Системы видеонаблюдения и охраны на web-камерах

Рынок современных систем видеонаблюдения и охраны переживает сегодня бурный рост, связанный с повышением интереса к безопасности бизнеса и жилища. Конечно, профессиональные системы должны проектироваться под конкретную задачу с привлечением специалистов, причем при сопоставимой эффективности стоимость похожих проектов по организации видеонаблюдения может различаться в несколько раз из-за разницы в цене на различное оборудование. Строго говоря, системы охранного телевидения — понятие регламентированное, и требования к нему задаются госстандартом (ГОСТ Р 51558-2000). Этому ГОСТу должны отвечать все подобные системы, монтируемые на государственных и коммерческих объектах, подлежащих приемке госкомиссией. Требования стандарта довольно жесткие, но на практике, как правило, обходятся более простыми и дешевыми решениями, а следовательно, формально не соответствующими данному ГОСТу.

При охране частного жилища тем более необязательно опираться на госстандарты, поскольку никакой сдачи государственным комиссиям не предполагается. Впрочем, и большинство предприятий, называя это не охранной системой, а системой видеонаблюдения, уходят от жестких требований при решении задач в рамках ограниченного бюджета. Кстати, помимо функции видеонаблюдения охранная система обычно включает средства видеозаписи, которые фиксируют события на аналоговую или цифровую аппаратуру, — для компьютерных систем видеонаблюдения можно организовать циклическую запись на жесткий диск.

Такие записи анализируются в случае чрезвычайного происшествия. Причем многие современные системы в целях экономии дискового пространства или ленты поддерживают функцию активной записи: магнитофоны или цифровые видеорегистраторы включаются лишь в те моменты, когда с камеры или с датчика движения поступает сигнал об изменении картинки или оповещение о тревоге.

По мнению профессионалов, занимающихся установкой охранных систем, в последние годы наблюдается повсеместный переход на цифровые системы видеонаблюдения, включая и охранные комплексы.

Причинами роста популярности цифровых систем является наличие у них высокоскоростных компьютерных интерфейсов (в том числе и беспроводных) для передачи видео, а также высокая производительность, позволяющая реализовать одновременную высококачественную видеозапись на жесткие диски сразу с нескольких видеокамер.

Производительность современных компьютерных систем растет настолько быстро, что позволяет реализовать на относительно недорогой платформе профессиональные цифровые охранные системы. При этом стоимость таких систем невысока, так что их могут позволить себе даже небольшие компании.

Кроме того, цифровые системы видеонаблюдения имеют много преимуществ по сравнению с аналоговыми. В первую очередь это более удобная организация средств сбора и аналитической обработки информации. На жестком диске компьютера можно оперативно систематизировать записи по времени и по другим критериям регистрируемого события, а цифровые технологии позволяют не только самостоятельно выявлять подозрительные события и объекты, но и определенным образом на них реагировать (к примеру, подавать сигнал тревоги или звонить оператору). Цифровые системы видеонаблюдения также хорошо интегрируются со средствами дистанционного управления камерами (трансфокаторами и поворотными механизмами), программы управления имеют гибкие средства настройки, а графические интерфейсы позволяют операторам ориентироваться, например, по плану здания.

Однако использование цифровых систем видеонаблюдения имеет и свои недостатки. Так, цифровое сжатие видеопотока уменьшает детализацию картинки и на «цифре» труднее заметить следы монтажа и указать места «склеек». Поэтому, например, цифровые записи пока не принимаются в качестве доказательства на суде. Однако цифровые системы видеонаблюдения последнего поколения уже наступают аналоговым на пятки — появились такие цифровые решения, которые превосходят по качеству картинки традиционные аналоговые системы.

Кроме того, в последнее время широкое распространение получили интеллектуальные системы видеонаблюдения, работающие значительно надежнее традиционных датчиков движения, основанных на сравнении текущего кадра с предыдущим. Так, падающий лист за окном или выглянувшее из-за туч солнце уже не введут такую интеллектуальную систему в заблуждение. И, напротив, подобная система может подать сигнал тревоги, если движение остановилось или какой-то предмет долгое время остается неподвижным (например, остановленный конвейер на производстве или оставленная в метро сумка или чемодан, что позволит предотвратить теракт).

Использование web-камер для видеонаблюдения

Говорят, что с помощью web-камер, развешанных на улицах для забавы, удалось задержать нескольких преступников, причем некоторые из них давно были в розыске. А несколько лет тому назад в Интернете описывался курьезный случай, когда бразильской полиции удалось поймать банду вооруженных преступников благодаря наблюдению преступления из Уругвая по web-камере, установленной в комнате потерпевшей.

Однако применение web-камер в охранных системах — еще очень большая редкость, хотя сегодня в этой области наблюдается серьезный прогресс. Скажем, в 2004 году мы писали в журнале КомпьютерПресс: «Web-камеры редко используются в профессиональных охранных системах видеонаблюдения по нескольким причинам. Во-первых, для этого есть чисто технические препятствия, связанные с ограниченной длиной кабеля для проводной камеры и малой зоной удаления для беспроводной. Во-вторых, в настоящий момент существуют ограничения аппаратного характера на количество камер, которые можно одновременно подключить к одному и тому же персональному компьютеру. В-третьих, web-камеры имеют слишком низкое разрешение и, как следствие, малую скорость передачи видео с предельным разрешением (с максимально возможным разрешением 640x480 пикселов web-камера позволяет передавать через интерфейс USB 1.0 не более двух-трех кадров в секунду). В-четвертых, оптические характеристики web-камер существенно хуже, чем у камер, традиционно используемых в охранных комплексах, — web-камерам не хватает четкости и резкости. В-пятых, внутренняя логика автоматической адаптации камер к условиям освещенности существенно затрудняет их применение в профессиональных системах; к тому же у многих web-камер невозможно отключить автоматический режим работы. В-шестых, встраиваемые алгоритмы сжатого предоставления видеосигнала (большинство камер кодирует RGB-сигнал в YUV) недостаточны для компактного хранения данных» (Морозов Ю. Сделай web-камеру своим помощником, КомпьютерПресс. 2004. № 6).

Однако с тех пор появились модели с беспроводным интерфейсом (например, web-камера Linksys WVC200 может работать полностью в автономном режиме, используя только сетевое подключение Ethernet или Wi-Fi 802.11g); все проводные web-камеры перешли на высокоскоростной интерфейс USB 2.0, достаточный для передачи видео (проблему с длиной кабеля можно решить при помощи USB-хаба); снято ограничение на количество одновременно подключаемых видеокамер (как аппаратно, так и по производительности); существенно повысилось качество бытовых web-камер, причем как оптическое, так и электронное (например, Logitech QuickCam Ultra Vision оснащается 1,3-мегапиксельным сенсором, поддерживающим формат HD); в современных web-камерах применяются высококачественные алгоритмы сжатия с прогрессивной разверткой (например, все та же Linksys WVC200 может сжимать видео в MPEG-4 или MJPEG). Алгоритм MPEG использует межкадровое сжатие, при котором выделить нужный промежуточный кадр иногда бывает очень сложно, но MJPEG дает покадровое сжатие с высоким качеством каждого кадра и его прямой адресацией, так что идентификацию объекта на изображении теперь выполнить несложно.

Следовательно, современные web-камеры можно применять не только для общения в чатах и проведения видеоконференций, но и для выполнения более серьезных задач, к тому же программного обеспечения для систем видеонаблюдения и охраны создано уже немало, осталось только подключить камеры.

Беспроводные IP-камеры

Web-камера компании Linksys WVC200 дороже изделий от Logitech (ее стоимость составляет примерно 300 долл.), зато она является беспроводной и предназначена специально для систем наблюдения. Новинка может работать полностью в автономном режиме, используя только сетевое подключение (Ethernet или Wi-Fi 802.11g). WVC200 относится к бизнес-серии Linksys, и в ее комплектацию входит web-сервер. Таким образом, установив камеру в офисе или дома, вы получаете доступ к ней из Интернета посредством обычного браузера. Одновременно к WVC200 могут обращаться до десяти пользователей. Чтобы вы не запутались при наличии нескольких камер, каждая из них оснащена ЖК-дисплеем, отображающим IP-адрес устройства.
WVC200 оборудована микрофоном, поэтому у вас есть возможность не только видеть, что происходит у вас дома или в офисе, но и слышать. Камера имеет функции вертикального и горизонтального панорамирования и 2-кратного цифрового зума. Для сжатия видеопотока используются по выбору кодеки MPEG-4 или MJPEG. Кроме передачи по сети, информация может быть сохранена на внешний жесткий диск. Небезынтересной является и возможность отправки видеоклипов по электронной почте при обнаружении движения в поле камеры.
В принципе, сегодня уже сформировался большой класс так называемых сетевых IP-камер, которые получили широкое распространение на рынке оборудования для видеонаблюдения и охраны. Такие камеры имеют встроенный сетевой интерфейс (Ethernet) и собственный IP-адрес, к которому можно обращаться и наблюдать за происходящим из любой точки мира, где есть Интернет, или с любого компьютера локальной сети вашего предприятия, офиса или дома. IP-видеокамера подключается к локальной сети и работает самостоятельно, без компьютера. Такая камера оборудована всеми необходимыми средствами для передачи видео по локальной сети или в Интернет, при этом за счет использования аппаратного сжатия она обеспечивает достаточно высокое качество изображения и скорость отображения. Некоторые модели содержат встроенный детектор движения, e-mail и FTP-клиенты. Беспроводные модификации отличаются только тем, что оснащены каким-либо беспроводным интерфейсом. Удаленный доступ к изображению с видеокамеры осуществляется через окно стандартного web-браузера. Правда, для доступа к видеокамере из Интернета маршрутизатор необходимо сконфигурировать таким образом, чтобы он пропускал трафик, поступающий из локальной сети.
Однако подобные сетевые камеры стоят недешево, а потому такое решение многим может показаться неприемлемым. Ведь всегда можно купить дешевую web-камеру, подключить ее к портативному компьютеру (возможно, с беспроводным интерфейсом), установить специальное программное обеспечение и получить вполне сносную систему видеонаблюдения или, скорее, систему передачи видео по сети.
Тем не менее при повышенных требованиях автономности работы и управляемости IP-камеры по сети специализированным решениям трудно найти замену.
Впрочем, сегодня, благодаря появлению универсальных компьютерных решений, расширению их ассортимента и улучшению характеристик, снижаются цены и на модели сетевых IP-камер.