ЧТО ТАКОЕ IP КАМЕРА

IP камера видеонаблюдения – это устройство для преобразования изображения в цифровой сигнал и передачи его на оборудование обработки, хранения и отображения информации.

Достаточно часто эти видеокамеры называют цифровыми или сетевыми, поскольку их протоколы обмена информацией позволяют работать в локальных и глобальных (Интернет) компьютерных сетях.

В состав цифровой телекамеры входят:

• объектив;
• матрица;
• процессоры обработки видеосигнала;
• сетевой адаптер.

Здесь перечислены основные компоненты, необходимые для понимания принципа действия IP камеры. Кроме них могут использоваться дополнительные устройства, расширяющие возможности видеокамеры.

Например, для реализации режима "день - ночь" требуется инфракрасный (ИК) фильтр. Для обеспечения видимости в темное время суток используется ИК подсветка, а в условиях переменной освещенности – автоматическая диафрагма или электронный затвор.

Во многом технические характеристики сетевых видеокамер сходны с аналогичными параметрами аналоговых исполнений.

Для работы IP камеры требуется операционная система и комплект специального программного обеспечения. Таким образом, рассматриваемое оборудование является сложным программно аппаратным комплексом технических средств и решений.

ПРИНЦИП РАБОТЫ IP КАМЕРЫ

Как в любом подобном устройстве первым этапом является формирование на матрице объективом сцены наблюдения (изображения).

Матрица представляет собой пластину, состоящую из элементарных участков (пикселей). Элементарный – не в смысле простой, а неделимый функционально законченный элемент.

В IP камерах пиксель матрицы включает в себя:

• фотоэлемент, реагирующий на уровень освещенности;
• электронную схему, преобразующую электрический заряд в напряжение.

Такая технология называется КМОП (CMOS). Процесс получения изображения состоит из трех этапов:

• сброс информации;
• накопление заряда – экспозиция;
• считывания – получение электрического сигнала.

Информация считывается одновременно (параллельно) со всех пикселей и поступает на процессор обработки видеосигнала.

Перед тем как продолжать рассматривать работу камеры, следует обратить внимание на важный момент. Поскольку часть матрицы занимают электронные компоненты в преобразовании света участвует только часть ее площади. Естественно, это сказывается на светочувствительности.

Существуют две технологии изготовления КМОП элементов: APS и ACS. В первом случае эффективная площадь фотоэлемента составляет около 30% от всего пикселя, во втором – 70%. Очевидно, что во втором случае чувствительность выше.

Формирование и передача изображения осуществляется:

• устройством обработки видеосигнала;
• кодеками, осуществляющими сжатие (компрессию) сигнала – DCP;
• CPU – центральным процессором.

Последний работает под управлением операционной системы, как правило, типа Linux.

Кроме того, IP камера имеет "на борту" оперативную память, веб - сервер, и, в зависимости от опций, программы, осуществляющие поддержку записи на встроенные носители (CD или флэш карты), подключение микрофона для передачи звука, детекцию движения и другие средства видео аналитики.

На уровне процессора обработки видеосигнала осуществляется формирование цифрового сигнала, корректировка яркости, цветности, контрастности. Кроме того здесь же происходит автоматическая регулировка усиления (АРУ), компенсация различного рода искажений (фоновых засветок, баланс белого, подавление шумов и пр.).

Что касается кодека, то он осуществляет сжатие видеопотока в форматах H.264 или (и) MJPEG. Ну а CPU осуществляет "общее руководство" всеми службами видеокамеры.

На выходе камеры имеется сетевой адаптер, предназначенный для подключения к Ethernet сетям, в том числе организации работы через интернет. Упоминавшийся ранее веб -сервер позволяет обращаться к IP камере непосредственно из окна браузера персонального компьютера.

КАК ВЫБРАТЬ IP КАМЕРУ

Правильный выбор камеры предполагает знание задач, которые предстоит решать системе видеонаблюдения. С этих позиций выбираются технические характеристики, которые:

• с одной стороны обеспечат эффективность видеоконтроля;
• с другой – позволят избежать приобретения оборудования с лишними опциями (избыточность – это напрасная трата денег).

Существуют как общие, в равной степени присущие цифровым и аналоговым видеокамерам параметры, так и специфические, характерные только для сетевых устройств.

К первым относятся:

• разрешение;
• светочувствительность;
• угол обзора (фокусное расстояние);
• тип корпуса (форм фактор) и исполнение (уличное и внутреннее).

Помимо указанных ссылок выбор этих параметров рассмотрен здесь, поэтому в данной статье заострять на них внимание не будем.

Что касается специфических возможностей IP камер, то основополагающими являются:

1. Скорость формирования кадра.

В отличие от "аналога" цифровая передача изображения может осуществляться со скоростями значительно меньше 25 кадров в секунду. В зависимости от разрешения (зависимость обратно пропорциональная) в сетевых системах частота может быть и 15 и 10 кадров в секунду.

2. Алгоритм сжатия.

Здесь возможны два варианта:H.264 и MJPEG. Первый эффективнее и плотнее "пакует" видео. Но для его реализации требуется больше ресурсов и вычислительных мощностей, чем для технологии MJPEG.

Cледует делать выбор с учетом конкретных условий эксплуатации:

• разрешения камеры;
• скорости записи, требуемой глубины видеоархива и пр.

Оптимально, конечно, если камера видеонаблюдения поддерживает оба алгоритма – это дает свободу маневра при настройке и последующей эксплуатации.

3. Организация питания.

Для IP устройств доступна организация питания по технологии РоЕ (Power over Ethernet). Она позволяет передавать напряжение питание по одной витой паре с информационным сигналом.

Безусловно, это удобно, но требует применения соответствующих коммутаторов или отдельных РоЕ инжекторов.

4. Протокол передачи данных.

При выборе IP камеры этот момент следует учитывать обязательно для обеспечения совместимости оборудования. Но есть универсальное решение: технология ONVIF, оптимальный, кстати, вариант.

5. Дополнительные возможности.

Цифровые технологии позволяют реализовывать много полезных опций:

• организация аудиоканала (передача звука вместе с изображением);
• управление по информационной паре PTZ (поворотные устройства, варифокальные объективы);
• запись на встроенный носитель;
• реализация на стороне камеры детектора движения;
• беспроводная передача данных с использованием WiFi технологий.

Одни из них позволяет экономить на монтажных работах, другие – разгружают (экономят ресурсы) серверов, видеорегистраторов, снижают нагрузку на канал передачи данных.

Но в любом случае, каждая опция может стоит дополнительных денег, так что приобретать лишние возможности "на всякий случай", наверное, не нужно. IP камера видеонаблюдения и без того дорогое устройство.