КАКВИ КАМЕРИ ДА ИЗБЕРЕМ?


Развитието на съвременните технологии с бързи темпове и многото производители доведе до изключително голямо разнообразие при CCTV камерите за видеонаблюдение. Особено голямо разнообразие се забелязва не в професионалния сектор, а в този за масово потребление, където масово навлизат нови технологии, позволяващи по-високо качество и висока разделителна способност, както и предаване на видеосигнала на по-далечно разстояние. Съвременните камери трябва да отговарят на множество изисквания на потребителите, често и съвсем несъвместими на пръв поглед. Така например си противоречат изискванията за висока разделителна способност и качество на изображението с големината на записите, или разстоянието на което се наблюдава и ъгъла (площта), която се наблюдава и др. Разбира се и цената е от основно значение, тъй като качеството е съпроводено и с по-високи цени.

Основно ще разгледам двете основни групи камери в момента на пазара, а именно аналоговите и цифровите, познати още като IP или мрежови камери.

  1. Аналогови камери

При тези камери сигнала се формира както при телевизията, т.е. електронен лъч сканира  матрицата в определен брой точки (пиксели), след което формирания сигнал се обработва от процесор, за да се формира видеосигнала, който се подава по кабел или ефирно на регистриращото устройство (телевизор, DVR – Digital Video Recorder или компютър с кепчърна платка).

Освен познатите стандартни аналогови камери, съществуват три основни интерфейса, които позволяват предаването на аналогово видео в HD резолюция, аудио и данни по коаксиална линия. Това са HD SDI (High Definition Serial Digital Interface), HD TVI (High Definition Transport Video Interface) и HD CVI (High Definition Composite Video Interface) интерфейсите. Те се различават по начина на формиране и предаване на сигналите (видео, аудио и командни). И трите интерфейса позволяват предаването на видео във HD 720p (1 Mpix), 960p (1.3 Mpix) и 1080p (2 Mpix), но HD TVI и HD CVI са по-нови от HD SDI и поради тази причина имат множество предимства пред него. Те достигат резолюция до 2000-2500 TVL и се навлиза в сферата, запазена доскоро само за  мегапикселовите IP камери.

Най-важните са:

– Предаване на смесени и двупосочни видео/аудио/PTZ сигнали по един кабел;

– Позволява кабелни трасета до 300 м;

– Изображението от камерата е по-качествено от това на стандартните IP и HD SDI камери, понеже не се компресира предварително от камерата;

– Позволява по-ниски цени на оборудването – камери и рекордери, сравнено със същия клас IP камери за видеонаблюдение и NVR рекордери.

Недостатък на SDI, TVI и CVI камерите е, че те са по-скъпи и работят само със съответните DVR устройства, към които не могат да се включват обикновени аналогови камери. (Поради препокриването на способностите на тези три вида с възможностите на най-новите AHD камери, повече нама да ги разглеждам).

Аналоговите камери с HD резолюция (AHD – Analog High Definition) са разработени на основата на най-новата AHD технология. Те използват оптика и сензори с мегапикселова разделителна способност и осигуряват много качествено HD изображение, което достига 720p (1 Mpix), 960p (1.3 Mpix) и 1080p (2 Mpix). Аналоговия видеосигнал след като се формира, се преобразува с технология, подобна на използваната в цифровата телевизия DVB-T. По този начин се постига високо качество на изображението и няма амплитудни смущения и изкривяване на сигнала при предаване на голямо разстояние, без необходимост от ретранслация – до 500 м. по стандартна преносна среда (коаксиален кабел или усукана двойка). Друго предимство е, че могат да работят съвместно с други аналогови камери. Цената им е малко по-висока от обикновените аналогови, но е значително по-ниска от SDI, TVI или CVI камерите.

  • Разделителна способност

Това е един от основните параметри за разделителната способност на аналоговите камери.

Произвежданите в момента камери започват от 380 TVL и досигат до последните модели с 1200 TVL. Условно може да се разделят на камери с нормална резолюзия – до 480 TVL, висока – до 640 TVL, супер висока – от 700 до 1200 TVL и ултра висока до 2500 TVL.

С тези параметри са регламентирани следни резолюции за възпроизвеждане и запис:

Резолюция Width (Vertical Pixels) Ширина Height (Horizontal Pixels) Височина Total(Pixels)Общо(пиксели)
CIF 360 240 86400
2CIF 720 240 172800
VGA 640 480 307200
D1 720 480 45600
960H 960 582 558720
720p 1280 720 921600
1080p 1920 1080 2073600

 

Определено трябва да се отбележи, че често производителите, най-често китайските, лъжат за разделителната способност на камерите, разчитайки че потребителите намат възможност да докажат измамата.  Използва се некачествена оптика, която заедно с нискокачествени сензори значително снижават качеството на видеоизображението. Марковите камери на фирми като Hikvision, Dahua и други,  обикновено са качествени, но цените се двойно и повече по-високи.

Напоследък започна производството на ново поколение аналогови камери с висока резолюция – 960H, с нови CCD сензори (матрици) за изображението. Водещи в това отношение са SONY, с произвежданите от няколко години 960H CCD матрица и Effio DSP (процесор), както и последната разработка на SONY – IMX138 Sensor и SONY IMX238 Sensor + FH 8520 DSP, което позволява достигането на невероятните 1200 и 2000 TVL (това е почти 1 мегапиксел). Разбира се трябва да се отбележи, че за да се поддържа тази резолюция е необходим и съвременен 960H DVR, с възможност за обработка, възпроизвеждане и запис на такава резолюция.

Качеството на изображението и най-вече съответствието на цветовете много зависи от самата матрица – дали е CMOS или CCD технология. При някои от CMOS матриците има несъответствие в цветовете, най-вече при зеления и черния цвят, като понякога те излизат в сивкав оттенък. Това се компенсира с използването на IR Cut Filter за да се получат реални цветове.

Камерите с корейските сензори AHD OV9712 + NVP2431 и сензорите на Sony AHD IMX238 + процесори 2430 или 2431 постигат до невероятните 2500 TVL и до 2Mpix резолюции, доскоро достъпни само за IP камерите. Разбира се, този тип камери могат да покажат своите предимства само с AHD видеорекордери, които обаче могат да работят едновременно и с камери с по-ниска резолюция. Цената обаче на AHD устройствата е малко по-висока от обикновените аналогови текива, но доста по-ниска от SDI, TVI и CVI устройствата (които работят само със съответния тип камери), което може да е в пъти, а качеството е съизмеримо.

  • Фокусно разстояние на обектива

Много важно влияние за качествено видеонаблюдение оказва обектива на видеокамерата. Той фокусира изображението върху матрицата. Основен параметър, който е валиден не само за аналоговите, но и за цифровите камери е фокусното разстояние на обектива.

Произвеждат се основно няколко вида обективи – с фиксирани лещи, варифокални обективи с променливо фокусно разстояние, широкоъгълни и др.

Фиксираните обективи основно са със стандартно фокусно разстояние 2.8, 3.6, 4, 6, 8, 12, 16, 25 мм и повече.

Варифокалните обективи са със стандартно променливо фокусно разстояние от 2.8 мм до 8, 12, 15, 25, 60 мм и повече. Възможно е да се срещнат и с различен стандарт.

Особено важно е да се знае, че колкото по-голямо е фокусното разстояние, толкова повече се приближава обекта, т.е. може да се наблюдават повече подробности на по-голямо разстояние. Това обаче има слаба страна, тъй като с увеличаване на фокусното разстояние се намалява ъгъла на наблюдение. Изменението му може да се прецени от следната таблица:

Фокусно разстояние 2.8mm 3.6mm 4mm 6mm 8mm 12mm 16mm 25mm
Ъгъл 89.9° 75.7° 69.9° 50.0° 38.5° 26.2° 19.8° 10.6°
Разстояние 0-4м 0-5м 0-6м 5-10м 10-20м 20-35м 35-50м 50-80м

По нагледно това е видно на следната диаграма:

Diagrama

Използването на широкоъгълни обективи с по-голямо фокусно разстояние е нецелесъобразно, защото при тях неминуемо се появява изкривяване на образа, особено при тези от по-ниския ценови клас.

  • Вид на камерите

По своето предназначение камерите могат да се класифицират по няколко показателя:

местоположение на монтажа – за външен (Outdoor) или вътрешен (Indoor) монтаж,  като съответно тези за външен монтаж трябва да са устойчиви на външните условия (Waterproof/Weatherproof ) – високи и ниски температури, висока влажност, прах и т.н. Те могат да се използват и за вътрешен монтаж. Камерите могат да са с метален или пластмасов корпус. Обикновено тези с метален такъв са вандалоустойчиви (Vandalproof), т.е. те са защитени от външни посегателства – по-здраво и скрито закрепване, скрито подвеждане на кабелите, по-здрави предпазни стъкла и се използват на места, където е възможно да бъдат умишлено повредени.

външен вид на камерите: куполни (Dome camera), булет (Bullet camera), с или без IR осветление за нощно виждане,  бокс (Box camera), PTZ, вградени, мини и микро, скрити и др.

  • Куполните камери обикновено са за вътрешен монтаж, но има и за външен. Тези и булет камерите най-често имат вградени инфрачервени светодиодни прожектори, които автоматично се включват при затъмняване и позволяват наблюдение и запис при пълна тъмнина. Разстоянието, на което осветяват зависи от броя и типа на светодиодите и може да се определи на до 5, 15, 25, 50 и 100 метра. Светодиодите могат да бъдат с диаметър 5, 8, 12, 25 мм или Arrey, в зависимост от мощността и далечината, на която осветяват. Arrey светодиодите, които се монтират на камерите са по-малко на брой и са с по-голям диаметър, но дават достатъчна за наблюдение и по-разпръсната светлина, т.е. не се образува бяло петно, което нарушава образа (заслепява) при наблюдение на обекти в близост до камерата.
  • Бокс камерите не са влагоустойчиви и по тази причина се монтират в кожух при външен монтаж. Те се произвеждат без обектив, поради което той трябва да се монтира допълнително. Обективът може да е с ръчен или автоматичен зуум, с различно фокусно разстояние. Тези камери обикновено са качествени и с висока резолюция, и се използват за разпознаване на лица, номера, на каси в магазини и други места, където се изисква да се наблюдават повече подробности. При тях няма монтиран светодиоден IR прожектор, поради което при необходимост за нощно наблюдение се монтира допълнителен такъв.
  • PTZ (Pan, Tilt, Zoom) са тези камери, които могат да се движат в хоризонтална и вертикална плоскост и са с варио обектив (не е задължително). По този начин се наблюдава по голямо пространство и се заместват няколко камери. Неудобството при тях е, че се записва само областа, в която са насочени, което ги прави неудобни за регистрация на събитията на голяма площ и е целесъобразно приложението им при непрекъснато наблюдение с оператор.
  • Вградените камери са малки и са пригодени за вграждане в окачени тавани или други плоскости (гипсокартон или фазер), като окабеляването е скрито. Те обикновено са за наблюдение на близко разстояние само на осветени места и се използват в ресторанти, офиси, магазини и други места, където се изисква по-незабележим и ненатрапчив монтаж.
  • Скритите камери обикновено са мини и микро, използват се за скрито наблюдение и са монтирани в различни предмети, като пожароизвестителни, PIR или СОТ датчици, часовници, картини, огледала, химикалки, ръчни часовници, очила, запалки, ключодържатели и др. Често те са в комплект със записващи устройства, за да може да се постигне автономност и да се избегне окабеляването. Записът се осъществява на микро SD карта и продължителността зависи от капацитета на батерията и този на картата.

– Други параметри, оказващи влияние на качеството на видеонаблюдение

Производителите разработват непрекъснато нови и нови технологии, които повишават качеството, чрез избягване на някои слабости, породени от различните обстоятелства. Такива са Автоматичен баланс на бялото (Automatic White Balance – White BAL); Автоматично регулиране  нивото на сигнала (Auto Gain Control – AGC); Широк динамичен обхват (Wide Dynamic Range – WDR); Цифрова стабилизация на образа (Digital Image Stabilization Function); Автоматичен баланс на бялото (Automatic White Balance – White BAL); Защита от мъгла (Defog function); Компенсация на задно осветление – заслепяване (Backlight Compensation); Компенсация на шума (Digital Noise Reduction) и др.

  1. Цифрови камери

Цифровите камери са познати още като IP, мрежови или мегапикселови камери. При тях видеосигнала се формира по подобен начин както при аналоговите камери – обектива фокусира образа върху матрицата, но там няма обхождане на сензорите от електронен лъч по TVL, а всеки един пиксел във всеки един момент има информация за изображението, след което се преобразува в дигитален вид и така формирания видеосигнал се предава до регистриращото и записващото устройство по Интернет. Това позволява те да могат да се използват самостоятелно, без да има DVR или друго устройство в района на видеонаблюдението. Видеопотокът се предава по Интернет мрежата и може да се стриймва до разположен на друго място HVR/NVR (хибриден или мрежов DVR) или компютър, където да се наблюдава и записва. Това е много голямо предимство, защото записите не могат да бъдат откраднати или манипулирани, както може да се случи с DVR и потребителя ще може да види какво се случва даже при унищожаване или кражба на камерата. Камерите може да се настроят за задействане за запис по график, само при констатиране на движение, при алармен сигнал или непрекъснато.

Другото много голямо предимство е  високата резолюция, която може да поддържат. Те може да бъдат 720р, което реално е 1 мегапиксел, 1080p – 2 мегапиксела и повече. По тази причина често ги наричат мегапикселови камери. Високата резолюция и изключително реалните цветове позволяват те да се използват за разпознаване на лица, номера на коли и други подробности. Снимка (snapshot) направена с такава камера при преглед на компютър може да се увеличава, като значително по-малко се губят подробностите, както и да се извършва обработка на самите изображения.

Свързването на камерите към Интернет може да се извършва директно по кабел или безжично чрез WiFi или жично към рутер, по статичен или динамичен IP адрес, с PPPOE или чрез Е-Cloud (Облак) технология, което облекчава много инсталацията, управлението и използването им.

За вътрешно управление обикновено се използват PT (pan, tilt) IP камери, жаргонно понякога наричани роботчета, които могат да се движат във вертикална и хоризонтална плоскост, и обикновено имат и вграден микрофон. По тази причина са подходящи за магазини, кафенета, офиси, цехове и други закрити обекти. Неудобството им е, че обикновено са с фиксиран обектив, с малко фокусно разстояние и по-ниска резолюция, както и с малък брой IR светодиоди (ако ги има), което ги прави подходящи за наблюдение само на по-малки площи.

IP камерите за външен монтаж са много разнообразни: с фиксирани обективи с различно фокусно разстояние или с PTZ, които се командват от оператор/потребител по Интернет, с голям спектър от IR светодиодни прожектори, способни да осветяват на различни разстояния.

Друго голямо предимство е, че притежават функция за изпращане на е-mail до зададена електронна поща, което при съвременните смартфони ще алармира собственика за случващо се събитие. По-напредналите в IT технологиите потребители могат да формират изпращането на SMS към обикновен мобилен телефон, чрез техниката Е-mail – SMS, която се поддържа от някои мобилни оператори. Всичко това ги прави много подходящи за използване в сигнално-охранителната дейност.

Независимо от по-високата си цена, с тези си предимства системите за видеонаблюдение с IP камерите в комплект с HVR/NVR са по-подходящи, за тези които могат да си го позволят от аналоговите системи за видеонаблюдение с обикновен DVR, предвид значително по-доброто качеството на изображението, сигурността и лесното им използване.