Проектирование систем видеонаблюдения

Проектирование системы видеонаблюдения требует ответить на семь фундаментальных вопросов. Эта статья объяснит все пункты, объяснит основные возможности для выбора и поможет сделать правильный выбор в сложных моментах.

Эти семь фундаментальных вопросов:

1. Камеры какого типа использовать?
2. Как подсоединить камеры к видеоуправляющей системе?
3. Какое видеоуправляющую систему использовать?
4. На каком носителе хранить информацию?
5. Какую видеоаналитическую систему использовать?
6. Как просматривать изображение видеонаблюдения? 
7. Как интегрировать видеосистему с остальными?

1. Камеры

Фигурально выражаясь, камеры — это глаза системы видеонаблюдения. Камеры нужно устанавливать в важных областях для получения видеоизображения.

Два основных принципа установки камер:

1. использовать узкие места и
2. покрывать важные области.

Узкими местами мы называет области, которые люди и транспортные средства должны пройти, чтобы попасть в определённую зону. Например, коридоры. Размещение камер в узких местах очень эффективный с точки зрения стоимости способ задокументировать вошёдших на объект людей.

Важные области — это те объекты или области, которые нуждаются в охране. Например, физические объекты, такие как сейфы, или зоны продаж, или места, в которых находятся важные объекты — кассы, парковки. Какие именно области являются важными определяется целями и приоритетами вашей организации.

Итак, определив, какие зоны вы хотите охватить с помощью видеонаблюдения, вам нужно выбрать 4 характеристики камеры:

1. Неподвижная или PTZ-камера. Камера может быть фиксированной для того, чтобы обеспечивать один определённый вид, или она может быть подвижной: двигаться направо и налево, вверх и вниз, приближать и удалять изображение (panning, tilting, zooming). Большинство, используемых в видеонаблюдении камер, — неподвижные. PTZ-камеры обычно используют широкие углы обзора. PTZ-камеры следует использовать, если вы собираетесь активно ежедневно использовать камеры. Основное преимущество неподвижных камер — их цена: неподвижные камеры стоят в 5…8 раз дешевле, чем PTZ-камеры. Примерная цена неподвижных камер — 200…500 долларов, PTZ-камер — 2000 и выше.
2. Цветная, инфракрасная или термальная. В телевидении видеоизображение может быть цветным или чёрно-белым. На сегодняшний день получать чёрно-белое изображение в видеонаблюдении имеет смысл только тогда, когда освещение очень слабое (например, ночью). В этих условиях инфракрасные и термальные камеры позволяют получить чёрно-белое изображение. Инфракрасные камеры требуют использования специальных ламп (инфракрасных излучателей), с помощью которых можно получить чёткое изображение в темноте. Но они значительно — часто в 2…3 раза — более дороги, чем цветные камеры. Для термальных камер подсветка не требуется, но они позволяют получить только силуеты объектов; и они очень дороги — 5 000…20 000 долларов. В дневное время или в хорошо освещённых зонах  преимущество цветных камер над чёрно-белыми очевидно.
3. Стандартное или мегапиксельное разрешение. Исторически сложилось, что почти все используют камеры со стандартным разрешением. Но в настоящий момент пользователи переходят на камеры высокого разрешения. В то время как телевидение высокой чёткости HDTV достигает максимум 3-хмегапиксельного разрешения, камеры видеонаблюдения могут обеспечить — до 16-ти мегапикселей. В 2008-м году объём продаж мегапиксельных камер составлял всего около 4% от общего количества камер, но рынок мегапиксельных камер стремительно растёт.
4. Сетевая или аналоговая. Самая значительная тенденция в современном видеонаблюдении — это переход от аналоговых камер к сетевым IP-камерам. Аналоговые камеры оцифровывают изображение для его просмотра и записи на компьютерах, а сетевые IP-камеры получают цифровой видеосигнал прямо внутри себя. Большинство инфракрасных и термальных камер доступны всё ещё только в аналоговом исполнении, но мегапиксельные разрешения предоставляют только сетевые IP-камеры. Около 20% продаваемых сейчас камер — сетевые, и этот процент очень быстро растёт.

Большинство организаций предпочитают использовать камеры разных типов. Например, можно использовать инфракрасные аналоговые камеры по периметру и аналоговые PTZ-камеры — рядом с банкоматами. А внутри помещения неподвижные мегапиксельные камеры для наблюдения за складом, и несколько неподвижных IP-камер, захватывающих входы и коридоры.

2. Подключение.

В профессиональном видеонаблюдении камеры почти всегда подключаются к видеоуправляющим системам для записи видеоизображения и управления доступом к нему. Существует две основные характеристики, которые следует учесть при выборе способа подключения системы видеонаблюдения.

• IP- или аналоговая сеть. Видеосигнал может передаваться через компьютерные IP-сети или как аналоговый видеосигнал. Сейчас большинство видеоканалов используют аналоговый способ пеердачи сигнала, но переход на IP-сети очень стремителен. И IP-, и аналоговые камеры могут передавать информацию через IP-сеть. IP-камеры подключаются напрямую к сети, как компьютер. Аналоговые же камеры не могут подключаться напрямую; необходимо установить видеокодер, который позволит передать аналоговый сигнал через IP-сеть. Видеокодер имеет вход для аналоговой информации видеокамеры, а на выходе выдаёт цифровой поток для передачи по IP-сети.
• Проводное или беспроводное. Видеоинформация может передаваться по кабелю или без проводов, по воздуху, независимо от того, используется ли аналоговая или сетевая система. В более чем 90% видеосистем информация сейчас передаётся по кабелю, так как это в общем случае более дешёвый и надёжный способ. Хотя возможность беспроводной передачи очень важна для некоторых применений, в которых прокладка кабеля непомерно дорога: при использовании на парковках, удалённых зданиях, например.

3. Видеоуправляющая система

Видеоуправляющая система — это часть системы видеонаблюдения, в которой осуществляется решение задач видеонаблюдения: получение сигнала от камер, хранение видеоинформации и управление распределением видеоизображения.

Существует четыре основных критерия для выбора видеоуправляющей системы. Большинство организаций выбирают варианты 1 или 4.

• Цифровые видеорегистраторы. В цифровые видеорегистраторы встроена компьютерная начинка, которая объединяет в себя аппаратное, программное обеспечение и возможность хранения видеоинформации. По своему назначению они принимают сигнал только от аналоговых камер. Хотя все видеорегистраторы сегодня поддерживают удалённый просмотр через интернет. Установка видеорегистраторов очень проста, хотя их использование может значительно ограничить гибкость системы и возможность внесения аппаратных изменений. Видеорегистраторы —сегодня наиболее распространённый вариант среди профессиональных покупателей. Хотя цифровые видеорегистраторы вышли из моды, и наблюдается тенденция перехода к следующим трём вариантам.
• Гибридные видеорегистраторы, цифровые видеорегистраторы, которые поддерживают IP-камеры. Эти видеорегистраторы обладают всей функциональностью предыдущего типа и к тому же поддерживают сетевые и мегапиксельные камеры. Большинство цифровых видеорегистраторов могут быть усовершенствованны до гибридных с помощью программного обеспечения. Такого вида усовершенствование — заметная сейчас тенденция; это обусловлено низкой стоимостью перехода: напрямую поддерживаются и аналоговые, и сетевые камеры.
• Сетевые видеорегистраторы во всем похожи на цифровые видеорегистраторы, кроме поддержки камер. Цифровые видеорегистраторы поддерживают только аналоговые камеры, а сетевые видеорегистраторы — только сетевые. Для использования сетевого видеорегистратора в системе с аналоговыми камеры необходимо использовать видеокодер.
• Сетевое программное обеспечение видеонаблюдения, это программное приложение. В отличие от цифровых и сетевых видеорегистраторов, сетевое программное обеспечение не идёт с аппаратным обеспечением или оборудованием для хранения информации. Пользователь должен загрузить и установить на свой компьютер (или сервер) это программное обеспечение. Это обеспечивает большую свободу и возможно более низкую стоимость, чем при использовании цифровых и сетевых видеорегистраторов, но так же означает и значительно большую сложность и большие временные затраты на установку и оптимизацию системы. Сетевое программное обеспечение видеонаблюдения — на сегодняшний день наиболее яркая тенденция; чаще всего выбирают именно этот вариант для очень больших систем, с сотнями или даже большим количеством камер.

4. Хранение

Информация видеонаблюдения почти всегда сохраняется для последующего извлечения и просмотра. Средний срок хранения — 30…90 дней. Хотя некоторое количество организаций хранит видеозаписи намного меньше — неделю, — или наоборот намного дольше — до нескольких лет.

Два наиболее важных фактора, которые определяют длительность хранения видеозаписи, — это стоимость хранения и уровень угроз, с которыми организация сталкивается.

Хотя хранение информации постоянно и становится дешевле, видеонаблюдение требует огромного количества памяти. Для сравнения, сервис бесплатной почты от «Гугла» получает около 7 гигабайт информации в секунду. Считается, что это — огромное количество информации. Однако, даже система видеонаблюдения с небольшим количеством камер может требовать многие терабайты памяти. Так как стоимость хранения информации является важным параметром, существует несколько технологий позволяющих оптимизировать хранение.

Тип угроз также влияет на прождолжительность хранения видеозаписи. Например, основная угроза в банках — это мошеннические операции. Информация об этих происшествиях часто становится известной только через 2-3 месяца. Поэтому банкам необходимо длительное время хранения информации. И наоборот в казино обычно сразу узнают о проблемах, в течение недели. Поэтому казино часто используют меньшее время хранения — обычно несколько недель. 

Существует три типа хранения информации:

• Внутренние носители. Используются жёсткие диски, встроенные в видеорегистратор или сервер. На сегодняшний день это наиболее часто используемый вид хранения информации. Жёсткие диски сегодня достигают объёма терабайта, таким образом можно сохранять 2…4 терабайта информации.
• Внешние подключенные носители. Внешние жёсткие диски подключаются напрямую к видеорегистраторам и серверами. Системы хранения — такие как NAS и SAN — используются для управления жёскими дисками. Обычно это обеспечивает большую масштабируемость, большую гибкость и достаточный объём. Хотя стоимость одного терабайта в таких системах обычно выше, чем при использовании внутреннего хранения. Внешние подключенные диски наиболее часто используются в системах, насчитывающих большое количество камер.
• Кластеры хранения. Кластеры хранения — это сетевые хранилища информации, специально предназначенные для сохранения информации от большого количества камер. Множество видеорегистраторов могут отправлять видеоинформацию на эти кластеры хранения. Они обеспечивают эффективное, гибкое и масштабируемое хранения для очень большого количества камер. Кластеры хранения — наиболее заметная тенденция в хранении информации видеонаблюдения.

5. Видеоанализ

Аналитическая система сканирует видеопоток для оптимизации хранения и для определения угрожающих (или интересующих) событий.

Оптимизация хранения — наиболее часто используемое применение аналитической системы. В простейшем случае аналитическая система сканирует видеопоток для определения движения. При отсутствии движения видеоуправляющая система может решить не сохранять видеоинформацию или сохранять её с более низкой частотой кадров или разрешением. Так как системы видеонаблюдения охватывают длительные периоды с отсутствующей активностью — например, когда наблюдаемые коридоры, лестничные пролёты и здания закрыты, — использование определения движения может сократить потребляемый для хранения видеоинформации объём на 60-80% по сравнению с непрерывной записью.

Использование видеоанализа для определения угрожающих (или интересующих) событий — более интересный вид видеоанализа. Когда люди, занятые в индустрии видеонаблюдения, говорят о видеоанализе, они имеют в виду это применение. Типичные примеры — это нарушение периметра, оставленные без присмотра вещи, подсчёт количества людей и распознавание автомобильных номерных знаков. Цель такого видеоанализа — проактивное определение инцидентов и возможность остановить их в процессе: например, увидев как вор прыгает через забор, можно остановить его в реальном времени; распознавание автомобильных номеров позволяет определить, кому принадлежит автомобиль, чтобы можно было задержать преступника.

6. Видеопросмотр

Информация видеонаблюдения в конечном счёте просматривается людьми. Большая часть информации никогда не будет просмотрена. Большая часть просмотренной видеоинформации используется для исторических исследований. Некоторая часть видеоинформации просматривается «вживую», в основном в розничной торговле для поимки магазинных воришек и для наблюдения за общественными местами для определения угроз преступлений. Большинство «живого» видеонаблюдения делается периодически по запросу потенциальной тревоги или для проверки состояния удалённого объекта.

Существует четыре возможности просмотра видеоизображения.

• Локальный просмотр напрямую от видеорегистратора или сервера. Это вариант отлично подходит для маленьких объектов при нахождении на этих объектах. Это позволяет использовать видеоуправляющую систему и как станцию просмотра, сохраняя стоимость по её оборудованию или использованию компьютера. Такой просмотр обычно используется в розничной торговле, банках и малом бизнесе.
• Удалённый просмотр на компьютере. Это наиболее распространённый способ просмотра видеонаблюдения. В этом случае стандартные компьютер используется для просмотра «живого» или записанного видеоизображения. Для этого используются как проприетарные приложения, так и стандартные веб-браузеры. Чаще просмотр осуществляется с помощью специального программного обеспечения, потому что оно предоставляет большую функциональность. Преимущество просмотра через веб-браузер в том, что не нужно ни устанавливать новых программ, ни беспокоиться об их обновлении. 
• Мобильный просмотр. Мобильный просмотр позволяет операторам незамедлительно проверять изображение видеонаблюдения. Мобильный просмотр обладает большим потенциалом для подвижных охранников. Хотя мобильные клиенты для просмотра появилисьпо крайней пять лет назад, они не были широко распространены из-за проблем с PDA и телефонами. Интерес с мобильному просмотру возобновился с появлением Айфона и подобных устройств.
• Видеостена. Этот способ просмотра очень хорош для больших охранных центров, которые имеют в своей компетенции сотни и тысячи камер. Видеостена обеспечивает просмотр на очень больших экранах, которые может наблюдать группа людей одновременно. Это особенно важно в чрезвычайных ситуациях. Видеостены обычно обладают возможностью переключения между каналами и автоматически переключаются на канал из того места, откуда поступает сигнал тревоги.

7. Интеграция видеосистемы

Множество организаций используют видеонаблюдение само по себе, просто установив поверх клиентскую систему видеоуправления для просмотра. Хотя для более крупных организаций с более значительными проблемами безопасности, такое использование малоэффективно. Эти организации предпочитают использовать похожий на военный подход, в котором информация от нескольких охранных систем выводится на экран с помощью единого интерфейса.

• Контроль доступа для интеграции. Большинство организаций используют электронную или cсетевую систему контроля доступа. Эти системы проектировались на долгие годы для интеграции с другими системами такими, какобнаружение вторжения и видеонаблюдения. Это самый простой и относительно недорогой способ интегрирования системы видеонаблюдения — 10 000…50 000 долларов. Хотя системы контроля доступа часто накладывают ограничения на поддерживаемые системы и на глубину интеграции.
• PSIM для интеграции. Последние несколько лет производители предлагают специализированные приложения, единственной целью которых является объединение информации от различных охранных систем — таких как видеонаблюдение, например, — предоставление наиболее адекватной информации и оптимального способа реагирования. Эти системы гораздо более дороги — 100 000…1 000 000 долларов. Но они поддерживают намного более широкий ряд систем и предоставляют более интересную функциональность.
• Видеоуправляющая система для интеграции. Всё чаще системы видеоуправления добавляют поддержку других охранных систем и функциональности управления охранными системами. Если вам необходима ограниченная интеграция, ваша существующая видеуправяющая система может обеспечить вам недорогое — пока ограниченное — решение.

Заключение

Если вы определились с ключевыми ответами, вам следует изучить лучшие для ваших целей продукты, которые предлагают производители.

Автор:  Джон Хонович, независимый аналитик систем безопасности