном финансировании их можно легко решить. Что касается управления и визуализации, то дела здесь обстоят несколько иначе: производителям еще придется потрудиться над оптимизацией программного и аппаратного обеспечения, чтобы добиться повышения визуального качества и улучшения функциональной совместимости оборудования.
«Новейшие видеосистемы на основе IP-технологий независимо от их разрешающей способности имеют множество полезных функций. При этом для удовлетворения требований потребителя необходимы глубокие познания в сфере техники и бизнес-операций, – считает Мриналини Лакшминараян (Mrinalini Lakshminarayan), специалист по стратегическому планированию видеорешений компании Motorola Solutions. – Кроме того, в составе данных систем есть множество различных компонентов (разнообразных камер, VMS, сетей), и это может привести к более сложным проблемам совместимости. Даже заявления о полном соответствии стандартам могут оказаться не совсем верными. При обеспечении надлежащей работы системы решающее значение имеет изучение мельчайших деталей и фактов, не указанных в спецификации».
«Потребители и специалисты-интеграторы должны быть осторожны при проектировании систем с использованием этой продукции, – продолжает Лакшминараян. – Крайне важен также открытый и гибкий дизайн систем. Спецификация поставщика и маркетинговые лозунги в данном случае могут ввести в заблуждение. Проектирование и реализация систем, основанные главным образом на спецификации поставщика, могут вызывать определенные трудности, за исключением случаев, когда система в целом строится в соответствии с требованиями к общим условиям эксплуатации, программной среды и задачами потребителя».
Более того, по словам Марка Уилсона (Mark Wilson), вице-президента отдела маркетинга компании Infinova, параллельное развитие аналоговых и цифровых систем вызывает ряд проблем, таких как пропускная способность канала, хранение, поиск данных и вывод изображения на экран. «Следует принимать во внимание, – отмечает Уилсон, – различное применение и назначение видеоархивов, различные места для хранения изображений, огромное количество способов хранения, а также вопросы, связанные с бизнесом и операциями, выполняемыми такими системами».
Перегрузка системы
В современных системах виртуальной памяти (VMS) и видеокамерах используется технология сжатия видеоданных H.264, что позволяет им обрабатывать множественные потоки данных от оборудования с мегапиксельным разрешением и выполнять внутриплатный анализ видео. Очень часто поставщики рекламируют именно эти характеристики систем.
Вместе с тем, как поясняет Мриналини Лакшминараян, сетевые камеры, по сути, представляют собой небольшие устройства, которые можно сравнить с компьютерами. При наличии большого количества приложений, использующих доступные ресурсы, система начинает работать медленнее и становится неустойчивой, что в конечном счете приводит к ее сбою. В сетевых камерах используются микросхемы, сходные с компьютерными, либо ускорители видеоизображения, и работают они аналогичным образом. «В частности, следует быть особо осторожным при использовании потоков и анализа видеоданных мегапиксельного разрешения, поскольку оба указанных компонента могут потреблять огромное количество ресурсов и значительно снижают фактическую эффективность по сравнению с заявленными в рекламе», – добавляет она.
Как утверждает Йохан Полссон (Johan Paulsson), технический директор компании Axis Communications, превосходное качество видеоизображения частично достигается за счет использования усовершенствованных датчиков изображений, повышенной частоты кадров и более эффективной работы в условиях плохой освещенности. Для реализации таких достижений требуется наращивание мощности обработки данных, поскольку такой функционал нагружает аппаратные компоненты: канал передачи изображения, преобразователь масштаба, средства кодирования и сетевой связи.
Значимость аналитики
«Выполнение анализа видеоданных внутри цифрового видеорегистратора (DVR) – удовольствие недешевое, но весьма перспективное», – считает Мриналини Лакшминараян. При этом она предостерегает, что стоимость систем повышается независимо от места установки аналитического блока – на плате видеокамеры или в системе. Помимо учета количества каналов и типов анализа видеоданных для предотвращения бесполезного расходования ресурсов как с финансовой, так и с системной точки зрения еще более важное значение приобретают требования потребителя.
По словам Лакшминараян, анализ видеоданных требует вычислительной мощности, а, возможно, и видео с двойным потоком, что ограничивает количество поддерживаемых сетевых камер. Чем больше задействованы используемые видеокамеры, тем в меньшей степени ими может управлять оператор. Сетевые камеры позволяют пересылать множество потоков, использовать разнообразные кодеки и выполнять различные функции анализа видеоданных. Но для выполнения аналитической обработки по-прежнему требуется дополнительная обработка на сервере, что необходимо учитывать на этапе проектирования и реализации систем.
Сложность выполнения поставленной задачи зависит от средств, предусматриваемых используемой продукцией. Возможности видеокамер и гибридных DVR определяются средствами, предусмотренными производителем. В большинстве случаев таких средств немного либо они отсутствуют вообще. В случае IP-систем видеонаблюдения, даже если в состав программного обеспечения не входят необходимые средства, пользователь все же может использовать стандартные приложения для текущего контроля, предусмотренные для операционной системы.
Характеристика системы
Лакшминараян предупреждает, что одним из наиболее привлекательных рекламных тезисов в пользу программного обеспечения является возможность значительно расширить количество видеокамер, на которые производится запись через определенный сервер. Однако такая гибкость порождает и дополнительные сложности.
«Для вывода системы на заявленный уровень требуется настройка ее конфигурации, – отмечает специалист компании Motorola Solutions, – калибровка и регулярное техническое обслуживание. Поставщики часто заявляют о возможности использования в процессе записи сотен видеокамер на каждый сервер, подразумевая при этом, как правило, SD-камеры формата MPEG-4 и лишь функцию обнаружения движения. Если же речь идет о многомегапиксельных камерах, кодеках H.264 и анализе видеоданных, число видеокамер на каждый сервер значительно снижается».
По словам Лакшминараян, для систем видеонаблюдения характерны следующие основные функциональные проблемы:
– пропуск кадров. Даже при частоте 15 кадров в секунду видеокамера способна пересылать лишь 8 кадров в секунду, а записывающее устройство может выполнять запись со скоростью 7 кадров в секунду. Сеть может оказаться не рассчитанной на решение проблем, связанных с неустойчивостью «картинки» и задержкой, запаздыванием изображения. Мощности компьютера и видеопроцессора могут быть ниже необходимых для обработки данных.
Указанные факторы могут стать причиной генерирования ложных сигналов тревоги от узлов анализа видеоданных, которые будут раздражать пользователей и вынудят их игнорировать такие сигналы или вообще отключить видеосистему;
– отсутствие отклика со стороны системы. Из-за сетевых проблем или проблем с обработкой данных на сервере запоминающее/записывающее устройство или видеокамера могут работать очень медленно или перестают реагировать на команды. В результате происходит полный отказ системы или возникает необходимость ее перезагрузки вручную. Если на этапе проектирования не были предусмотрены такие характеристики системы, как надежность, избыточность и отказоустойчивость, то за время простоя отказавшей системы может быть потерян значительный объем данных.
Многолетний опыт работы в сфере информационных технологий показывает, что отказ может произойти в любой системе. «Ключом к решению данных проблем является тщательное проектирование с использованием передовых технологий и внедрение стандарта TCO в архитектуру системы. Важно, чтобы разработчик архитектуры знал о подводных камнях и разбирался в совместимости систем», – подчеркивает Лакшминараян.
Недостатки сетей
Как утверждает Крейг Хоуи (Craig Howie), коммерческий директор компании Visimetrics, основными слабыми местами HD-систем является пропускная способность сети и необходимый объем памяти: «Более высокая разрешающая способность наряду с высокой скоростью передачи кадров (битов) в секунду, потенциально низкая степень сжатия и, вероятно, множество потоков от каждой видеокамеры могут значительно повлиять на пропускную способность сети, объем памяти и качество визуализации». При более высоких показателях пропускной способности главным элементом в процессе разработки проекта становится конфигурация или архитектура сети.
Пропускная способность, требуемая для передачи видео стандарта HD, как правило, в несколько раз превышает пропускную способность, необходимую для видео стандарта SD. Так считает Ксианг-Кун Йинг (Xiang-Qun Ying), начальник отдела разработки IP-видеокамер компании Hikvision Digital Technology: «Например, устойчивость и плавность изображения в формате 4-CIF обеспечивается при 1,5 Мбит/с, тогда как для обеспечения четкости изображения от двухмегапиксельной HD-видеокамеры скорость передачи данных должна составлять более 4 Мбит/с, в связи с чем крайне важное значение имеет пропускная способность и объем памяти». Если система небольшая, то проблемы возникать не должны, однако если требуется большое количество каналов, то для разработки и эксплуатации сети необходимо привлекать квалифицированных технических специалистов.
В сетевых видеокамерах стандарта HD используется, как правило, режим 720p или 1080p. Практика показывает, что для приемлемой передачи потока данных от данных видеокамер пропускная способность сети должна составлять от 2 до 8 Мбит/сек. Если в систему входит несколько сотен видеокамер, во избежание функциональных неисправностей при передаче огромного объема данных потребуется хорошо спроектированная сеть.
Как утверждает Хоуи, независимо от того, кто является производителем оборудования, наиболее перегруженная точка сети (применительно к использованию канала HD-системы по пропускной способности) находится между камерами и сетевым видеорегистратором: «По этой причине архитектуру системы необходимо всегда разрабатывать с использованием технологии распределенного хранения, при которой системы хранения данных находятся относительно недалеко от видеокамер, благодаря чему обеспечивается минимальная перегрузка сети, а транзитные участки располагаются на достаточно большом расстоянии от ядра сети».
Кроме того, стоимость оптоволокна непрерывно снижается. Создание локальной сети с пропускной способностью несколько гигабит в секунду, состоящей исключительно из оптического волокна, теперь намного реалистичнее, чем несколько лет назад. По мере неуклонного и быстрого совершенствования технологии передачи данных проблемы, связанные с пропускной способностью сетей, будут терять свою остроту.
Хранение данных
Постепенное внедрение систем видеонаблюдения на основе IP-технологии и переход к видеокамерам с высокой разрешающей способностью означает повышение требований к хранению данных в сфере безопасности и сбора данных в сфере бизнеса. По прогнозам компании Frost & Sullivan, данный рынок расширится с 3,1 млн в 2010 г. до 1,1 млн к 2016 г. При этих расчетах учитывались потребности в технологиях DAS (Directly Attached Storage – локальное хранение данных), NAS (Network Attached Storage – сетевое хранение данных) и SAN (Storage Area Network – система с архитектурой сервера – хранилища данных).
Специалисты Frost & Sullivan считают, что «информационные и телекоммуникационные системы хранения, используемые в сфере обеспечения физической безопасности, требуют усовершенствования, в связи с чем ведущие поставщики IT-услуг модифицируют существующие IT-системы в масштабе предприятия с учетом требований к физической безопасности. Поскольку конечные пользователи повышают свою осведомленность о таких системах IT-хранения, а поставщики проводят более глубокий анализ для удовлетворения конкретных нужд в сфере обеспечения безопасности, к концу прогнозного периода, вероятно, будет наблюдаться значительный рост таких решений».
Тем не менее наводнение, произошедшее недавно в Таиланде, где производится 40% мирового объема жестких дисков, привело к спаду объема мирового производства. Согласно Bloomberg News из-за наводнения средняя цена на диски уже возросла примерно на 20%. Стефен Лучо (Stephen Luczo), президент компании Seagate Technology, в подготовленном отчете утверждает, что для возврата к уровню объема производства до наводнения понадобится около года.
Совместимость и реализация системы
Как подчеркивает Лакшминараян, видеотехнологии развиваются в направлении от патентованных решений к решениям, основанным на стандартах: «Существует множество факторов, которые заставляют производителей соблюдать требования стандартов или публиковать данные об интерфейсах прикладного программирования (API), подтверждающие, что производимая продукция совместима с существующими многофункциональными системами. Технология mix-and-match («комбинируй и сочетай») становится чрезвычайно популярной, поскольку такие видеосистемы все больше соответствуют задачам и требованиям бизнеса».
Однако несмотря на прогнозируемую совместимость некоторых технологий – ONVIF, PSIA и HD-SDI, по поводу действительно открытых систем такие прогнозы строить еще рано. Даже интерфейс HD-SDI, который должен обеспечивать истинный режим работы plug-and-play («подключи и работай») и простоту аналоговых решений, не совместим с брендами, представленными в сентябрьском выпуске журнала a&s International за 2011 г.
Вместе с тем текущие стандарты, которые непрерывно совершенствуются, действительно гарантируют определенный уровень совместимости. Если потребители ориентированы на требования стандартов, то вероятность будущих компромиссных решений для них снижается. Так утверждает, например, Марк Уилсон из компании Infinova. Информацию о поставщиках, продукция которых удовлетворяет требованиям таких стандартов, можно найти на соответствующих веб-сайтах различных организаций.
По словам Йинга, на пути окончательного внедрения стандарта HD в системы видеонаблюдения, используемые в сфере обеспечения безопасности, необходимо преодолеть немало препятствий. К ним относятся психологические факторы, а также исключительно практические проблемы: «Для установки аналоговых систем видеонаблюдения типа plug-and-play требуются физические усилия. При этом простая на первый взгляд настройка IP-адресов и выбор программных GUI-интерфейсов требуют значительных технических навыков, которыми на данный момент обладает далеко не каждый монтажник систем безопасности».
Источник: www.asmag.com
|
