Вопросы и Ответы

IP-видеокамера ― это видеокамера, имеющая встроенный веб-сервер, сетевой интерфейс (Ethernet или Wi-Fi) и подключающаяся непосредственно к LAN/ WAN/ Internet сети. Многие IP-камеры имеют такие дополнительные функции как: детекторы движения, отправка сообщений по e-mail, работа с модемом, подключение внешних датчиков и многое другое. Пользователи могут обращаться к камере посредством стандартного веб-браузера или специального программного обеспечения, как правило, поставляемого вместе с камерой. В зависимости от настроек и политики сетевой безопасности, доступ к видеоизображению, полученному IP-камерой, может быть открыт всем пользователям сети или только авторизованным пользователям.

Главное отличие IP-видеокамеры от обычной аналоговой камеры видеонаблюдения ― это наличие в IP-камере встроенного кодера, который преобразует сигнал светочувствительной матрицы в цифровой поток. В аналоговой камере сигнал со светочувствительной матрицы непосредственно подается на выход видеокамеры.

Массовый процесс перехода на цифровые решения идет во всех отраслях, связанных с обработкой и передачей информации. Еще недавно цифровые системы не могли соперничать с аналоговыми: то есть запись, и передача информации осуществлялась только в аналоговом виде (например: бытовые магнитофоны и видеомагнитофоны, телефонные станции, телеграф). Однако, благодаря непрерывному прогрессу в области электроники, шел непрерывный процесс перехода от «аналога» к «цифре». 

Цифровой сигнал легче обрабатывать, проще хранить и воспроизводить, он не подвержен искажениям в процессе передачи информации (вспомните качество изображения при многократной перезаписи видеокассет и сравните его с качеством видео, записанного на DVD, которое не зависит от того, сколько раз этот DVD перезаписывался). Поэтому аналоговые системы постепенно уходят в прошлое. Уже не выпускаются аналоговые видеомагнитофоны, аналоговые телефонные станции, аналоговые сотовые телефоны и тому подобное. Постепенно прогресс дошел и до области работы с видеосигналом. 

Сейчас уже сложно найти в продаже видеокассеты, идет переход эфирного телевидения на цифровое вещание (должно завершиться в США и Японии в 2010 году), то есть аналоговое телевидение сдает свои позиции. 

В области охранных систем видеонаблюдения так же идет переход от аналогового видеонаблюдения к системам видеонаблюдения на основе цифровых IP-камер.

IP-камера похожа на аналоговую камеру, но имеет дополнительные узлы в своем составе. 
 

В качестве светочувствительной матрицы используется полупроводниковая CCD или CMOS-матрица, преобразующая падающий свет в выходной электрический сигнал. 

Объектив ― это система линз, предназначенная для проецирования изображения объекта наблюдения на светочувствительный элемент камеры. Объектив является неотъемлемой частью камеры, поэтому от правильности его выбора и установки зависит качество видеоизображения. 

Процессор обработки видеосигнала предназначен для обработки сигнала, поступающего со светочувствительной матрицы, преобразование его в цифровой вид и может улучшать качество изображения камеры. 

Микрофон и звуковой выход ― в аналоговой системе передача звука невозможна, разве что в случае прокладки соответствующего кабеля к цифровому видеорегистратору. Сетевая IP-камера решает эту проблему путем регистрации звука самой камерой, синхронизации его с видеосигналом и отправки его для прослушивания и/или записи по той же сети. Аудиосвязь может быть полностью двунаправленной, что позволяет собеседникам вести разговор через переговорные устройства. Такие звуковые устройства дешевы и легки в установке. 

ОЗУ (оперативное запоминающее устройство ― оперативная память) ― служит для хранения временных данных. Многие IP-камеры имеют так называемый видеобуфер. Это часть ОЗУ, зарезервированная для записи и временного хранения видеокадров. Информация в видеобуфере обновляется циклически, то есть, новый кадр записывается вместо самого старого. 

Флэш-память хранит редко перезаписываемые данные, например, настройки камер и прошивку, управляющую работой IP-камеры. 

Сетевой интерфейс Ethernet служит для подключения IP-камеры к сети стандарта Ethernet 10/100 Мбит/с. 

Беспроводной интерфейс служит для подключения IP-камеры к беспроводной сети Wi-Fi и позволяет осуществлять наблюдение там, где затруднено кабельное подключение или необходима полная мобильность. 

Тревожные входы/выходы служат для подключения к веб-камере датчиков тревоги. При срабатывании одного из датчиков генерируется сигнал тревоги, в результате чего процессор веб-камеры компонует набор кадров, записанных в видеобуфер до, после и в момент поступления сигнала тревоги. Этот набор кадров может отсылаться на заданный e-mail адрес или по FTP. 

Каждая IP-видеокамера имеет свой собственный IP-адрес, встроенный процессор и встроенное программное обеспечение, что позволяет ей функционировать как веб-сервер, FTP-сервер, FTP-клиент и клиент e-mail. Современные сетевые видеокамеры имеют также множество дополнительных привлекательных функций, таких как детектор движения, вход/выход тревоги и передача звука.

Светочувствительные матрицы (сенсоры) бывают двух основных типов ― CCD (ПЗС) и CMOS (КМОП). 

• CCD (Charge-Coupled Device) матрица ― это светочувствительная матрица, изготовленная по технологии «приборов с зарядовой связью».
• CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) матрица ― это светочувствительная матрица, изготовленная по технологии комплементарной металл-оксид-полупроводник структуры (КМОП).

Матрицы CMOS гораздо более дешевые по сравнению с CCD-матрицами. На основе технологии CMOS можно делать сенсоры с большим количеством мегапикселей, и стоить они будут недорого (по сравнению с CCD). Но шумы CMOS-матрицы пока не могут обеспечить изображение такого качества, которое наблюдается у камер с CDD-матрицами, хотя в последнее время в этом наметился прогресс. 

Так как CMOS-матрицы дешевле CCD, производители IP-камер очень часто вместо стандартных CCD-матриц для видеонаблюдения используются более дешевые CMOS-сенсоры, особенно этим «славятся» производители, для которых IP-видеокамеры являются побочным продуктом. Хотя CMOS-сенсоры имеют более низкую чувствительность и не слишком хорошую цветопередачу, их использование позволяет сильно удешевить устройство, поскольку эти сенсоры представляют собой «все в одной микросхеме» с цифровым выходом данных. Так что единственный плюс такого решения ― это его цена, на что обычно и смотрят в первую очередь неопытные покупатели. Однако, пока IP-камеры с CMOS-матрицами не могут обеспечить такой чувствительности, как IP-камеры с CCD матрицами, хотя прогресс в качестве изображения заметен.

Данная аббревиатура используется при обозначении разрешения цифровых систем записи видеосигнала:

• QCIF — 176x144 пикселей
• CIF — 352x288 пикселей
• 2CIF (то же, что и Half D1) — 704х288 пикселей
• 4CIF (то же, что и D1 — 704х576) — пикселей

Светочувствительность (или просто — чувствительность) матрицы характеризует степень ее реакции на условия окружающего освещения, то есть, чем меньшее количество световой энергии необходимо для получения нормального изображения, тем выше светочувствительность матрицы. 

Матрицы могут иметь различную светочувствительность, то есть способность работать при меньшем количестве света, и чем она меньше, тем более чувствительна матрица. Причем существуют матрицы «день/ночь», способные при падении освещенности переходить в режим черно-белого изображения, при этом также возможно включение инфракрасной подсветки камеры для продолжения наблюдения в полной темноте. 

Самая частая причина получения изображений низкого качества — плохая освещенность объекта. Вообще, чем лучше освещенность, тем лучше изображение.

Люкс — стандартная величина для измерения освещенности.

В характеристиках камер всегда указывается МИНИМАЛЬНЫЙ уровень освещенности, при котором камера еще что-то видит, однако, это не значит, что изображение, выдаваемое камерой в это время, будет высокого качества. Рекомендуется выбирать чувствительность камеры большей, по крайней мере, в 10 раз, чем предполагаемый минимальный уровень освещенности.

Камеры на основе черно-белых матриц часто выбирают профессионалы старой закалки при модернизации аналоговой системы видеонаблюдения до цифровой. 

Применение таких матриц целесообразно в том случае, когда цветное изображение получить все равно невозможно из-за недостатка освещенности, а так же, если информация о цвете объектов наблюдения не является критичной. 

Черно-белые матрицы до сих пор являются наиболее чувствительными и позволяют использовать видеокамеры на их основе в местах с очень слабым освещением даже при отсутствии подсветки наблюдаемых объектов.

В состав сетевой камеры входит схема компрессии видео, аудио (при наличии микрофона). Он преобразует сигнал, поступающий со светочувствительной матрицы и микрофона в цифровой вид для дальнейшей передачи по сети. Кроме того, он кодирует (сжимает) изображение, так как передача несжатого изображения требует слишком много ресурсов и на практике не используется. 

Если локальная сеть, к которой подсоединена IP-камера, имеет ограниченную полосу пропускания, то во избежание переполнения сетевого трафика целесообразно сокращать объем передаваемой информации, снизив либо частоту передачи кадров по сети, либо разрешение кадров. Большинство форматов сжатия, которые используют IP-камеры, обеспечивают разумный компромисс между этими двумя способами решения проблемы передачи видео по сети. Известные на сегодняшний день форматы сжатия позволяют получить оцифрованный поток с полосой пропускания 32 кб–4 Мб (при такой полосе пропускания потоки видеоданных могут работать параллельно с другими потоками данных в сетях). 

В зависимости от способа кодирования (кодека, формата сжатия) может изменяться качество транслируемого изображения и требуемая пропускная способность сети.

Кодек (формат) MPEG-4 был специально разработан для передачи высококачественного изображения через каналы с относительно низкой пропускной способностью, такие как Интернет или мобильная телефония. Его основные особенности:

• Устранение временной избыточности видео, учитывающее тот факт, что в пределах коротких интервалов времени большинство фрагментов сцены оказываются неподвижными или незначительно смещаются по полю.
• Устранение пространственной избыточности изображений путем подавления мелких деталей сцены, несущественных для визуального восприятия человеком.
• Использование более низкого цветового разрешения, так как установлено, что глаз менее чувствителен к пространственным изменениям оттенков цвета по сравнению с изменениями яркости.

Беспроводной интерфейс позволяет подключить IP-камеру к Wi-Fi сети по радиоканалу. 

Беспроводной доступ дает возможность развертывания системы видеонаблюдения там, где прокладка традиционной кабельной системы невозможна, нежелательна или экономически нецелесообразна, например, в архитектурных или культурных памятниках, на выставках, в труднодоступных местах и тому подобное. 

Самый доступный и недорогой вид беспроводной связи — технология Wi-Fi в соответствии со стандартами IEEE 802.11b и IEEE 802.11g. В стандарте Wi-Fi передача данных производится на частоте 2.4-2.5 ГГц со скоростью до 54 Мбит/c (реальная скорость связи в несколько раз меньше, но ее все равно достаточно для качественной передачи видеоизображения и звука с нескольких IP-видеокамер) на расстоянии до 30 км. 

Для организации беспроводной связи по Wi-Fi требуется наличие прямой видимости, если связь осуществляется на расстоянии более 50 метров и комплект оборудования для организации связи. 

При этом наличие прямой видимости между антеннами, если расстояние между ними более 50 метров, являетсяОБЯЗАТЕЛЬНЫМ условием! Если прямой видимости нет, можно попытаться обеспечить ее, подняв антенны повыше, изменив места расположения антенн или искать другие пути решения организации связи.

IP-камеры часто имеют контакты входов и выходов тревоги, которые позволяют подключить к камере внешние датчики (например, датчики повреждения окна или окон, датчики открывания двери и тому подобное), при срабатывании которых, камера выполняет определенные действия, например, начинает запись изображения. 

К выходам тревоги можно подключить исполнительные устройства, включающиеся при срабатывании датчика движения камеры или по команде оператора, например — сирены, прожекторы и многое другое.

Детектор движения — это модуль, основной задачей которого является обнаружение движения объектов в поле зрения камеры. Наличие детектора движения является значительным преимуществом любой из моделей сетевых IP-камер. В зависимости от задач видеонаблюдения, детектор движения настраивают с предельной минимизацией ложных срабатываний (фильтрацией помех), задают гибкую логику обработки тревог (тревожная запись, интеграция с другим охранным оборудованием, отправка сообщение на e-mail, FTP и многое другое). 

При появления движения в кадре и срабатыванию детектора движения, IP-камера может записать изображение не только в момент появления движения, но и несколько минут или секунд ДО и ПОСЛЕ возникновения движения благодаря встроенному буферу изображения.

Все IP-камеры обычно имеют внешний источник питания 12 В и лишь иногда встроенный на 220 В, чаще всего,  это камеры во внешнем исполнении. 

Кроме того, достаточно часто IP-камеры могут питаться по кабелю Ethernet в соответствии со стандартом PoE (Power over Ethernet) 802.3af, что позволяет размещать сетевые камеры в местах, где розетки сети питания 220 В недоступны, например, на крыше или потолке. 

Камеры можно расположить на расстоянии до 100 м от источника питания. 

Кроме того, питание IP-камер по кабелю Ethernet является удобным средством формирования централизованной системы обеспечения питания. Можно подключить центральный источник бесперебойного питания (UPS) к коммутатору PoE, к которому подсоединены все IP-камеры видеонаблюдения. Такая схема обеспечивает бесперебойное питание и исключает необходимость подключения отдельного UPS к каждому устройству. 

Наличие детектора активности или движения является значимым преимуществом любой из моделей сетевых камер. Детектор движения — это программный модуль, основной задачей которого является обнаружение перемещающихся в поле зрения веб-камеры объектов. Детектор движения не только обнаруживает перемещение в поле изображения, но и определяет габариты объекта и скорость его движения. В зависимости от задач видеонаблюдения, детектор движения настраивают с предельной минимизацией ложных срабатываний (фильтрацией помех), задают гибкую логику обработки тревог (тревожная запись, интеграция с другим охранным оборудованием). 

При поступлении сигнала тревоги с одного из датчиков в памяти веб-камеры формируется последовательность видеокадров, поступивших до, после и в момент тревоги и отправляются по заранее определенному адресу FTP или SMTP.

Объективы подразделяются на:

• объективы без регулировки диафрагмы — для помещений с постоянным уровнем освещенности (используются в самых дешевых камерах);
• с ручной регулировкой диафрагмы — используются в помещениях с постоянным уровнем освещенности (обеспечивают возможность оптимальной подстройки);
• с автоматической регулировкой диафрагмы — для установки вне помещений и в помещениях с изменяемой освещенностью. Для того, чтобы использовать такие объективы, IP-камеры должны иметь специальный разъем для управления диафрагмой объектива. Дешевые IP-камеры не имеют выхода управления автодиафрагмой и не рекомендуются для работы на улице.

Основные характеристики объектива — это формат объектива, вид крепления, фокусное расстояние, тип диафрагмы. 

Формат объектива 
Это обозначение того размера матрицы видеокамеры, с которой данный объектив предназначен работать: 1/4", 1/3”, 1/2". 

Вид крепления объектива (Lens Mount) 
В IP-камерах используют объективы с креплением «C» или «M12». Объектив «C» имеет большие габариты и отличается лучшим качеством, чаще всего используется с высококачественными камерами. 

В последнее время часто также используется объектив с креплением «М12», особенно для недорогих камер. При их выборе следует помнить, что они могут быть выполнены из стекла, либо из пластмассы (с соответствующим качеством). 

Фокусное расстояние 
Определяет угол обзора видеокамеры в целом (чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол обзора и тем крупнее отображается объект наблюдения). Существуют объективы с фиксированным фокусным расстоянием и объективы с переменным фокусным расстоянием (вариофокальные). Вариофокальные объективы удобнее, так как позволяют подстроить угол зрения камеры непосредственно при ее установке, но они немного дороже, чем объективы с фиксированным углом зрением. 

Тип диафрагмы 
Диафрагма предназначена для регулировки проходящего светового потока.

Для систем безопасности, к которым относится и IP-видеонаблюдение, одним из главных параметров является защищенность и конфиденциальность видеоинформации. На самом деле IP-видеокамеры намного сильнее защищены от несанкционированного доступа, чем аналоговые камеры (у последних такой защиты просто нет!). Информация в сети видеонаблюдения может и должна быть защищена от несанкционированного доступа несколькими способами и иметь несколько линий защиты:

• безопасность на этапе подключения (доступа) к сети (предотвращение угрозы нелегального подключения);
• безопасность на этапе доступа к ресурсам сети (предотвращение НСД к сетевым ресурсам);
• гарантия конфиденциальности, целостности и доступности сетевых ресурсов.

Все современные локальные сети построены с использованием концепции AAA:

• авторизация (имена пользователей);
• аутентификация (права и полномочия пользователей);
• аудит (сбор статистики о том, кто и как использует ресурсы).

Следование данной концепции защиты данных от несанкционированного доступа обеспечивает надежную защиту с использованием механизмов шифрования, защитой пароля и многоуровневыми правами доступа пользователей, то есть каждый пользователь системы может делать только то, что ему разрешил администратор, при этом все действия пользователей фиксируются. 

IP-камера способна перед отправкой по сети шифровать видеосигнал, что предотвращает просмотр или подмену его посторонними лицами. Систему можно также настроить на аутентификацию соединения с помощью зашифрованных сертификатов, воспринимаемых конкретной сетевой камерой, устраняя таким образом возможность, что кто-нибудь вклинится в линию. Сетевая камера способна и добавлять зашифрованные «водяные знаки» в поток видеоданных с информацией об изображении, времени, расположении, пользователях, тревогах и многое другое. 

При работе по беспроводным каналам связи Wi-Fi, надежность и безопасность передачи данных при следовании несложным рекомендации ничуть не хуже, чем для локальных сетей связи.

Настроить доступ к IP-камерам в случае, если провайдер не предоставляет выделенный статический IP-адрес, а выдает только динамические IP-адреса, ― лишь немного сложнее (чаще всего такая ситуация характерна при ADSL доступе). 

В этом случае можно воспользоваться технологией DynDNS, которую поддерживает абсолютное большинство маршрутизаторов и IP-камер. Для этого нужно зарегистрироваться на сайте www.dyndns.com (или любом другом, поддерживаемом оборудованием), создать там свою учетную запись (например, www.camera123.dyndns.org) и один раз при настройке ввести на этом сайте IP-адрес, выделенный в данный момент, после чего записать регистрационные данные в IP-камеру или маршрутизатор. 

 Имя домена, например,  www.camera123.dyndns.org, является понятным пользователю, его очень просто запомнить. Всякий раз, когда IP-адрес, выданный провайдером, будет изменяться, маршрутизатор или IP-камера автоматически зарегистрирует этот адрес на сайте www.dyndns.com, ― достаточно будет в любой точке земного шара набрать выбранное доменное имя ― www.camera123.dyndns.org ― для подключения к IP-камере или IP-камерам, подключенным к маршрутизатору. 

Подробности настроек работы с DynDNS описаны в инструкции к соответствующему оборудованию.

С помощью IP-камер легко построить эффективную систему видеонаблюдения. Достаточно подключить IP-камеры в локальную сеть предприятия, установить программное обеспечение, поставляемое вместе с камерами или приобретаемое отдельно, на те ПК (персональные компьютеры), где будет вестись видеонаблюдение: ПК операторов, ПК начальника службы охраны, сервер записи и так далее. При чем очень легко задать ― какие камеры, на каком ПК можно просматривать, а какие нельзя и очень просто организовать дублирование записей на нескольких компьютерах для большей надежности. 

Можно использовать следующую схему организации системы видеонаблюдения:

• В течение дня, охранники ведут наблюдение через монитор в диспетчерской, видео с камер постоянно записывается на сервер.
• Ночью и в выходные, наблюдение может выполняться удаленно на пункте центрального наблюдения, обслуживающем несколько компаний.
• Встроенный детектор движения может вызвать тревогу и начать запись тревожного события.
• В случае тревоги, руководитель службы безопасности может рассмотреть изображения на самом близком к нему компьютере или удаленно через Интернет для определения того, какие меры следует предпринять и что вызвало тревогу.

Изображения могут храниться на сервере в организации, на нескольких независимых ПК или на сервере, расположенном в сети Интернет. Хранение изображений в разных местах устраняет риск того, что злоумышленник уничтожит свидетельства преступлений. 

Программное обеспечение, кроме отображения камер в реальном времени, позволяет работать с архивами и искать различные записанные события. Можно хранить запись с охранных видеокамер неограниченное время или автоматически очищать архив через определенные промежутки времени, например, через две недели.