Рынок видеонаблюдения: направления развития, новые форматы сжатия и стандарты

Рассмотрим технологические тренды, определяющие развитие рынка в/наблюдения на несколько лет вперед.

В последнее время ряд компаний презентовала реинкарнацию аналогового в/наблюдения высокого качества. Были представлены три основных стандарта: HD-TVI, HD-CVI и наиболее новый формат AHD видеонаблюдение. Любой из этих форматов обеспечивает передачу по коаксиальному кабелю в/сигнала высокой четкости и не требует настройки подсоединения в/камер к записывающему устройству. Форматы одинаково позиционируются – как предназначенные для потенциальных покупателей, являющимися пользователями систем аналогового видеонаблюдения, – у которых появилась необходимость улучшения видеоизображения до сопоставимого с разрешения 720p или 1080p, используя имеющуюся кабельную инфраструктуру, обновив при этом только конечные устройства.
Вторым целевым сегментом этих форматов являются интеграторы и монтажные организации, имеющие опыт в проектировании, настройке и инсталляции аналоговых систем в/наблюдения и не изучившие еще IP-технологии.
Преимущества аналоговых систем видеонаблюдения нового поколения
В материалах маркетинга упор делается на несколько преимуществ представленных форматов HD-TVI, HD-CVI и AHD по отношению к IP-решениям.
1. Можно использовать существующую инфраструктуру аналоговых систем.
Действительно, предлагается возможность использования установленной инфраструктуры, однако кабельная продукция существующей системы должна быть высокого качества, а конкретно не ниже RG-59, что далеко не всегда имеется.
2. Не требуется настраивать подключение
При запуске устройств на основе “новой старой аналоговой” системы не надо настраивать каждую камеру, достаточно подключить ее к регистратору, и она сразу покажет изображение. Однако, учитывая, что эти стандарты проталкиваются коммерческими фирмами, то на сегодняшний день, они взаимно несовместимы, и выбирая какой-нибудь стандарт, заказчик становится заложником одного производителя.
3. Длина линий без потери качества достигать может до 300 м
По утверждениям производителей, форматы HD-TVI, HD-CVI и AHD обеспечивают гарантированное качество картинки на расстояние до 500 м при применении кабельной продукции RG-59. При этом надо отметить, что для кабеля RG-58, которым проложено большое число объектов дальность передачи изображения без потери качества снижается до 250–300 м, что, все равно выше 100 метрам, предлагаемых в сегменте IP-видео.
“3 в 1”, как шампунь
Сегодня производители обещают доработать в будущем формат для одновременной трансляции не только видео, но и аудио, а также сигналов управления по видеокабелю. Сегодня такое оборудование пока не представлено на рынке, для этого, видимо, требуется какое-то время.
Ценовые преимущества
Разработки на основе HD-TVI, HD-CVI и AHD относительно недорогие, хотя наиболее дорогим является решение HD-TVI от Hikvision, средним по стоимости – HD-CVI от Dahua – и наиболее эффективным по цене оказался формат AHD NextChip.
В итоге можно получить вывод, что новые форматы аналогового в/наблюдения HD-TVI, HD-CVI и AHD с точки зрения преимуществ практически идентичны для инсталляторов и конечных пользователей. Однако в идеологии имеются отличия, и открытость формата AHD для всех производителей видеооборудования в совокупности с наиболее низкой стоимостью, станет, вероятно, главным преимуществом для продвижения в дальнейшем этого стандарта на сегодняшнем рынке в/наблюдения в отличие от стандартов HD-TVI и HD-CVI. Но давайте вернемся в мейнстрим – IP-в/блюдение, где сейчас за пиксели начинается нешуточная борьба.
Больше пикселей, “разных и хороших “. Разрешение UltraHD 4К
Последнее время стала часто появляться информация о новых проектах в разрешении 4К и 8К. Что это за форматы? Эти стандарты разрешения являются вполне закономерным продолжением развития бытовой видеоэлектроники (в том числе домашних кинотеатров и телевизоров) в условиях непримиримой конкуренции, которая стимулирует на новое оборудование спрос. Идея новинки заключается в том, что благодаря увеличению пикселей мы получаем в изображении меньшую дискретность, и в результате получается более качественная картинка с высокой детализацией. При этом, детализация настолько качественная, что глаз человека не видит отдельные пиксели, даже при просмотре изображения с близкого расстояния. Получается эффект реального “погружения”.
Формат 4К является новым стандартом для цифрового кинематографа, используемого в компьютерной графике. Он встречается с обозначением, Ultra High Definition, UltraHD или UHD, с добавлением иногда 4К.
В эру цифровых технологий определение качества картинки применяется в пикселях, то есть число точек, из которых создается на экране монитора или телевизора изображение. Соотношение сторон используется в формате, ставшим уже стандартным, 16:9, что равносильно разрешению 3840х2160 пкс с обозначением формата, как UltraHD 4K. Формат 4К превосходит в два раза по горизонтали и вертикали разрешение FullHD, в итоге создается изображение, по площади в четыре раза превосходящее FullHD. Сегодня это ощутимый шаг в повышении качества картинки для демонстрации фильмов и изображений. Если 3D с разрешением FullHD представляет собой простое преображение картинки за счет добавления глубины, то стандарт 4K дает изменение восприятия картинки, увеличивающее качество изображения до неотличимого от реальности.
Откуда же новый стандарт появился? Начало положено было в 2012 г., после определения требований к устройствам с разрешением 4К ассоциацией потребителей электроники (CEA). Стандарт предполагает, что картинка должна быть с разрешением не менее 8 Мпкс (4 х FullHD) с частотой кадров от 24 до 120 кадр/сек и глубиной цвета более 8 бит. Для передачи изображения применяется кабель HDMI.
8K, или еще больше число пикселей
Возникает вполне логичный вопрос: а существует ли формат для картинки, который соответствовал бы изображению, по аналогии состоящему из четырех 4K? Надо отметить, что действительно, такой формат существует под названием 8К и сегодня используется он только в компьютерной графике и сверхчетком цифровом кинематографе. Формат 8K UHD (4320p) обеспечивает разрешение 7680х4320 пкс, что примерно соответствует 33 Мпкс. Для сравнения –площадь кадра 8К равен 16-ти изображениям FullHD.
В 2013 году на выставке электроники. компания Sharp представила первый телевизор с дисплеем 8К.
Совершенствование технологий в сегменте электроники потребительского рынка с некоторым временным опозданием появляется на узкопрофессиональных рынках, в том числе на рынке видеонаблюдения. Компании-разработчики в/камер все чаще включаются в погоню за пикселями, и в отрасли видеонаблюдения появляются все новые заявляют о создании нового поколения IP-камер с разрешением 4K.
Увеличение пикселей – вызывают проблемы
Что же потребителю делать, следя за внедрением новых технологий на рынке безопасности? Ему приходится задуматься и подсчитать, что при 4-х кратном увеличении разрешения против формата FullHD на сервер, рассчитанный на работу 16-ти камер FullHD, он сумеет подключить всего четыре в/камеры с разрешением 4K.
То же самое придется сделать для подсистем: локальной сети трансляции данных, средств обработки потока видео, системы отображения и хранения. Для восприятия масштаба – относительно недорогой телевизор FullHD с диагональю в 40” сейчас можно приобрести за 20 тыс. руб., а монитор в разрешении UHD 4K стоить будет в 3–4 раза дороже. Соответственно, видеооборудование и другая специализированная техника еще дороже будет.
А как же стандарт 8K? Здесь мы сможем подключить всего лишь одну камеру в разрешении 8K. Ресурсы потребуются и для локальных сетей, серверов отображения и архива. При появлении новейших технологий, как бывает всегда, первое оборудование стоит огромных денег, поэтому наиболее разумный шаг, надо год–два подождать, когда наладится массовое производство и конкуренция сделают применение разрешений на основе 8К экономически оправданным. По отзывам покупателей телевизоров UHD 4К, смотрящих фильмы в -качестве FullHD в режиме интерполяции, новое разрешение заметно ощущается, как более высокое, хотя, не исключено, что присутствует эффект самовнушения.
В любом случае – это новая планка от флагманов телеиндустрии на очередные пару лет, на которую будут равняться остальные производители.
Новые стандарты сжатия. H.265
Стремление компаний увеличить в камерах число пикселей возникает проблема передачи и хранения отображения. Необходим очередной шаг в совершенствовании кодека H.264, который в свое время позволил рынку перейти на стандарт изображения FullHD. Благодаря наметившимся направлением к переходу на формат UltraHD 4K, снова актуализируется вопрос создания новых стандартов для сжатия информации.
Новый формат H.265 утвержден был в 2013 г. и является очередным поколением формата сжатия H.264. Причем кодек H.265 по сравнению с предыдущей разработкой эффективнее на 30–35% и работает с в/контентом, имеющим разрешение до 8К. Важным отличием является то, что кодек работает с прогрессивной разверткой, так как сегодня чересстрочная развертка дисплеев применяется редко, хотя поддержка такого режима еще сохранилась. В данном формате используется профили: Main, Main 10 и профиль для обработки статичных изображений.
Внедрение нового стандарта является вопросом времени, однако это снова приведет пользователей к новым затратам. Так, например, для отображения видеоинформации, сжатой в новом формате, нужны серверы для декодирования, более мощные, чем при формате H.264. Выиграл в одном – проиграл в другом, никто не отменял закон равновесия.
Пока камер с новым стандартом сжатия мало, да и работают они не очень стабильно и “сжимают” порой хуже, чем настроенные IP-камеры со стандартом H.264. Однако есть все предпосылки для скорого перехода на H.265 всех производителей.
Альтернатива камерам видеонаблюдения сверхвысокого разрешения
Сегодняшний рынок демонстрирует увеличение разрешения при высокой детализации в двух основных вариантах.
Первый вариант, уже нами рассмотренный, заключается в использовании видеокамер с большим разрешением, то есть с большим числом пикселей в корпусе устройства.
Второй вариант предполагает применение мультифокальной системы. Данная система представляет собой набор в/камер с разными объективами, предназначенными для получения сверхвысокой детализации картинки путем объединения изображений с ПО с нескольких в/камер, каждая из которых наблюдает за своим участком. Одним из представителей такой системы является Panomera. Это решение хорошо работает при наблюдении за трибунами болельщиков на стадионах для в/наблюдения, где нужна высокая детализация изображения.
Положительным моментом в варианте сверхвысокого изображения является то, что нивелируется частично стоимость такого решения. Как и при работе со сложным специализированной системой такого класса, не надо забывать о привлечении на каждом этапе производителя: инсталляции, юстировки, настройки, что логично складывается в стоимость приобретения и эксплуатации системы.
Приведем пример: – при выходе из строя в мультифокальном блоке одной видеокамеры вам придется ожидать с завода-изготовителя специализированной поставки для замены такого же блока. Хотя, надо отметить, что все это мелочи, по сравнению с картинкой высокого качества, которую вы получите на выходе.
Во втором варианте получения в/картинки очень высокого качества для решений с ограниченным бюджетом (парковка перед атриумом или торговым центром, входная зона здания офиса или площадь городская) используется ПО, позволяющее в единую панораму “склеить” изображения от нескольких стандартных в/камер, причем в данном случае, могут использовать даже в/камеры от разных производителей. А при установке системы на финальном этапе панорамные настройки изображения можно подрегулировать относительно друг друга встроенным видео-редактором. В итоге в бюджетном сегменте создается панорамное изображение, то есть эту схему можно использовать на любых объектах. Технология “склейки” видеокартинки ImageFusion, например, вообще встроена бесплатно от NUUO в решение CrystalTitan.
Использование данной технологии применяется, как на парковках, так и на спортивных объектах и даже в офисных зданиях, благодаря чему можно увидеть в панораме всю входную группу на основе стандартных в/камер. Причем можно быстро заменить поломанную видеокамеру от любого производителя.
Увеличение количества камер видеонаблюдения и использование их высокой четкости требования к серверам повышает, и один из вариантов разрешения этой задачи является виртуализация.
Виртуализация – для крупных систем новое направление
Виртуализация – это набор логического объединения вычислительных ресурсов, абстрагированное от аппаратной работы и обеспечивающее логическую независимость вычислительных процессов, которые выполняются на отдельном физическом ресурсе.
В качестве примера применения виртуализации можно запустить на одном компьютере несколько виртуальных серверов, причем каждая созданная виртуальная система работает со своими ресурсами (оперативная память, процессор, устройства хранения), обеспечением общего ресурса управляет гипервизор или хостовая ОС. Виртуализации могут подвергнуться сети передачи информации, архивные сети, прикладное и платформенное ПО.
Тем самым создается независимая от физической программа (виртуального) окружения, в котором выполняется прикладное ПО. Это открывает большие возможности для виртуальных машин, виртуализации приложений и ресурсов. Виртуализация в системах в/наблюдения – это возможность более эффективного применения существующих ресурсов в компании, так и гибкого администрирования решения на основе единой платформы.
Наиболее эффективной виртуализацией можно считать использование в качестве гипервизора VMware и систем на основе Linux, как гостевых ОМ, благодаря чему обеспечивается наиболее оптимальная работа, стоимость решения и его гибкость.
Надежность работы систем видеонаблюдения
Для крупных систем в/наблюдения вопрос надежности очень важен, особенно на важных объектах, где система должна функционировать беспрерывно.
Существует два варианта повышения надежности – через виртуализацию или выбор системы, со встроенной отказоустойчивостью. Рассмотрим оба способа.
Отказоустойчивость на основе кластера
Плюсом виртуализации можно назвать возможность кластеризации – это объединение однородных элементов, к примеру, серверов, которое рассматривается в виде самостоятельной единицы, обладающей избыточностью ресурсов. Есть платформы, дающие возможность виртуальную машину переносить с одного севера на другой, при этом ее работа не прекращается.
Отказоустойчивость на уровне приложения
В этом варианте программный комплекс, установленный для видеонаблюдения, должен быть обеспеченным функцией замены вышедшего из строя сервера “своими силами”.
При выборе варианта отказоустойчивости, необходимо обратить внимание на такие параметры:
надежность (требования к архитектуре и структуре реализации отказоустойчивости);
время срабатывания (требования ко времени запуска запасного сервера);
стоимость (совокупность ценовых факторов)
Векторы развития рынка видеонаблюдения
Совершенно ясно, что со временем число пикселей в видеокамерах будет расти, внедряться будут новые стандарты, например, такие, как UltraHD 8K, которые предлагают новый уровень восприятия. При этом будут повышаться требования к интегратору системы, так как все элементы видеонаблюдения соответствовать должны повышенным требованиям высокого разрешения. Это и более эффективные стандарты сжатия, например, Н.265, и более надежные и объемные хранилища для архива, и увеличенные требования к сетям передачи информации и серверам отображения.
Все больше число компаний появляется на рынке видеонаблюдения, принося с собой применяемые широко ИТ технологии, например, виртуализацию и облачные сервисы, пытаясь свой опыт передавать к требованиям и задачам рынка безопасности. Этот тренд будет развиваться и усиливаться, укрупняя и усложняя системы в/наблюдения. Все это требует применение решений и VMS, спроектированных изначально для решения таких задач, например, разработанных специально для виртуальной среды.
При формировании крупных систем встают остро вопросы бесперебойной работы, даже при выходе из строя части инфраструктуры и отказоустойчивости. Одним из вариантов работы является использование продвинутых гипервизоров, на подобии VMware, или других бюджетных вариантов, обеспеченных встроенной для решений отказоустойчивой архитектурой, требующей увеличенной надежности. Конечно, здесь важны проблемы защиты от вирусов, а учитывая введение санкций необходимо решать вопрос операционной системы, на основе которой функционирует видеонаблюдение. Поэтому, вполне логично изначально выбрать ОС Linux VMS, которые по качеству, удобству и функционалу не уступают приложениям Windows, и стоят при этом дешевле и не так требовательны к компьютерному “железу”. Учитывая вышеперечисленные точки зрения, такой выбор будет наиболее оправдан. Удачи в проектах!


https://www.gradsb.ru/ https://www.gradsb.ru/


Рынок видеонаблюдения: направления развития, новые форматы сжатия и стандарты

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *