Od kilku lat obserwujemy migrację systemów nadzoru wizyjnego w kierunku rozwiązań IP. Chociaż w dużych systemach CCTV dominują obecnie rozwiązania IP, to w średnich i małych systemach w dalszym ciągu stosowane są kamery i rejestratory analogowe. Jednym z powodów tej sytuacji jest przekonanie, że system analogowy jest tańszy i łatwiejszy w montażu. Dzięki nowej ofercie produktów IP CCTV firmy HIKVISION użytkownicy średnich i małych systemów mogą zyskać funkcjonalne i ekonomiczne rozwiązania.
Obecnie nawet będące w powszechnym użyciu urządzenia cyfrowe, takie jak kamera HD, aparat fotograficzny lub telefon komórkowy z aparatem fotograficznym, wytwarzają obrazy o dobrej jakości, zdecydowanie przewyższającej jakość obrazów z analogowego systemu CCTV. Kamery IP wnoszą zatem nową jakość do systemów nadzoru wizyjnego dzięki wysokiej rozdzielczości obrazu. Rysunek 1 przedstawia obrazy z 2-megapikselowej kamery HIKVISION DS-2CD853F-E i referencyjnej kamery analogowej.
Różnica jakości jest bardzo duża, co szczególnie widać na powiększonych fragmentach klatek obrazu. Zwykło się mawiać, że kamery megapikselowe nie nadają się do pracy w warunkach nocnych, bo mają zbyt niską czułość. Czy na pewno? Po części tak – większość megapikselowych kamer IP rzeczywiście ma niską czułość. Dzieje się tak z prostego powodu: na tej samej powierzchni przetwornika obrazowego musi się zmieścić od trzech do nawet dwunastu razy więcej pikseli (zależnie od rozdzielczości obrazu). Okazuje się jednak, że dzięki zaimplementowanym w oprogramowaniu funkcjom wzmacniania sygnału i eliminacji szumów nowoczesne kamery megapikselowe potrafią wytworzyć użyteczny obraz o wysokiej jakości. Rysunek 2 przedstawia obraz z 2-megapikselowej kamery DS-2CD855F-E (Full HD), tj. modelu z zaawansowanymi funkcjami redukcji szumu i sterowania wzmocnieniem, oraz obraz z referencyjnej kamery o tej samej rozdzielczości – oba uzyskane w tych samych warunkach i z zastosowaniem identycznej ekspozycji (migawka 1/50 s, przysłona F:1,6).
Fot. 1. Porównanie obrazu z kamer 2MP i analogowej o rozdzielczości 600TVL
Kamery IP HIKVISION wytwarzają obrazy o rozdzielczości od 1 do 5 megapikseli. W ofercie ADI znajduje się pełna gama tych produktów w wykonaniu stacjonarnym, kopułkowym, cylindrycznym, w obudowach o stopniu ochrony IP66 i wandaloodpornych. Kamery mają wiele funkcji dodatkowych. Na przykład mogą pracować samodzielnie – bez połączenia z siecią IP, gdyż potrafią rejestrować materiał wizyjny lub obrazy z pojedynczych klatek wizyjnych na kartach SD/SDHC.
Kamery HIKVISION mogą współpracować z nowymi rejestratorami sieciowymi, wyposażonymi w wiele użytecznych funkcji. Przykładowo za pośrednictwem wyjścia HDMI/VGA możliwe jest wyświetlanie obrazów na monitorach podłączonych do rejestratora. Rejestratory sieciowe HIKVISION mogą wyświetlić obrazy z 32 kamer megapikselowych IP jednocześnie.
Jak wiadomo, wyświetlanie obrazów w systemach IP wymaga dużej mocy obliczeniowej. Kamery megapikselowe przesyłają obraz skompresowany, który musi być zdekodowany w rejestratorze lub na stacji klienckiej. Wymagana moc obliczeniowa jednostki wyświetlającej rośnie intensywnie wraz z liczbą obsługiwanych kamer. Z tego powodu przez wiele lat wyświetlanie obrazów w systemach IP odbywało się wyłącznie za pomocą komputerów PC. Zresztą nawet obecnie duże systemy IP zawierają osobne jednostki rejestrujące (rejestratory, serwery) oraz komputery klasy PC służące jedynie do wizualizacji obrazów z wielu kamer. Dzieje się tak dlatego, że większość systemów zarządzania obrazem korzysta z jednego strumienia wizyjnego o wysokiej rozdzielczości. Strumień ten, pobierany z każdej z kamer, podlega rejestracji i jednocześnie jest wykorzystywany do wyświetlania, czyli musi zostać zdekompresowany. Nie trzeba wspominać, że zastosowanie dodatkowego komputera w małym systemie IP powoduje znaczny wzrost kosztów, gdyż maszyna ta musi posiadać odpowiednią moc obliczeniową. W małych i średnich systemach lepiej sprawdza się koncepcja rejestratorów cyfrowych umożliwiających wyświetlanie obrazu z kamer bezpośrednio na wyjściach monitorowych.
Nowe rejestratory sieciowe HIKVISION posiadają wyjście monitorowe, za pośrednictwem którego można obserwować bieżące obrazy ze wszystkich podłączonych kamer sieciowych. Jest to możliwe dzięki nowej koncepcji wyświetlania i rejestracji. Otóż rejestrator do wyświetlania obrazów w trybie 1×1 oraz 2×2, a także do wyświetlania głównych obrazów w podziałach 1+5 i 1+7 wykorzystuje podstawowe strumienie wizyjne z kamer sieciowych (co wymaga dużej mocy obliczeniowej ze względu na dekompresję). W przypadku przełączenia podziału na większy (np. 3×3, 4×4) i wyświetlania obrazów pomocniczych w podziałach 1+5 i 1+7 rejestrator automatycznie pobiera tzw. pomocnicze strumienie wizyjne. Strumień pomocniczy przenosi obrazy o znacznie niższej rozdzielczości niż strumień główny. Wykorzystanie strumienia o niższej rozdzielczości umożliwia wyświetlenie obrazów z wielu kamer, gdyż moc obliczeniowa potrzebna do ich dekompresji jest zdecydowanie niższa niż w przypadku obrazów o wysokiej rozdzielczości, transmitowanych za pomocą strumieni głównych. Ponieważ jednak w dużych podziałach obrazy cząstkowe mają małą rozdzielczość, wykorzystanie strumieni pomocniczych nie powoduje degeneracji jakości wyświetlanych obrazów.
Fot. 2. Porównanie jakości obrazu nocnego z kamery HIKVISION
z kamerą referencyjną
Rozpatrzmy prosty przykład: monitor ma rozdzielczość 1600×1200 pikseli. W podziale obrazu na 16 części na każdą kamerę przypada 400×300 pikseli. Strumienie pomocnicze transmitują obrazy o niskiej rozdzielczości, np. 352×288 (CIF), dzięki czemu rejestrator nie musi dekodować głównego strumienia. Strumień ten jest w dalszym ciągu transmitowany do rejestratora, dzięki czemu zarejestrowany materiał wizyjny odznacza się dobrą rozróżnialnością szczegółów obrazu.
Kamery HIKVISION wytwarzają pomocnicze strumienie wizyjne transmitujące obrazy o rozdzielczości QCIF (176×144), CIF (352×288) i 4CIF (704×576), co spełnia wymagania związane z wyświetlaniem bieżących obrazów z kamer. Dzięki temu moc obliczeniowa rejestratora jest wykorzystywana oszczędnie.
Ważną cechą rejestratorów sieciowych HIKVISION jest brak ograniczeń dotyczących prędkości zapisu obrazu. Jedynym ograniczeniem jest sumaryczna wielkość strumieni wizyjnych z kamer IP. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby obrazy z kamer mające kluczowe znaczenie dla działania systemu dozorowego były rejestrowane z pełną prędkością, a obrazy mniej istotne z prędkością odpowiednio mniejszą.
W nowych rejestratorach sieciowych HIKVISION do zapisu danych cyfrowych wykorzystywane są klasyczne dyski twarde. Obecnie są już dostępne dyski o pojemnościach 2 TB i 3 TB, przeznaczone do zastosowań profesjonalnych. Pomimo że pojemność tych dysków jest tak duża, może się jednak okazać niewystarczająca do długotrwałego przechowywania materiałów archiwalnych. Problem ten można rozwiązać następująco:
- Dyski twarde mogą być łączone w logiczne zbiory, tzw. grupy. Następnie do każdej z tych grup przypisywane są obrazy z wybranych kamer. Jeśli dysponuje się informacjami o przepływnościach strumieni wizyjnych pochodzących z poszczególnych kamer, można łatwo ocenić wielkość przedziału czasowego, w którym mogą być rejestrowane obrazy z danej grupy kamer. Strumienie danych pochodzące z poszczególnych grup kamer mogą być zapisywane na różnych dyskach, dzięki czemu uzyskuje się poziom bezpieczeństwa zapisu odpowiadający zastosowaniu macierzy RAID1.
- Do każdej z kamer można przypisać określoną przestrzeń dyskową. W przeciwieństwie do rozwiązania opisanego powyżej rozmiary przestrzeni dyskowej są definiowane niezależnie dla każdej z kamer. Jeśli dysponuje się informacjami o przepływnościach strumieni wizyjnych pochodzących z poszczególnych kamer, można określić przedział czasowy, w jakim przechowywane będą dane z poszczególnych kamer.
Z punktu widzenia użytkowników małych i średnich systemów dozorowych szczególnie ważna jest możliwość zdalnego podglądu zapisanych obrazów poprzez sieć LAN lub Internet. Wychodząc naprzeciw tym oczekiwaniom, HIKVISION oferuje możliwość dopasowania przepływności strumieni wizyjnych pochodzących z poszczególnych kamer do przepustowości łącza. Jest to możliwe dzięki wspomnianej już obsłudze dwóch strumieni wizyjnych z kamer IP, a odbywa się przez specjalny mechanizm zero-encoding. Mechanizm ten polega na generowaniu dodatkowego strumienia wizyjnego, w którym znajdują się obrazy ze wszystkich podłączonych kamer. Parametrem nadrzędnym takiego kodowania jest przepływność, która powinna być dopasowana do przepustowości posiadanego łącza. Z punktu widzenia zdalnego użytkownika tworzony jest dodatkowy strumień wizyjny, zawierający obrazy ze wszystkich kamer. Dzięki mechanizmowi zero-encoding nawet użytkownik posiadający łącze o wąskim paśmie zachowuje możliwość jednoczesnego podglądu obrazu ze wszystkich kamer. W każdej chwili może również nastąpić przełączenie podglądu na jednokamerowy, na strumień główny lub pomocniczy. Użytkowników mających dostęp do łączy szerokopasmowych z pewnością zainteresuje informacja, że rejestratory ST HIKVISION mogą udostępniać do 128 strumieni wizyjnych o łącznej przepływności 80 Mb/s lub 120 Mb/s.
Nowa seria rejestratorów sieciowych HIKVISION ST ma jeszcze inne warte podkreślenia właściwości. Przede wszystkim zaimplementowano w nich bardzo zaawansowane opcje zarządzania uprawnieniami użytkowników. Uprawienia te mogą być określane bardzo ściśle, zarówno jeśli chodzi o dostęp lokalny, jak i zdalny. Kolejną właściwością jest niezwykle rozbudowany dziennik zdarzeń, obejmujący zapis informacji o praktycznie wszystkich zdarzeniach i całej aktywności użytkowników (ze stacji zdalnych i użytkowników zalogowanych lokalnie).
Ponieważ rejestratory sieciowe HIKVISION z nowej linii produktowej ST pozwalają zarówno na lokalny, jak i zdalny podgląd obrazów z kamer – przy czym podgląd zdalny może się odbywać za pośrednictwem łączy wąskopasmowych – mogą zainteresować użytkowników średnich i małych systemów dozorowych. Dzięki nowemu podejściu do kwestii rejestracji i wyświetlania obrazu – mającemu na celu zmniejszenie obciążenia jednostki obliczeniowej – oraz dostępności modeli z wbudowanym przełącznikiem PoE rejestratory te z pewnością znajdą uznanie wśród ekspertów z branży zabezpieczeń.
Ultrak Security Systems
Zabezpieczenia 3/2013