Согласно прогнозам, мировой рынок видеонаблюдения ожидает в текущем году значительный рост, причем это касается самых разных его сегментов. В последнее время интерес к видеонаблюдению заметно увеличился, да и тема безопасности в целом приобрела еще большую актуальность. Системы видеонаблюдения используются в проектах «безопасный город», университетских городках и школах, торговых и бизнес-центрах, аэропортах, банках и на других объектах. По прогнозам Frost and Sullivan, европейский рынок CCTV и видеонаблюдения к 2012 году вырастет до 1,94 млрд долларов — это один из наиболее активно развивающихся сегментов рынка систем безопасности здания.
Аналитики IP Video Market Info ожидают, что с 2010 по 2012 год поставки решений IP-видеонаблюдения увеличатся на 200%. В результате, через пару лет половина инсталлированных систем видеонаблюдения будет базироваться на IP. Однако, несмотря на быстрый рост продаж продуктов на базе IP, производители отнюдь не собираются отказываться от выпуска аналоговых камер. По данным мониторинга, который провели специалисты компании «Линдекс», на российском рынке видеонаблюдения доля IР-решений составляет не более 5–6%, но к концу 2010 года она может вырасти до 8–9%. Между тем популярность аналогового оборудования отнюдь не падает.
Как отмечает Вадим Бутузов, директор по развитию бизнеса компании Soft-Тronik Networking, примерно 15% продаж приходится на IP-камеры, и их доля в общем объеме постепенно увеличивается, причем, по данным аналитиков, в прошлом году вырос спрос и на аналоговые камеры, хотя и менее значительно. Переход от аналоговой к цифровой технологии проходит эволюционно. С точки зрения пользователя многие задачи видеонаблюдения можно решить с примерно одинаковым качеством путем использования как IP-устройств, так и аналогового оборудования — разница лишь в соотношении стоимости. По мере развития технологий многие задачи реализуются дешевле благодаря применению IP-камер.
По данным Soft-tronik, даже в 2009 году сегмент IP-видеонаблюдения продемонстрировал устойчивый рост. Эта тенденция сохранится и в текущем году, вероятно, при еще более внушительных цифрах роста. Такие решения будут пользоваться спросом у конечных пользователей, крупных организаций, государственных учреждений, силовых структур и у военных. Высоким темпам роста этого сегмента способствует как создание крупномасштабных городских систем видеонаблюдения, так и развертывание персональных систем.
ОТ АНАЛОГОВЫХ К ЦИФРОВЫМ
Некоторые вендоры предлагают упрощенные варианты перехода на IP, чтобы заказчикам не приходилось заменять сразу целый парк аналоговых камер CCTV. Например, Sony (см. Рисунок 1) разработала концепцию перехода на гибридную технологию Go Hybrid. Заказчик может сначала купить одну IP-камеру, чтобы проверить ее работу, испытать возможности и посмотреть, как ее использование повлияет на систему безопасности, а затем постепенно заменить все камеры.
По мнению специалистов компании «Линдекс», системы IP-видеонаблюде-ния, оснащенные цифровыми IP-видеока-мерами, обеспечивают наибольшее число функциональных возможностей. Такие решения отличаются высокой масштабируемостью и относительной простотой расширения, позволяя использовать существующую сетевую инфраструктуру.
По мнению аналитиков Frost and Sullivan, рост популярности IP-технологии объясняется также простотой инсталляции и эксплуатации систем видеонаблюдения по IP, наличием средств быстрого анализа данных, идентификации объектов и интеграции с сетями передачи данных, возможностью создания комплексных систем безопасности. В IP-видеокамере цифровой видеосигнал сжимается и передается по локальной сети (или даже через Интернет) на приемное устройство, например сетевой регистратор (NVR) или ПК, на любое расстояние, причем без помех и искажений. Вместо M-JPEG цифровые камеры все чаще кодируют видеопоток в MPEG-4 или H.264 с более высоким коэффициентом компрессии, однако это требует больших процессорных ресурсов и от камеры, и от клиента, где декодируется видео.
По словам Сергея Кучумарова, бренд-менеджера компании «АРМО-Системы», для перехода на видеонаблюдение по IP необходимо проектирование и создание вычислительных сетей с резервом пропускной способности из расчета 2–5 Мбит/c для камер стандартного разрешения и до 15–20 Мбит/c для мегапиксельных камер — по крайней мере на уровне подсети, где находятся камеры и сервер архивирования. При наличии аналоговых камер переход на IP упростит использование гибридных видеорегистраторов, позволяющих записывать изображение как с классических аналоговых, так и с новых сетевых видеокамер.
Одна из важных задач отрасли IP-ви-деонаблюдения — стандартизация. Сергей Кучумаров выделяет две основные тенденции стандартизации — «снизу» и «сверху». Например, некоторые производители ПО для IP-видеонаблюдения максимально расширяют перечень совместимых камер и кодеков различных поставщиков (стандартизация «снизу»). В то же время, известные вендоры вступают в альянсы с целью выработать универсальные подходы и создать совместимые (или адаптируемые) алгоритмы обработки и представления сигналов в системах IP-видеонаблюдения (стандартизация «сверху»).
Как указывает Андрей Альхименко, директор по системам видеонаблюдения компании «QNAP Россия», IP-камерами поддерживаются различные кодеки (H.264, M-JPEG, MxPEG, MPEG-4), поэтому на уровне видеопотока проблемы совместимости возникают крайне редко. Что же касается управления камерами и обработки событий, о стандартизации этого уровня пока говорить не приходится. Поэтому инженеры QNAP непрерывно работают над интеграцией камер различных вендоров в свои устройства NVR. Открытый интерфейс CGI позволяет подключать к видеорегистраторам VioStor даже такие камеры, которые стандартно ими не поддерживаются. Обычно подобная задача по силам не только системному интегратору, но и конечному пользователю. В целом в процессе стандартизации различного оборудования и ПО отмечается положительная динамика, что в итоге может привести к решению данного вопроса.
Проблемы совместимости доставляют неудобства и пользователям, и производителям, что привело к созданию «Открытого форума по сетевым видеоинтерфейсам» (ONVIF), основанного Axis, Bosch и Sony, а также «Альянса по взаимодействию устройств физической безопасности» (PSIA). ONVIF ставит задачу создания открытого стандартного протокола передачи данных, обеспечивающего взаимодействие устройств разных производителей. В эту организацию входят более 60% компаний рынка IP-видеонаблюдения. Ожидается, что стандартизация ускорит и упростит внедрение систем IP-видеонаблюдения, а кроме того, будет способствовать расширению их функциональности, ведь развиваемый ONVIF протокол поддерживает автоматический поиск подключенных к сети устройств, управление видеопотоками и метаданными. Спецификации, разрабатываемые PSIA, распространяются и на другие устройства, применяемые в охранных системах.
Создание систем IP-видеонаблю-дения может быть экономически и технически оправданным в целом ряде случаев. Их выгодно развертывать в небольших инсталляциях при наличии уже существующей коммуникационной среды, например, при установке нескольких камер и сервера хранения видеоинформации в наиболее критичных помещениях, где находятся серверы, хранилище данных и архив. В этом случае затраты на создание IP-видеонаблю-дения минимальны. Еще одна область применения — так называемые системы в развитии, например, торговые центры, где арендные площади вводятся поэтапно, а конфигурация помещений подвержена изменениям, как и число/плотность размещения камер видеонаблюдения.
Наконец, в случае распределенных систем масштаба города, аэропорта, магистрального газопровода возможность применения аналоговых технологий практически исключена, поскольку при большом количестве видеокамер существенно увеличивается стоимость и сложность управления в сетях, для построения которых, например, использовались телевизионные волоконно-оптические линии связи.
Андрей Альхименко считает обоснованным применение IP-видеонаблюдения во всех случаях, когда есть возможность реализовать его преимущества: высокое разрешение изображения и скорость передачи данных, иммунитет к шумам, возможность цифровой обработки, хранения, передачи и анализа, защита записанной информации от подделки и т. д. Кроме того, такое решение экономически целесообразно в крупных проектах — как по количеству камер (от 16 штук), так и по величине объекта.
Масштабы проекта, где целесообразно применение IP-видеонаблюдения, постепенно уменьшаются за счет снижения стоимости хранения и обработки цифровой информации. Зарубежные источники называют конкретное значение ограничительного порога: 25–30 камер. Как полагает Вадим Бутузов, при большем количестве эффективнее цифровое решение, при меньшем нужно изучить и принять во внимание сопутствующие обстоятельства. Однако «универсальной формулы» не существует.
С финансовой точки зрения цифровые системы оказываются эффективнее в больших системах с единым управлением — чем крупнее объект, тем разница ощутимее. Кроме того, мегапиксельные цифровые камеры позволяют получить такое разрешение изображения, которое для аналоговых камер принципиально недостижимо. Иногда это помогает снизить стоимость проекта за счет уменьшения числа камер, в других случаях это требование включается в число обязательных при подготовке того или иного решения. Цифровое решение целесообразно и для удаленных объектов, хотя его можно реализовать и на аналоговых камерах, когда оцифровка сигнала осуществляется на внешнем видеосервере. Для небольших систем аналоговое решение дешевле, проще и, вероятно, в обозримом будущем останется таковым.
Как считает Олег Ломакин, руководитель отдела продаж систем безопасности компании «Линдекс», сегодня нет проблем с подбором оборудования для воплощения любых проектов IP-видеонаблюдения, число камер и площадь объекта могут быть самыми разными. Компания Mobotix решила проблему просто. Сама камера (например, MX-D24M-Sec) остается неизменной, а объектив (от «мышиного глаза» до «телеобъектива») подбирается для определенной зоны просмотра. В случае применения камер MX-Q24M-Sec-D11 можно получить цифровой обзор Р3600, так что установка большого количества видеокамер не потребуется.
ВЫСОКОЕ РАЗРЕШЕНИЕ
Массовое использование камер высокого разрешения (HD) в охранных системах маловероятно. Наиболее очевидной областью их применения представляются решения, где требуется видеоаналитика — от систем автоматического распознавания номеров транспортных средств до систем анализа группового поведения, используемых при скоплении большого количества людей. Однако спрос на камеры с разрешением 1920х1080 для систем безопасности вряд ли будет значительным. По мнению Сергея Кучумарова, более вероятно значительное увеличение объема продаж камер повышенной разрешающей способности с новыми сенсорами 976х582, обеспечивающими четкость телевизионного изображения на уровне 700 ТВЛ, а также появление регистраторов, осуществляющих соответствующее кодирование. Как отмечает Олег Ломакин, при наличии потребности в получении качественной картинки с ысоким разрешением, как правило, выбираются видеокамеры с мегапиксельным объективом, а это IP-технологии.
IP-видеокамеры HD должны обеспечивать баланс между качеством картинки и использованием пропускной способности сети. Чтобы повысить качество, производители уделяют внимание не только разрешению изображения, но и динамическому диапазону, а также чувствительности камеры при низкой освещенности. Еще одно следствие перехода на HD — распространение формата сжатия H.264, который поддерживают уже более десяти вендоров. Разрешение 720p (1280х720) — разумный компромисс между качеством видео и пропускной способностью сети. Современные сетевые видеокамеры могут передавать видеопоток в форматах M-JPEG и H.264 с разрешением 720p и скоростью до 30 кадров в секунду и оптимизировать его по качеству передаваемого изображения и пропускной способности. «Если пропускной способности современных локальных сетей для камер высокого разрешения достаточно, то в случае ’’медленных‘‘ каналов передачи данных, возможно, придется чем-то жертвовать — качеством картинки или частотой кадров», — предостерегает Дмитрий Кевдин, менеджер по предпродажной подготовке компании Soft-Tronik Networking.
Камеры с высоким разрешением позволяют получить более информативные кадры. Во многих случаях одна такая камера заменяет несколько стандартных, обеспечивая к тому же больший обзор. Например, для наблюдения за одним помещением достаточно одной камеры, оснащенной широкоугольным объективом с углом обзора 900 и помещенной в углу комнаты. Поэтому некоторые вендоры утверждают, что применение камер HD значительно сокращает затраты на систему в целом благодаря уменьшению протяженности кабельных трасс, количества камер и регистрирующих устройств.
Такое мнение весьма спорно, поскольку помимо физического разрешения самого сенсора камеры необходимо учитывать поле зрения системы «камера-оптика» и определять зоны просмотра на территории. Очевидно, что шесть камер классического разрешения с полем зрения 600 обеспечат круговой обзор, при этом геометрические искажения будут незначительными. В то же время сверхширокоугольная оптика для мегапиксельных камер не позволяет обеспечить поле зрения более 1200, а на объективы типа Fish-eye (поле более 1800) для мегапиксельных камер пока еще сохраняется высокая цена, да и изображение зачастую чрезмерно искажается. Несколько особняком стоят такие цифровые камеры, как GrandEye. Установленная в них 3-мегапиксельная матрица снабжена объективом Fish-eye, а геометрические искажения корректируются мощным процессором.
Замена нескольких «стандартных» камер на одну мегапиксельную дает некоторую экономию, однако, как рассказывает Вадим Бутузов, на практике она достигается нечасто. Очевидно, что при дальнейшем снижении стоимости хранения и обработки информации применение мегапиксельных камер станет стандартным подходом. Однако качество картинки зависит не только от разрешающей способности матрицы, но также от освещения объекта, оптики и многих других факторов.
Как подчеркивают в компании Sony, получить качественное изображение HD даже в самых трудных условиях позволяют такие инновации, как матрица Exmor в сочетании с технологией View-DR, включающей решения для расширения динамического диапазона — Wide-D и Visibility Enhancer в комбинации с динамической системой шумопонижения XDNR. Матрицы CMOS Sony Exmor обеспечивают регистрацию изображений высокой четкости в условиях низкой освещенности.
АНАЛИЗ ВИДЕО
Встроенные функции анализа видео позволяют почти мгновенно выявить различные события и быстро отреагировать на них. Совершенствование средств видеоаналитики — один из драйверов роста данного рынка. ПО анализа видео позволяет оперативно выявить аномалии и в некоторых случаях предотвратить преступление. Хотя функциями видеоаналитики обладают и IP-системы, и CCTV — первые предоставляют аналитическую информацию быстрее и эффективнее.
Анализ видео осуществляется на DVR с процессорами обработки сигналов (DSP), но чаще для этой цели используются ПК. Важным направлением в видеоанализе становится совершенствование функций поиска по видеоархиву. С этой целью видео снабжается метаданными с характеристиками объектов или событий, сохраняемыми вместе с видеопотоком, что позволяет находить объекты по заданным параметрам. Преимущества быстрого анализа видео и идентификации заставляют все большее число компаний и пользователей выбирать системы IP-видеонаблюдения и заменять ими системы CCTV. Однако развитые функции, такие как распознавание лиц и номеров автомобилей, требуют серьезных процессорных мощностей и развитого ПО, а потому обходятся достаточно дорого.
По словам Вадима Бутузова, видеоаналитика весьма актуальна и востребована: наблюдение ведется ради выявления относительно редких «событий», а видеоаналитика позволяет идентифицировать их. Многие эксперты высказывают мнение, что будущее — не в применении высокопроизводительного оборудования, перекачивающего и обрабатывающего растущие объемы информации, а в использовании первичной обработки, позволяющей весьма значительно сократить трафик. Причем выгода не только в снижении стоимости устройств для передачи и хранения информации — видеоаналитика позволяет повысить эффективность системы безопасности, оперативно реагировать на угрозы и решать эти задачи с меньшими трудозатратами и без потери качества.
Как подчеркивает Андрей Альхименко, каждому производителю приходится выбирать, какие именно функции встроить в свою продукцию, чтобы повысить ее конкурентоспособность. Сдерживающими факторами являются производительность и стоимость конечного продукта. Например, серверы видеонаблюдения QNAP обладают функциями анализа записанных данных. Вместо просмотра видеоархива за весь период достаточно выбрать камеры, задать область в кадре, выбрать интересующие функции анализа (расфокусировка, исчезновение объекта и др.) и запустить сканирование. После поиска по архиву система отобразит в отдельном окне временные метки изменений в кадре, а затем оператор может увеличить изображение и определить злоумышленника.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Дальнейшее снижение цен на IP-видео-камеры сделает IP-видеонаблюдение более привлекательным решением не только для крупных инсталляций. IMS Research прогнозирует снижение цен на IP-видеокамеры до 15% уже в ближайшем будущем. Этому способствует растущая конкуренция и стремление производителей охватить «бюджетные» сегменты рынка. По мере стандартизации решений у пользователей появится более широкий выбор бюджетных систем, а ПО Video Management Software (VMS) будет поддерживать большое число моделей IP-видеокамер. Однако профессионалы рынка видеонаблюдения по-прежнему склонны доверять «проверенным» вендорам.
Функциональные возможности IP-ви-деокамер становятся все шире. Так, Axis (см. Рисунок 2) в разных моделях продукта предлагает обнаружение движения, звука и попыток несанкционированных действий, «виртуальное ограждение» (Axis Cross Line Detection), платформу Axis для встраиваемых в камеру приложений, открытый программный интерфейс VAPIX для управления камерами.
В Sony считают, что IP-видеонаблюде-ние имеет смысл использовать на крупных объектах, где требуется устанавливать камеры в большом количестве и на большом удалении от операторской. Это связано с тем, что на объекте уже есть локальная сеть, и IP-камеры остается только включить в эту сеть. Аналоговые камеры требуют прокладки отдельной сети, а также принятия мер по защите трасс от различного рода помех и наводок. На компактных объектах при небольшом числе камер установка IP-систем также оправдана. Преимущества IP-видеонаблюдения по сравнению с аналоговым очевидны. Это гибкость, простота установки и изменения конфигурации, а также простота настройки и управления, особенно в больших сетях.
На выставке MIPS 2010 Sony анонсировала новые IP-камеры HD, объединенные в три серии. Серия E включает модели начального уровня по привлекательной цене, сочетая высокое качество изображения и набор функций для надежной работы. Серия Х содержит камеры для систем видеонаблюдения в ультракомпактном исполнении: их можно использовать там, где необходимы высокое качество, но место для установки ограничено. В серии V применяются последние технические достижения Sony, такие как View-DR и распределенная архитектура с продвинутой обработкой DEPA Advanced.
Функциональность и «открытость» ПО VMS будут наращиваться для интеграции с системами управления безопасностью и для поддержки оборудования разных вендоров. Разработчики платформ VMS намерены расширять спектр совместимого оборудования, алгоритмов видеоанализа и функций ситуационного мониторинга (PSIM), совершенствовать пользовательские (GUI) и программные (API) интерфейсы. Управлять такими системами станет проще. Кроме того, эксперты полагают, что открытые стандарты будут способствовать выходу на рынок новых игроков и снижению цен.
Сергей Орлов — ведущий редактор «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: sorlov@lanmag.ru.