Автор: Николай ЧУРА, технический консультант, ООО «Фирма Видеоскан»

Неужели еще один формат?

В наши дни можно почти с ностальгией вспоминать ситуацию в видеонаблюдении 90-х и 2000-х гг. Все работали в жестко стандартизированном формате CCIR/PAL, а редкие случайно залетевшие образцы NTSC/EIA не были в состоянии испортить полную взаимозаменяемость и совместимость всего оборудования. Сейчас наблюдается сумасшедшее разночтение в базовых характеристиках телекамер даже единого стандарта PAL, имеющих типовые CCD. Разрешение, и не для формата 960Н, смело варьируется от 500 до 800 ТВЛ. Чувствительность или минимальная освещенность достигает даже стотысячных долей люкса. В довершение сумбура в заявленных характеристиках постоянно расширяется ассортимент оборудования и форматов, не работающих в единой системе. Конечно, при помощи мультимедийных методов в гибридной цифровой системе можно использовать самые разные форматы. Но совместная работоспособность оборудования часто становится проблематичной. Сплошь и рядом даже в IP-системе с мультимедийными принципами и при заявленной поддержке условного стандарта ONVIF трудно добиться устойчивой работоспособности оборудования разных производителей.
Достаточно жесткий стандарт SMPTE 292М, ориентированный на вещательное телевидение, как ни странно, не гарантирует совместную работу камер и регистраторов HD-SDI. Возможно, это происходит потому, что оборудование для видеонаблюдения и профессионального телевидения сильно отличается. Для полного счастья добавилось еще три не совместимых аналоговых варианта HD-видеонаблюдения: AHD от NextChip, CVI от Dahua и TVI от Hikvision. Пока разработчики увлеченно исполняют «скандал в благородном семействе», для пользователя существенно сужается выбор оборудования, а соответственно, увеличивается его стоимость. Собственно, сами по себе мегапиксельные телекамеры HD-форматов в IP, HD-SDI и в аналоговых системах HD-видео практически аналогичны и отличаются только способом передачи изображения. Некоторые отличия, обусловленные особенностью функционирования, имеют только IP-телекамеры. Более высокая «интелектуальность», которая в минимальном варианте предполагает обязательный детектор движения и наличие средств для сжатия изображения, зачастую многопотокового, а также встроенного буфера памяти, обусловлена стремлением всемерно уменьшать трафик в цифровой сети.
До настоящего времени системой с наиболее качественным изображением можно считать HD-SDI. Она основана на цифровой передаче несжатого изображения форматов HD или Full HD. Стандарт передачи SMPTE 292M позаимствован из профессионального студийного телевидения, где качество изображения является самым важным. Непрерывный видеопоток с битрейтом около 1,5 Гбит и несущей частотой около 750 МГц транслируется по коаксиальным кабелям класса RG59 или предпочтительней RG6 длиной до 100–130 м. Естественно, возможна передача по витой паре, но на значительно меньшее расстояние (30–40м) и по оптоволокну, но за значительно большие деньги. В результате стоимость системы получается достаточно большой. Этому способствуют и тяжелые лицензионные проблемы, защищающие профессиональную отрасль. Основной лозунг, под которым внедрялись эти системы, – использование кабельных структур существующих систем видеонаблюдения. К сожалению, для нашей страны этот лозунг оказался практически невыполним. Причиной этого явилась исключительная «смелость и изобретательность» инсталяторов, применявших для аналоговых систем суррогатные кабели до экранированных проводов включительно.
В ответ на вялое развитие этого сегмента видеонаблюдения сейчас рынку предложена новая технология передачи несжатого цифрового сигнала SDI. Можно рассматривать это как некий альтернативный ответ аналоговым вариантам HD-CVI, HD-TVI и AHD. Пока создатели аналоговых форматов сцепились в смертельной схватке за господство на рынке, техническая мысль не спит и предлагает варианты.

Итак, формат передачи сигнала SDI с преобразованием «без искажений» из потока 1,5 Гбит/с в поток 270 Мбит/с позволил существенно увеличить дальность передачи по тому же коаксиальному кабелю. Соответственно, и по линиям более низкого качества передача упрощается. Этот метод, а с ним и наименование подобных входов и выходов оборудования получили наименование EX-SDI или HD-VLC в зависимости от разработчика и производителя. В настоящее время, кроме отдельных преобразователей этих форматов, уже появились соответствующие телекамеры и регистраторы с такими входами-выходами.
Практически для трансляции используется последовательный цифровой интерфейс стандарта SMPTE 259M, применяемый в телевидении для передачи цифрового изображения 480i или 578i типового телевидения SD с горизонтальным разрешением 720 pix. Чтобы уменьшить поток почти в 5 раз, естественно, приходится применять сжатие. Для сжатия используется так называемый кодек без искажений на основе JPEG. По распространенной формализованной метрике качества кодеков отношение пикового значения сигнала к шуму PSNR здесь не менее 40 дБ. Это является хорошим показателем качества, практически гарантирующим визуальное отсутствие искажений. Правда, зачастую субъективное впечатление о качестве изображения может несколько отличаться от измерений.

Исходя из ограничения преобразуемого потока возможна передача телевизионных форматов 720р/50,60 к/с;1080р/25/30 к/с. Для некоторых моделей возможна передача и потока 2,97 Гбит/с для формата Full HD с повышенными кадровыми частотами 50 и 60 к/с. Во всяком случае базовый чип EN331A, применяемый в подобном оборудовании, этот формат поддерживает.
>Подобный метод передачи проверялся на оборудовании южнокорейской компании SeeEyes, специализирующейся на устройствах для передачи сигналов. Использовались передатчик (Transmitter) SC-HLT01B (фото 1) и приемник (Raceiver) SC-HLR01B (фото 2). Преобразователи имеют достаточно компактные размеры и могут подключаться непосредственно к выходам камер и входам регистратора HD-SDI. Питание преобразователей – от 12 В постоянного тока. В качестве телекамеры использовалась профессиональная HD-SDI камера Kowa SC200PK1C 2/3” CMOS 2MP с 5 мегапиксельным объективом того же производителя.

Изображение выводилось на LCD Full HD монитор, через преобразователь форматов также компании SeeEyes. В качестве объекта наблюдения использовались просто офисная обстановка, полиграфические материалы и популярная телевизионная таблица CCTV Labs, показанная на фото 3. Освещенность таблицы обеспечивалась около 2000 лк с цветовой температурой 4000 К.
На статичных и слабодинамичных объектах видимых искажений изображения не обнаружено. Оценка горизонтального разрешения (для значения, приведенного к вертикали кадра 4:3) дает значение 800–850 ТВЛ. Пересчет к действительному значению горизонтального разрешения Full HD для кадра 16:9 дает величины (1066–1133)х 1,33 = 1418–1507 ТВЛ, хорошо согласующиеся с теоретическим значением – 1920 х Кф = 1440 ТВЛ. На фото 4 приведен фрагмент изображения таблицы, снятой с экрана монитора.
Испытания с линией коаксиального кабеля РК75-4-361 с дискретно изменяемой длиной показали достаточно уверенную передачу при длине кабеля до 600–620 м. При 650 м возникают срывы синхронизации и потеря изображения. Характер передачи аналогичен формату SDI, т. е. изображение не изменяется по качеству до момента срыва синхронизации, когда просто пропадает. Этим предлагаемый формат EX-SDI (HD-VLC), как и базовый SDI, отличается от аналоговых вариантов HD-CVI, HD-TVI и AHD с плавным ухудшением четкости и цветопередачи по мере роста дальности.
Применение подобного оборудования позволяет надеяться на применение камер HD-SDI в старых системах CCTV с кабельными линиями не очень высокого качества.



Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru