Данная статья - не научная работа и не личное мнение на тему цифровых систем видеонаблюдения, а попытка установить некоторые ориентиры на быстро растущем рынке видеонаблюдения. Время не стоит на месте, к счастью для одних и к несчастью для других[1], уже полтора десятка лет прошло с тех пор, как появились первые устройства для цифровой записи видео в охранных целях. Попробуем навести порядок в терминологии и выработать простые правила, которые помогут нам не ошибиться в выборе системы видеонаблюдения.

Классификация

Сейчас мы рассматриваем то, что обычно объединяют под понятием "цифровые системы видеонаблюдения" (ЦСВН), или, в зарубежной терминологии, DVR (Digital Video Recorder - цифровое записывающее устройство). В отличие от иностранцев, мы говорим о системах наблюдения, а не регистрации, подразумевая, что функцией записи (регистрации) обладает любая ЦСВН. За рубежом существует разнообразная терминология, но, конечно, наиболее распространены следующие понятия:

DVR - в основном под этой аббревиатурой понимают PC- и non-PC-устройства, в первом случае чаще употребляют термин DVR card, подразумевая платы как компонент для построения PC-системы.

IP-video - система, построенная на базе IP- или LAN-видеокамер или серверов (конвертеров). В данном определении не отражен момент наличия/отсутствия таких опций, как ПО для записи, хотя, по умолчанию, обычно считают, что эта и некоторые другии опции в системе есть.

Данная классификация не является единственно возможной. Так, исходя из способа построения системы и ее исполнения, все ЦСВН можно подразделить на три категории. Это:

ЦСВН, построенные с помощью плат оцифровки и/или компрессии видео на базе персональных, промышленных или специализированных компьютеров, с применением многофункциональных процессоров Intel и AMD и ОС Windows или Linux в любых их вариациях.

ЦСВН на базе так называемых некомпьютерных (non-PC) платформ. Само собой, в них тоже есть процессор и, возможно, даже какая-то операционная система (например, NiOS - ОС для встраиваемых систем или Embedded Linux). Но по большей части это законченные устройства, не имеющие возможности модернизации ни по процессору, ни по количеству каналов, редко имеющие возможность обновления внутренних микропрограмм в широком смысле.

Третье направление, возможно, является подклассом первого, однако я выношу его в отдельный раздел. Речь идет о IP-видеонаблюдении[2]. Такие системы, как и в первом случае, строятся обязательно с использованием ПК (хотя для архивации можно обойтись и без компьютера, производя запись на сетевой диск (NAS), но просматривать записанное все равно придется через ПК). Однако в отличие от PC-систем, те схемы, которые отвечают за оцифровку сигнала, компрессию, а иногда и детектирование, вынесены в отдельный блок, максимально приближены к видеокамере или расположеный непосредственно на ней. В IP-системах цифровые сети используются для передачи видео и других данных к хранилищу и монитору.

Какая же лучше?

Несмотря на то что категорий всего три, первые две представлены уже десятками, если не сотнями систем, системок и системищ, третья также скоро догонит первые две[3] по количеству производителей, предлагаемых моделей и предоставляемых ими возможностей. Выбор не просто велик, он огромен. Что же делать потребителю?

Практика показывает, что основную долю рынка, невзирая на выдающиеся или не очень характеристики, занимают хорошо раскрученные и сопровождаемые бренды (бренд - торговый знак компании, которым она дифференцирует свою продукцию от конкурентов). И это хорошо, ведь когда приходится выбирать из десятков наименований, лучше всего выбирать то, что вам близко, известно и доступно по кошельку. Ведь качество разных по ценам систем сравнимо, и дальше оно будет только сближаться - это закон рынка.Однако хотя с брендами все довольно просто, есть еще вопрос выбора категории оборудования. Вот здесь уже можно давать четкие и весьма определенные советы.

Итак, категория первая

В каких случаях следует выбирать систему, базирующуюся на ПК?

Когда вам необходимо видеонаблюдение и запись на небольшое количество каналов (2-4) и у вас есть любой (в том числе домашний или офисный) компьютер.

Если вы уже имеете компьютер, достаточный по мощности (исходя опять же из количества каналов и их скорости), который можете использовать в целях видеонаблюдения или отдать целиком под выполнение этих задач.

Если вы однозначно будете расширять свою систему как в плане количества каналов записи/наблюдения, так и в плане увеличения количества жестких дисков.

Когда вам необходима интеграция с системами ОПС и СКД или с другими.

Когда вам необходимы серьезные возможности и настройки в плане детектирования движения (активности) или если вы заказываете какие-то специфичные доработки для особой функциональности.

Часто, особенно при построении мало-мальски крупных систем, выходящих за рамки 16 каналов, требуется совмещение разнородных систем, и это тоже веяние времени. Опять же такой возможностью будут обладать только интегрированные системы на базе ПК.

Почему так вырос рынок non-PC устройств?

В первую очередь потребителей привлекает простота применения этого класса оборудования. Хорошо спроектированный рекордер мало отличается по настройке и использованию от бытового видеомагнитофона. Из-за ограниченности функций и отсутствия "лишних" компонент non-PC устройство надежнее компьютерного.

Итак, в какой ситуации non-PC - это ваш выбор?

Прежде всего вам нужны надежность и простота использования, вас не волнуют дополнительные возможности и вы не будете расширять свою систему.

Ваша ЦСВН должна работать длительное время автономно, без постоянного контроля со стороны оператора.

Вам не нужна (и не потребуется) интеграция с системами ОПС и СКД[4].

Вам редко требуется или не требуется вовсе возможность копирования или резервирования архивов[5].

IP-видео – системы будущего, хороши ли для сегодня?

IP-видеонаблюдение пока еще не "страдает" от избытка популярности по двум основным причинам. Во-первых, это практическое отсутствие системного программного обеспечения, позволяющего использовать различные сетевые серверы и видеокамеры для построения ЦСВН. Во-вторых, дешевые устройства до сих пор не блещут качеством, а сетевые видеокамеры высокого качества все еще имеют запредельные цены, однозначно превышающие стоимость PC- или non-PC систем с аналогичными параметрами. Однако массовое подключение к разработке и производству азиатских фирм и растущая популярность подобных решений уже делают свое дело.

Потребителю же стоит обратить свое внимание на IP-системы уже сейчас, если:

у вас нет возможности проложить кабели или вы хотите использовать существующие кабельные сети (СКС);

вы хотели бы легально, без получения разрешения на частоты, использовать беспроводную связь для организации системы;

ваша система сильно распределена и разнесена по территории и вы хотели бы сократить количество кабельной разводки;

на объекте сложная обстановка с помехами и нет возможности использовать аналоговую передачу;

вам необходимо удаленное наблюдение с регистрацией не в точке наблюдения;

вам необходимо снизить вероятность перехвата сигналов от камер наблюдения[6].

Несмотря на то что список положительного выбора в случае с IP-решениями получился самым длинным, они имеют и свои минусы. В частности, вы не сможете получить несжатого изображения и для просмотра будете вынуждены декодировать его, кроме того, вы будете ограничены в возможностях детектирования движения возможностями самих IP-видеоустройств или детектированием по сжатому изображению.

Кратко определив параметры выбора категории, я хотел бы теперь порекомендовать, на что обращать свое внимание при выборе внутри каждого из этих трех направлений. Ведь каждое из них обладает своими особенностями. Кроме того, как я уже отмечал выше, качество и возможности систем сближаются, в то время как количество моделей растет, и потребителям становится все труднее разобраться в существующем ассортименте.

PC-based. Достоинства и недостатки

Системы, базирующиеся на ПК, изначально являются многофункциональными и многозадачными. Было бы совсем странно увидеть такую систему, которая не была бы хотя бы дуплексной[7]. Исходя из определенных нами критериев выбора, можно сформулировать некоторые дополнительные требования, которым должна соответствовать хорошая ПК-система.

Выбирайте систему, которая позволяет вам просматривать архивное видео, не прерывая процесса просмотра "живого" видео - многие системы азиатского производства этого не умеют.

Большинство систем уже обзавелись синхронным звуком, его отсутствие допустимо только для систем нижнего ценового диапазона.

Системы с программным сжатием, базирующиеся на PCI 32-платах, неспособны записывать видео 25 кадр/с с высоким разрешением начиная уже от 8 каналов. В случае, когда заявлено 400 кадров записи на программной системе с платами PCI 32 bit, речь всегда идет о разрешении 320х240 или около того.

Выбор PC системы должен давать дополнительные возможности (в детектировании движения, тотальной конфигурируемости и др).

Обращайте внимание на легальность ПО покупаемой вами системы: рынок наполняют китайские взломанные копии известных систем, за работу которых никто не несет ответственности. Если не уверены, обратитесь к официальному дистрибьютору через сайт производителя.

Non-PC все ближе к совершенству

Non-PC устройства давно уже стали дуплексными и обзавелись сетевыми возможностями. Рост конкуренции и снижение цен позволяют сразу приобрести кучу дополнительный функций, которые, возможно, вам и не нужны, но предположительно когда-нибудь будут использоваться.

Однако, если вы, конечно, не ставите систему "для галочки", стоит обратить внимание на возможность копирования архивов или подключения дисков из рекордера к компьютеру для их чтения и копирования.

Теперь, когда дуплекс в этих устройствах перестал нас удивлять, дело за триплексом - возможностью записи, просмотра "живого" и архивного видео одновременно.

Примерно в 70% устройств для компрессии видео используется JPEG или MJPEG: средний размер кадра здесь серьезно выше, нежели в системах с использованием MPEG2 или MPEG4 (H.264). И пусть стоимость последних порой в 2 раза выше: при времени хранения архива хотя бы в неделю разница в количестве, а соответственно и стоимости жестких дисков может оказаться ощутимой (что, в общем, касается и PC систем).

При выборе сетевого non-PC DVR, возможно, лучшим решением будет прибор, имеющий HTTP-интерфейс. Это позволит управлять системой с любого компьютера, не устанавливая программу-клиент, но помните, что HTTP менее защищен от атак, особенно при "отдаче" устройства напрямую в глобальную сеть.

IP пока отстает...

Небольшой выбор серьезных IP ЦСВН обусловлен некоторой осторожностью российского потребителя в этом новом классе систем. Всего в данной категории в России представлено всего 4 решения[8]- два импортных и два российских. Тем не менее, в мире налицо тенденция: появляется все больше и больше компаний, целиком строящих свои решения на IP устройствах (на последней выставке Secutech 2005 было около 5 производителей). Появление крупных локальных объектов, реализованных на таких системах, резко повысит доверие к ним и соответственно спрос.

Наличие в модельном ряде IP-видеосерверов позволяет не ограничивать себя спектром камер, предлагаемых производителем.

Камеры с CCD-матрицей все еще имеют большое преимущество по сравнению с моделями, оборудованными матрицами CMOS: хотя последние дешевле, они пока еще менее чувствительны и в большинстве случаев имеют худшую цветопередачу.

Использование межкадровых кодеков типа MPEG4 сильно уменьшит стоимость канала и трафика при передаче.

Очень важная часть IP системы - ПО сервера. Именно эта составляющая превращает набор отдельных камер в систему. Обращайте особое внимание на возможности серверного ПО.

Несколько стандартных мифов

Хотелось бы также отметить, что благодаря рекламным усилиям некоторых компаний, да и просто из-за низкой осведомленности потребителей, возникает ряд заблуждений. Я не претендую на то, чтобы устанавливать стандарты, однако обязан высказать свою точку зрения как профессионал. Ниже перечислено несколько распространенных точек зрения, которые зачастую оказываются ошибочными.

MPEG2 лучше чем MPEG4

Когда речь идет о сравнении стандартных профилей кодеков MPEG2 и MPEG4 (а не обрезанных или "улучшенных" под определенные аппаратные или программные решения), это не так. Как минимум при одинаковом потоке MPEG4 будет давать более качественное изображение, чем MPEG2. Обратное менее вероятно, но: в два раза меньший поток MPEG4 будет примерно одинаков по качеству с MPEG2-потоком того же разрешения. Стандарт MPEG2 глубоко засел в устройствах, ассоциированных с качественным видео (DVD, цифровое вещание), однако это связано с определенной инерционностью индустрии и необходимостью стандартизации, нежели с большим качеством этого кодека.

PC системы: аппаратные сжатие или программное?

Здесь ситуация такая же, как и в предыдущем пункте: при соблюдении стандартов (к чему стремится большинство производителей) не имеет значения, программное или аппаратное сжатие используется в системе. Мало того, когда речь идет об аппаратном сжатии, это означает, что сжатием занимается процессор или микросхема, реализованная на плате захвата видео, реализующая код, подобный или даже абсолютно идентичный "программному" сжатию. Реализация же всяких *pack*-ов и *compress*-ов делается опять же из интересов отдельного производителя и по большей части вводит потребителя в заблуждение, скрывая под громкими названиями и красивыми словами переделанные (а часто и упрощенные в угоду производительности) стандартные кодеки.

Цифровые системы удобны, потому что можно использовать существующие СКС.

В мелких офисных системах использование существующих сетей допустимо. В крупных, или просто нормальных охранных системах, это не просто вредно, а преступно халатно. Сеть общего пользования не только не гарантирует передачу необходимых объемов информации, она является огромного дырой в информационной безопасности и надежности вашей системы видеонаблюдения.

Разрешение 720 точек в строке более правильное, чем 768

Все дело лишь в стандартах. Стандарт CCIR656, описывающий цифровой видеопоток, подразумевает 720 точек в строке. Однако формат экрана в стандартной телевизионной картинке - 3:4, что, исходя из вертикального разрешения в 576 строк, определяет разрешение в 768 точек по горизонтали в формате Square Pixel для PAL и 640 точек для NTSC (480 линий вертикального разрешения).

Детектор движения – это не панацея, а только инструмент

Не стоит ожидать многого от детектора движения, особенно если речь идет о non-PC устройствах. Каким бы "интеллектуальным" детектор ни был, он не поможет вам решить действительно сложную задачу. Не стоит рассчитывать, что детектор сможет распознать блики от фар проезжающих автомобилей или колебания штор от ветра. Детекторы, которые хотя бы на базовом уровне умеют классифицировать объекты, различая их типы, стоят очень дорого (точнее, системы с их использованием), например, 4 канала детектора с распознаванием типов объектов от компании GE обойдутся вам в сумму около 10 000 дол.

Удачного приобретения!

Выбор поистине огромен и сложен, и вряд ли моя шпаргалка позволит вам его серьезно облегчить, но все же…

Для упрощения восприятия изложенной информации ниже приводится таблица со сравнительными характеристиками различных типов систем с дополнительной информацией о ценах и количестве каналов в каждой категории.

Таблица сравнения классов систем

PC-based  Non-PC  IP-видео

Количество каналов 25 Fps в один блок  40  16  До 64

Количество мультиплексированных каналов в один блок  64 (144[9]))  16  Более 100

Максимальное разрешение  768х576 (PAL)  720х576 (PAL)  3 мегапикселя и более

Возможность обновления  Не ограничена для ПО  Ограничена  Не ограничена для ПО

Возможность расширения  Возможно  Невозможно  Возможно

Относительная функциональность  Высокая  Средняя  Высокая

Стоимость системы за мультиплексированный канал  Минимум 18 дол. + стоимость PC  От 60 дол. (без учета стоимости HDD)  От 48 дол. + стоимость PC

Стоимость системы за канал 25 Fps  Минимум 75 дол. + стоимость PC  От 125 дол. (без учета стоимости HDD)  От 150 дол. (включая камеру) + стоимость PC 
--------------------------------------------------------------------------------
[1] Например, для производителей time-lapse-видеомагнитофонов. Если они еще не успели расширить или перестроить свои линейки продукции на "цифру", то в ближайшем будущем они свой рынок потеряют.

[2]IP (сетевое) видеонаблюдение - система видеонаблюдения базирующаяся на цифровых сетях. Строится с применением сетевых видеокамер или видеосерверов - устройств, конвертирующих аналоговое видео в цифровое и передающих его по сети для хранения, обработки и отображения.

[3] В ближайшие годы прогнозируется значительный рост продаж систем IP-видеонаблюдения вплоть до занятия 70% рынка в течение 2-3 лет.

[4] Однако все non-PC-устройства имеют тревожные входы, что все-таки дает такую возможность, хотя и в сильно ограниченных пределах.

[5] Только треть современных non-PC-регистраторов имеет возможность копирования информации со встроенных носителей.

[6] В большинстве решений трафик может шифроваться, да и вообще перехват и декодирование цифровых данных более сложны ввиду использования большого количества нестандартных методов компрессии и реализации передачи.

[7] Подразумевается одновременный просмотр архивного видео и непрекращающаяся при этом запись.

[8] Это известные автору рабочие системы. Возможно, сюда следует отнести еще несколько менее популярных решений.

[9] Приведены данные производителя. Известных инсталляций нет.